Brevet FR2814845A1 — publié le 20020405

La présente invention concerne une installation d'exercice pour l'entraînement de personnes à l'extinction d'un feu. Des dispositifs de ce genre sont connus, qui comportent des moyens aptes à générer un feu véritable, en enflammant un combustible-par exemple un gaz produit par un brûleur- ; au cours de l'entraînement, le stagiaire doit essayer d'éteindre le feu de la manière la plus rapide et la plus efficace possible, en utilisant un extincteur approprié. L'opération est bien entendu surveillée et contrôlée par un personnel d'encadrement et d'enseignement. L'état de la technique en la matière peut être illustré par exemple par les documents US-4 303 396 et EP-0 146 465, qui se rapportent à des installations d'entraînement respectivement fixe et mobile (montée à l'intérieur d'un camion). Plus précisément, l'installation qui fait l'objet de l'invention comporte un foyer constitué d'un brûleur à gaz et d'une électrode servant à enflammer le gaz en début d'exercice. Il s'agit d'une électrode double de type connu, fonctionnant à haute tension, l'étincelle de décharge entre les deux électrodes provoquant l'inflammation du mélange de gaz combustible et d'air sortant de la surface du brûleur. Pour pouvoir provoquer l'allumage du mélange, il va de soi que la partie active de l'électrode, où se produit l'étincelle, doit se trouver à faible distance d'une partie du brûleur où se fait la sortie du mélange de gaz combustible. Ceci pose plusieurs difficultés. En premier lieu, une fois que l'inflammation a été réalisée, l'électrode est exposée aux flammes, ce qui pose des risques d'encrassement et de détérioration résultant de la température élevée. En second lieu, l'électrode est également exposée à l'agent d'extinction mis en oeuvre durant l'exercice, par exemple de l'eau ou de la poudre (telle que du CO2 par exemple). Cette exposition peut compromettre le bon fonctionnement de l'électrode, pour l'allumage d'un nouveau feu lorsqu'un stagiaire a terminé son exercice. C'est le cas notamment si l'électrode est mouillée ou si de la poudre s'est déposée dans l'intervalle séparant l'anode de la cathode. Or, il est important, pour un bon déroulement des exercices, qu'on puisse allumer rapidement et automatiquement un nouveau feu, au moyen d'un circuit de commande ad-hoc, dès qu'un exercice est terminé. Les inconvénients qui viennent d'être mentionnés sont évités, grâce à la présente invention, par le fait que l'électrode est mobile et est susceptible d'être éloignée du brûleur avant le début de l'exercice, et maintenue escamotée pendant l'exercice. Elle se trouve ainsi à l'abri des flammes et de l'agent d'extinction utilisé au cours de l'exercice. Dès que l'exercice est terminé, elle est déplacée à nouveau dans sa position active, appropriée pour un nouvel allumage. Par ailleurs, selon un certain nombre de caractéristiques additionnelles, non limitatives de l'invention : - le déplacement de l'électrode est opéré au moyen d'un vérin pneumatique ; - l'installation comporte des moyens pour amener au brûleur un mélange de gaz combustible, tel que du propane, et d'air ; - le brûleur est immergé dans de l'eau, l'installation étant destinée à simuler un feu d'hydrocarbure ; - ce brûleur est placé dans une cuve qui contient l'eau et il est alimenté par le mélange de gaz combustible et d'air par l'intermédiaire d'une conduite en forme de col de cygne ; - l'installation comporte des moyens de contrôle d'extinction de la flamme tels que des sondes de rayonnement ultraviolet ; - l'installation comporte un circuit de commande apte à couper automatiquement l'alimentation du brûleur en gaz combustible si l'extinction de la flamme n'a pas été détectée au-delà d'une période de temps déterminée à compter de l'allumage ; - le gaz combustible est fourni à partir d'un réservoir sous pression et l'air au moyen d'un surpresseur, le mélange se faisant par un branchement en T , dans lequel le conduit d'amenée d'air pénètre, perpendiculairement, à l'intérieur du conduit d'amenée du gaz combustible ; - les pourcentages volumétriques du mélange sont de l'ordre de 80 pour le gaz combustible et de 20 pour l'air ; - le brûleur est du type constitué de fibres en acier inoxydable entrelacées, par exemple tricotées ; - dans sa position escamotée, l'électrode est protégée par un volet mobile, apte à s'ouvrir automatiquement lorsque l'électrode est déplacée dans sa position active, en vue de l'allumage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description qui va maintenant en être faite, en référence aux dessins annexés, qui en représentent-à titre non limitatif-un mode d'exécution possible. Sur ces dessins ; - la figure 1 est une vue générale schématique de l'ensemble de l'installation ; - la figure 2 est un détail du branchement en T des conduits d'amenée de gaz et d'air ; - la figure 3 est une vue schématique du foyer, destinée à illustrer le fonctionnement du foyer ; - la figure 4 est une vue partielle, coupée par un plan vertical, d'un foyer dont le brûleur est immergé dans une cuve contenant de l'eau, l'électrode étant représentée dans sa position escamotée ; - la figure 5 est une vue similaire à la figure 4, qui montre l'électrode dans sa position active, propice à l'allumage du foyer ; - la figure 6 est un schéma du circuit de commande et de contrôle de l'installation. Sur la figure 1, le chiffre de référence 1 désigne une bouteille de gaz combustible, en l'occurrence du propane ; à titre indicatif, la pression du gaz dans la bouteille est comprise entre 7 et 17 bars environ. La référence 2 désigne un surpresseur de type connu, apte à fournir un flux d'air dont la pression est légèrement supérieure à la pression atmosphérique. La référence 3 désigne un branchement qui-comme on le verra plus tard-assure la connexion des conduits de propane et d'air, de manière à alimenter en mélange de gaz combustible un foyer d'exercice. Ce dernier consiste en un brûleur 5 qui est immergé dans de l'eau E contenue dans une cuve, ou bac, 4 disposé horizontalement sur un support, par exemple posé au sol. Le bac 4, dont la forme peut être quelconque, par exemple circulaire, carrée ou rectangulaire (en vue de dessus). Il est relativement peu profond par rapport à ses dimensions dans un plan horizontal. La référence 6 désigne une électrode double servant à l'allumage du mélange ; elle est située sur un côté du bac 4, à faible distance au-dessus du niveau d'eau. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, cette électrode est montée mobile, son déplacement étant commandé par un vérin pneumatique à double effet 7, comme cela sera expliqué plus loin. Les références 8a et 8b désignent des sondes de rayonnement ultraviolet, destinées à détecter chacune une zone du foyer. Plus de deux sondes peuvent bien entendu être utilisées, dépendant des dimensions du bac 4, et de la difficulté que l'on souhaite donner à l'exercice. Il s'agit de sondes UV de type connu, utilisant des tubes insensibles au rayonnement de la lumière solaire et de l'éclairage électrique, mais susceptibles de détecter les rayons ultraviolets provenant de la flamme. En cas de disparition de ce rayonnement, résultant d'une extinction locale de la flamme, dans la zone détectée, la sonde émet un signal électrique approprié qui est reçu par un circuit 80. Les références 90 et 91 désignent respectivement un détecteur de propane et un détecteur d'oxyde carbonique (CO). Des signaux électriques correspondants à chacune de ces détections sont envoyés à un circuit de traitement approprié 9. Les références 60 et 61 désignent respectivement un générateur de courant haute-tension et un conducteur électrique alimentant l'électrode 6. La référence 93 désigne un capteur de température disposé à proximité du foyer qui, comme on le verra plus loin, a pour fonction d'arrêter la combustion lorsque la température dépasse un seuil déterminé. La référence 92 désigne un ventilateur apte à provoquer l'aération du local L contenant le brûleur, et dans lequel se pratique l'exercice. Sur la figure 1, on a désigné, par les références 15 et 16 les conduits d'amenée du propane, respectivement à moyenne et à basse pression. Le sens de circulation du propane y est symbolisé par la flèche P. La référence 11 désigne un appareillage de sécurité, comprenant un détendeur, qui abaisse la pression du propane fourni par la bouteille 1, la pression dans la conduite 15 étant par exemple de l'ordre de 1,5 bars. Les références 1 Oa et 1 Ob situées respectivement en amont et en aval de l'appareillage 11, désignent des vannes de coupure manuelle. La référence 12 est également un appareillage de sécurité comprenant un détendeur, dont la fonction est d'abaisser encore la pression du propane, à une pression relativement basse, par exemple comprise entre 30 et 300 millibars environ, la pression choisie dépendant du type de feu utilisé ainsi que des dimensions et de la puissance du brûleur 5. A titre indicatif, cette puissance est comprise entre 50 et 150 KW. Les références 10c et 10d sont des vannes de coupure manuelle, situées respectivement en amont et en aval de l'appareillage 12. La référence 13 désigne un pressostat mini-gaz , et la référence 14 une électrovanne. De manière bien connue, le pressostat 13 provoque la fermeture automatique de l'électrovanne 14 lorsque la pression du gaz est inférieure à un seuil déterminé, dû par exemple à un encrassement d'un filtre situé en amont. Par ailleurs, comme on le verra plus loin, l'électrovanne 14 est pilotée par le circuit de commande et de contrôle de l'installation. Le surpresseur 2 fournit de l'air dans le conduit 20 a une pression très légèrement supérieure à la pression atmosphérique. Le sens de circulation de l'air dans ce conduit 20 est symbolisé par la flèche A. La référence 21 désigne une vanne, à commande manuelle (volontaire) ou électrique (automatique), permettant l'échappement de l'air fourni par le surpresseur 2 vers l'extérieur en cas de besoin, par exemple lorsque l'électrovanne 14 est fermée (évitant que le brûleur soit alimenté par de l'air seulement). Comme on le voit sur la figure 2, l'extrémité du conduit 20 pénètre dans le conduit 16 pour former un branchement en forme de T , référencé 3, dans lequel s'opère le mélange des flux de propane gazeux P et d'air A, la circulation du mélange étant symbolisée par les flèches M sur les figures 1 et 2. Ce mélange est amené, via un conduit 30 en forme de col de cygne à un conduit de raccordement 31 branché sur le brûleur 5. La forme en col de cygne de la portion 30, dont la portion supérieure s'étend au-dessus du niveau d'eau, empêche le refoulement de l'eau E contenue dans la cuve 4 dans le conduit d'amenée du mélange. Le conduit 31 traverse le fond du bac 4 de manière étanche, grâce à l'interposition d'un joint approprié 310. Le brûleur immergé 5 est par exemple du type à fibres d'acier inoxydable tricotées, dont la face supérieure est du type multiflamme , permettant l'étalement de la combustion sur toute la face supérieure du brûleur. Ce phénomène est représenté sur la figure 3, sur laquelle les flèches i symbolisent la pluralité de filets d'air quittant le brûleur du bas vers le haut, en provoquant un bouillonnement de la masse d'eau (de faible hauteur) se trouvant audessus du brûleur. Lorsque ce mélange combustible est enflammé, on observe une répartition des flammes f sur toute la surface de la cuve, simulant ainsi un feu d'hydrocarbures. On peut jouer sur la couleur des flammes en modifiant les pourcentages relatifs de propane et d'air. Une proportion de 20% d'air et de 80% de propane permet d'obtenir des flammes dans les tons rouge et jaune similaires à celles d'un feu d'hydrocarbures. A titre indicatif, la hauteur d'eau E dans la cuve 4 est de l'ordre de 15 à 20 cm, l'épaisseur du brûleur 5 est comprise entre 8 et 15 mm, et la hauteur d'eau au-dessus du brûleur est de l'ordre de 4 à 5 cm. Toujours à titre indicatif, si on a affaire à un brûleur circulaire, son diamètre est par exemple de l'ordre de 60 cm. Bien sûr, d'autres dimensions peuvent être adoptées selon l'exercice que l'on souhaite mettre en oeuvre. Conformément à l'invention, comme cela est illustré sur les figures 4 et 5, il est prévu sur le côté de la cuve 4 l'électrode d'allumage 6 sus mentionné. Dans le mode de réalisation illustré, l'électrode 6 comporte un culot 600 qui est alimenté en courant électrique par le conducteur 61. Le culot 600 est solidaire d'un manchon coulissant 62, qui est guidé en translation dans un fourreau 40 solidaire de la paroi latérale de la cuve. Le manchon 62 est solidaire d'un appendice de commande 620 dirigé vers le bas, auquel est connectée l'extrémité libre de la tige 70 d'un vérin pneumatique 7. L'appendice 620 passe dans une lumière 400 percée dans la partie inférieure du fourreau 40. Le vérin 7, tout comme l'électrode 6, sont disposés horizontalement. Sur la figure 4, le vérin 7 (partiellement représenté) se trouve dans sa position rétractée. Dans cette position, l'électrode 6 se trouve à l'extérieur de la cuve 4. Au contraire, sur la figure 5, le vérin se trouve en position d'extension (mouvement symbolisé par la flèche h) et a provoqué le déplacement en translation de l'ensemble formé du manchon 62 et de l'électrode 6 vers l'intérieur de la cuve 4, à travers une ouverture appropriée traversant la paroi de la cuve, au-dessus du niveau d'eau. Le mouvement de pénétration de l'électrode 6 à l'intérieur de la cuve est symbolisé par la flèche j sur la figure 5. Dans cette position, l'extrémité de l'électrode se trouve à l'aplomb d'une zone du brûleur 5. Elle est donc léchée par une partie du flux de mélange combustible gazeux i qui quitte le brûleur. A titre indicatif, l'axe de l'électrode 6 se trouve à une distance de l'ordre de 3 à 5 cm au-dessus du niveau de l'eau. Afin de maintenir constant le niveau d'eau dans le bac (au-dessus du brûleur), et de compenser l'excès éventuel d'eau (résultant de l'apport en agent d'extinction) un système de trop-plein tel que le tube coudé 43 représenté sur la figure 1 peut avantageusement être prévu. Inversement, un système d'apport d'eau d'appoint peut aussi être ajouté pour compenser les pertes dues à l'évaporation. Ces deux systèmes pourraient du reste être regroupés au sein d'un dispositif de recirculation d'eau avec contrôle de niveau, éventuellement équipé d'un filtre. Dans cette position, on comprend que si on alimente l'électrode 6 en courant électrique de manière à provoquer une étincelle, on assure l'inflammation du mélange gazeux dans cette zone ; l'inflammation se propage ensuite à l'ensemble du foyer. On notera qu'il est prévu un volet obturateur 41, articulé au-dessus de l'ouverture de passage du manchon 62, à l'intérieur de la paroi du bac ; son axe d'articulation horizontal est référencé 42 sur la figure 4. Lorsque l'électrode 6 se trouve dans sa position escamotée de la figure 4, le volet 41 occupe une position horizontale, sous le simple effet de la gravité. Lorsque l'électrode est amenée dans sa position active de la figure 5, le déplacement du manchon 62 repousse le volet 41 pour autoriser le passage du manchon et de l'électrode ; ce pivotement du volet est symbolisé par la flèche g sur la figure 5. L'électrode 6 est un allumeur haute tension de type connu, à savoir une électrode double comprenant une cathode et une anode entre les extrémités desquelles se fait l'étincelle provoquant l'allumage du mélange. Pour raison d'encombrement, le vérin pourrait avoir une disposition inversée par rapport à celui illustré sur les figures ; dans ce cas le corps du vérin serait interposé entre la paroi du bac 4 et l'appendice 620, sa rétraction assurant le déplacement de l'électrode 6 en position active et son extension provoquant, au contraire, l'escamotage de cette dernière. Le circuit de contrôle et de commande de cette installation, référencé 900 sur la figure 6, est par exemple un microprocesseur, programmé pour assurer le bon déroulement de l'exercice, dans des conditions optimales de sécurité. Comme cela est représenté sur le diagramme de la figure 6, ce circuit 900 reçoit des informations provenant : - du circuit de détection 80 de surveillance de la flamme au moyen des sondes à rayonnement ultraviolet 8 ; - du circuit 9 de détection d'un taux anormal de propane ou de CO dans l'enceinte L ; - de la sonde 93 de température. Ce circuit est programmé pour piloter, selon un séquencement déterminé, d'une part le vérin pneumatique 7, en vue d'escamoter l'électrode ou de l'amener en position active, d'autre part le circuit 60 de commande de l'allumage de l'électrode. Enfin, ce même circuit est adapté pour commander le ventilateur 92 et l'électrovanne 14. Le microprocesseur 900 peut être commandé bien entendu de manière volontaire, par exemple au moyen d'un clavier d'ordinateur, afin d'y introduire différents paramètres de fonctionnement et de suivi de l'opération, et pour commencer et finir l'exercice. En début d'exercice, l'électrode 6 est amenée dans sa position active de la figure 5, le surpresseur 2 est mis en marche, et les différentes vannes d'amenée du propane sont ouvertes. Le mélange M sort donc du brûleur sous forme de petits jets d'air i dirigés du bas vers le haut, qui assurent un certain bouillonnement de l'eau E dans la cuve 4. Dès que ce mélange sort du brûleur, le microprocesseur commande l'alimentation électrique de l'électrode, générant une étincelle, et corrélativement l'allumage du foyer. Immédiatement, le circuit 900 provoque la rétraction du vérin pneumatique 7, entraînant l'escamotage de l'électrode 6 hors du bac. L'exercice peut alors commencer. A l'aide d'un extincteur de type approprié, le stagiaire doit essayer d'éteindre les flammes qui sortent du foyer. La présence effective de flammes est détectée en permanence par les différentes sondes 8a, 8b. Leur nombre peut bien entendu être supérieur à deux, si on veut rendre l'exercice plus difficile. En effet, l'extinction est considérée satisfaisante uniquement lorsque l'ensemble des sondes ne détecte plus de flamme. Le circuit provoque alors la fermeture de l'électrovanne 14, empêchant l'arrivée du propane au foyer. L'arrivée d'air peut continuer, ce qui n'est pas gênant. L'air fourni par le surpresseur peut aussi être dirigé vers l'extérieur, par la vanne 21. On notera que pendant toute l'opération, l'électrode a été maintenue hors de portée de l'agent utilisé pour l'extinction, et également à l'abri de l'humidité et des projections d'eau résultant du bouillonnement de l'eau E dans le bac 4, grâce à sa position en retrait et la présence du volet 41. Cette électrode est donc prête pour un nouvel exercice, lequel peut être réitéré immédiatement, de la même manière que celle décrite précédemment. De préférence, le circuit 900 est programmé de telle manière que si l'extinction n'est pas réalisée par le stagiaire au-delà d'une période de temps donné, par exemple au bout d'une minute, l'électrovanne 14 est tout de même actionnée de manière à couper l'arrivée du propane, entraînant ainsi automatiquement l'extinction du foyer. En cas de détection de propane à l'intérieur de l'enceinte L, faite par le capteur 90 (pouvant être causée par une fuite ou un non allumage par exemple) ou en cas de détection d'un taux anormal d'oxyde de carbone faite par le capteur 91, le circuit 9 déclenche la mise en marche du ventilateur 92, de manière à évacuer ces gaz nocifs du local, ainsi que l'arrêt d'arrivée du propane, par commande de l'électrovanne 14. En cas d'élévation anormale de température-qui peut résulter d'un début d'incendie incontrôlé-le capteur de température 93 provoque également la fermeture de l'électrovanne 14, pour arrêter l'arrivée de propane au brûleur. La présente installation est également utilisable, bien entendu, avec un brûleur à gaz non immergé. Il est bien entendu possible de prévoir plusieurs foyers conformes à l'invention à l'intérieur d'un même local, ces différents foyers pouvant être alimentés en tout ou partie à partir de la même bouteille de propane 1 et/ou du même surpresseur 2. Le nombre et le positionnement des différents capteurs 8,90, 91 et 93 seront bien entendu adaptés à la configuration du local et à l'emplacement des différents foyers. Comme déjà dit, on peut modifier la difficulté de l'exercice en jouant sur le nombre et l'orientation des sondes détectrices de flamme 8. L'installation peut être prévue dans un local fixe ou mobile, par exemple à l'intérieur d'un camion du genre décrit dans le EP-0 146 465 déjà cité. REVENDICATIONS 1. Installation d'exercice pour l'entraînement de personnes à l'extinction d'un feu, caractérisée par le fait qu'elle comporte un foyer constitué par un brûleur à gaz (5), et une électrode (6) apte à enflammer le gaz en début d'exercice, cette électrode étant susceptible d'être éloignée du brûleur (5), avant le début de l'exercice, et maintenue escamotée pendant l'exercice. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite électrode (6) est déplacée par un vérin pneumatique (7). 3. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens (1,2, 3,30, 31) pour amener au brûleur (5) un mélange de gaz combustible, tel que du propane, et d'air. 4. Installation selon la revendication 3, caractérisée par le fait que ledit brûleur (5) est immergé dans de l'eau (E), l'installation étant destinée à simuler un feu d'hydrocarbure. 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée par le fait que ledit brûleur (5) est placé dans une cuve (4) contenant l'eau (E) et qu'il est alimenté par le mélange de gaz combustible et d'air par l'intermédiaire d'une conduite en col de cygne (30). 6. Installation selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens de contrôle d'extinction de la flamme tels que des sondes de rayonnement ultraviolet (8a, 8b). 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée par le fait qu'elle comporte un circuit de commande apte à couper automatiquement l'alimentation du brûleur en gaz combustible si l'extinction de la flamme n'a pas été détectée au-delà d'une période de temps déterminée à compter de l'allumage. 8. Installation selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisée par le fait que le gaz combustible est fourni à partir d'un réservoir sous pression (1) et l'air au moyen d'un surpresseur (2), le mélange se faisant par un branchement (3) en T)), dans lequel le conduit d'amenée d'air (20) pénètre, perpendiculairement, à l'intérieur du conduit (16) d'amenée de gaz combustible. 9. Installation selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisée par le fait que les pourcentages volumétriques du mélange sont de l'ordre de 80 pour le gaz combustible et de 20 pour l'air. 10. Installation selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait que le brûleur (5) est du type constitué de fibres en acier inoxydable entrelacées. 11. Installation selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée par le fait que dans sa position escamotée, l'électrode (6) est protégée par un volet mobile (41) susceptible de s'ouvrir automatiquement lorsque l'électrode (6) est déplacée dans sa position active, en vue de l'allumage.