Brevet FR2879107A1 — publié le 20060616

DISPOSITIF POUR AUGMENTER L'EFFICACITÉ DU GAZ DE PRESSURISATION DANS UNE BOUTEILLE D'EXTINCTEUR DESCRIPTION 5 DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne les appareils de lutte contre l'incendie, autrement dit les extincteurs. En particulier, l'invention trouve son application dans les dispositifs d'extinction de feu dans lesquels l'agent extincteur est expulsé de son réservoir par génération extérieure d'un gaz sous pression. Sous un de ses aspects, l'invention concerne un dispositif disposé dans un réservoir d'extincteur permettant d'améliorer l'efficacité du gaz de pressurisation généré et introduit dans le réservoir lorsque l'agent extincteur doit être éjecté sur une zone de feu. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE On sait que les extincteurs à réservoir d'agent extincteur sont classés en deux grandes catégories. La première catégorie concerne des appareils à pression permanente dans lesquels un gaz assure la pressurisation permanente de l'agent extincteur au sein d'une bouteille unique lui servant de réservoir; l'agent extincteur est libéré par une vanne à la sortie de ladite bouteille. Dans la deuxième catégorie, un gaz propulseur n'est libéré qu'à la mise en service de l'extincteur et libère l'agent extincteur, qui n'est donc pas stocké sous pression. A titre d'illustration comme extincteur du premier type, on peut considérer les extincteurs actuellement utilisés pour éteindre un feu de moteur d'aéronef. Ces dispositifs, utilisant du halon comme agent extincteur, non seulement permettent d'éteindre le feu, mais préviennent également toute extension dudit feu. L'agent extincteur est contenu dans une bouteille, la plupart du temps de forme sphérique, pressurisée par un gaz inerte; une ou plusieurs canalisations de distribution, connectées à ladite bouteille, permettent la distribution de l'agent vers les zones à protéger. A l'extrémité inférieure de la bouteille, un opercule calibré permet d'obturer chaque canalisation de distribution. Un capteur de pression est également installé afin de vérifier, de façon continue, la pressurisation de la bouteille. Lorsqu'un feu est détecté, un détonateur pyrotechnique est déclenché. L'onde de choc qui en résulte permet de percer l'opercule obturateur, ce qui entraîne la vidange de la bouteille et l'évacuation de l'agent extincteur sous l'effet de la pression contenue dans la bouteille vers les zones à protéger, via les canalisations. Un gros inconvénient de ce type d'extincteurs pressurisés est leur sensibilité aux micro-fuites, ce qui les soumet à des conditions sévères de surveillance, de vérification et d'entretien. Par ailleurs, l'agent extincteur ne remplit pas complètement la bouteille puisque celle-ci doit pouvoir contenir le gaz de pressurisation. En ce qui concerne les extincteurs de la deuxième catégorie, ils utilisent un dispositif séparé de mise sous pression. Ces appareils de lutte contre l'incendie sont généralement équipés d'un premier réservoir de gaz comprimé et d'un second réservoir pour l'agent extincteur. Lorsque l'appareil est utilisé, le gaz comprimé contenu dans le premier réservoir est mis en communication par l'intermédiaire d'un orifice avec le second réservoir d'agent extincteur pour la pressurisation de la bouteille contenant l'agent extincteur. Lorsque l'agent extincteur est pressurisé, il est éjecté pour lutter contre l'incendie, comme pour les appareils de la première catégorie d'extincteur. Dans certains cas, pour des générateurs de deuxième catégorie, le premier réservoir de gaz comprimé peut être remplacé par un générateur de gaz, comme décrit dans le document WO 98/02211. Cependant, les performances de tels extincteurs peuvent encore être largement optimisées. En effet, certains agents extincteurs peuvent absorber rapidement les calories du gaz propulseur généré, ce qui entraîne une diminution de la pression dans le réservoir. En particulier, dans le cas de l'utilisation d'un matériau pyrotechnique du type propergol dans un extincteur utilisé sur un aéronef, la température des composants de l'extincteur peut atteindre environ 55 C en dessous du zéro, du fait de la haute altitude à laquelle vole l'avion. Pour compenser la perte d'efficacité résultant 30 d'une trop grande absorption des calories du gaz propulseur, on peut certes augmenter le volume instantané de gaz généré, c'est-à-dire, selon le moyen utilisé, augmenter le volume ou le nombre des réservoirs de gaz sous pression, ou encore la quantité de matériau pyrotechnique. Ces solutions sont préjudiciables au niveau volume et également poids; or ces facteurs ont leur importance dans toute utilisation, et sont même primordiaux dans le cadre des aéronefs, surtout en ce qui concerne l'extinction des feux moteurs. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention se propose d'améliorer l'efficacité d'un extincteur tout en évitant ces inconvénients. Plus particulièrement, l'invention permet de réduire voire supprimer l'augmentation de poids et de volume des moyens de génération d'un gaz sous pression tout en conservant une expulsion optimale de l'agent extincteur dont l'absorption de calories est limitée. Sous un aspect, l'invention concerne un dispositif extincteur de feu comportant un réservoir dans lequel est stocké un agent extincteur, des moyens de génération de gaz propulseur, et des moyens pour mettre en communication le réservoir avec les moyens de génération de gaz propulseur. Le gaz propulseur peut ainsi pénétrer dans le réservoir afin d'éjecter l'agent extincteur. De manière avantageuse, le réservoir du dispositif d'extinction selon l'invention est connecté, de préférence près du point d'accumulation de l'agent, à un réseau de distribution d'agent extincteur vers les zones à traiter et les moyens de mise en communication sont, en général bien que non limitativement, localisés en un point sensiblement opposé au point d'accumulation. Des moyens d'obturation du réservoir empêchent l'agent d'extinction de s'écouler dans le réseau de distribution en absence de pression dans ledit réservoir; ils peuvent consister en une vanne dont l'ouverture est commandée au cours de la séquence de déclenchement de l'extincteur, ou en un opercule étanche calibré pour se rompre sous la pression. En outre, le dispositif comprend un élément de séparation qui évite le contact direct entre le gaz généré et l'agent extincteur et qui limite l'absorption de calories du gaz généré par l'agent extincteur. Ainsi le gaz généré exerce une pression maximale dans le réservoir. L'élément de séparation est réfractaire, c'est-à-dire qu'il possède une faible conductivité thermique; il est localisé en aval des moyens de communication, avantageusement dans le réservoir, de préférence en surface de l'agent extincteur. L'élément de séparation peut séparer le réservoir en deux parties étanches; il est également possible que l'élément de séparation comprenne des passages mettant les deux parties en communication directe, afin de simplement réduire fortement la surface de contact entre gaz de pressurisation et agent extincteur. Grâce à l'élément de séparation, il y a peu ou pas d'échanges caloriques entre le gaz propulseur et l'agent extincteur, ce qui permet de ne pas dégrader la pression dans le réservoir. De ce fait, il n'est plus nécessaire d'augmenter, pour cette raison d'échange thermique, le volume ou le nombre de réservoirs de gaz sous pression ou encore la quantité de matériau pyrotechnique. L'élément de séparation, ou d'interface entre agent extincteur et gaz de pressurisation, peut consister en une plaque rigide, réalisée avantageusement en un matériau tel qu'il puisse supporter les contraintes liées au contact avec le gaz de pressurisation, et mobile, afin de transmettre la pression du à l'agent extincteur. Une telle plaque peut être pleine, ou peut consister en une grille, avec des passages qui diminuent la surface de contact direct entre le gaz de pressurisation et l'agent extincteur. Selon un autre mode de réalisation, l'interface entre agent extincteur et gaz de pressurisation est composée d'une membrane flexible, qui sépare également le réservoir en deux parties. La membrane peut être mobile, ou fixée en périphérie de réservoir selon son élasticité. L'élément de séparation selon l'invention peut comprendre des moyens d'ouverture qui permettent d'assurer une évacuation des gaz de pressurisation lorsque le réservoir est vide. Par exemple, un opercule fusible peut être positionné de façon à ce que, lorsque l'agent extincteur a été éjecté, l'opercule se trouve en face de l'orifice d'éjection des moyens de distribution, et s'ouvre en raison de la différence de pression résultante. 7 BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Les figures des dessins annexés permettront de mieux comprendre l'invention, mais ne sont données qu'à titre indicatif et ne sont nullement restrictives. La figure 1 montre un mode de réalisation d'un dispositif d'extinction selon l'invention. Les figures 2A-2D illustrent le fonctionnement d'un autre mode de réalisation. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Ainsi que le montre la figure 1, un dispositif d'extinction, ou extincteur, 1 comporte une bouteille 2 qui sert de réservoir d'agent extincteur 4; la bouteille 2 est de préférence sous pression ambiante. L'invention s'applique plus particulièrement pour un agent extincteur 4 sous forme liquide; en particulier, l'agent extincteur 4 peut avoir une très faible tension de vapeur saturante (être proche d'un solvant) et se présenter plutôt à l'état liquide, notamment dans la gamme de températures intéressant l'application aéronautique. La bouteille 2 comporte un ou plusieurs orifices de sortie 6, qui peuvent être couplés à des conduites de distribution 8, afin de permettre l'éjection de l'agent extincteur 4 vers une zone à traiter 10. De façon préférée, les orifices de sortie 6 sont localisés du côté où l'agent extincteur 4 s'accumule, c'est-à-dire en règle générale vers le bas de la bouteille 2. Avantageusement, chaque orifice de sortie 6 est fermé par un dispositif de fermeture 12 afin de garder l'agent extincteur dans la bouteille 2 tant que son action n'est pas sollicitée. En particulier, si l'orifice 6 est unique, le dispositif de fermeture 12 peut par exemple être un opercule taré, c'est-à-dire une membrane qui se rompt ou s'ouvre dès que la pression à l'intérieur de la bouteille 2 atteint un certain seuil. Le dispositif de fermeture 12 peut également être une vanne, avantageusement contrôlée à distance. D'autres dispositifs de fermeture 12 sont connus par exemple de WO 93/25950 ou US-A-4 877 051, et disponibles dans le commerce. Par ailleurs, le dispositif d'extinction 1 comporte des moyens pour générer un gaz sous pression 14. Les moyens 14 pour générer un gaz sous pression 16 sont connectés à la bouteille d'agent extincteur 2 par l'intermédiaire de moyens de communication 18. Avantageusement, les moyens de communication 18 entre le réservoir d'agent extincteur 2 et les moyens de génération d'un gaz sous pression 14 débouchent dans le réservoir 2 de façon opposée à l'orifice de sortie 6. Les moyens 14 pour générer un gaz sous pression peuvent, dans le mode de réalisation de l'invention illustré sur la figure 1, consister en un ou plusieurs réservoirs de gaz sous pression. Dans ce cas, une vanne dans les moyens de communication 18 permet par exemple d'isoler le réservoir de gaz sous pression 14 du réservoir de l'extincteur 2 tant que celui-ci n'est pas utilisé ; d'autres solutions sont possibles. Au vu de la surface de contact, l'agent extincteur 4 peut absorber les calories du gaz propulseur 16 généré lors de l'ouverture des moyens de communication 18 initiée en cas de besoin en zone feu 10. Le gaz sous pression diminuant de température, il se produit parallèlement une diminution de la pression P dans le réservoir 2. Pour limiter les échanges de chaleur entre les deux phases, selon l'invention, un élément de séparation 20 est présent. L'élément de séparation, dans ce mode de réalisation, comprend une plaque 20 rigide qui est mobile dans le réservoir d'agent extincteur 2 de façon à avoir un effet de piston: un côté 22 subit la pression P du gaz propulseur 16, pression qui est communiquée par l'autre face 24 de la plaque 20 à l'agent extincteur 4 de façon à autoriser son expulsion du réservoir 2. Avantageusement, les parois du réservoir sont parallèles dans la direction de déplacement de la plaque, par exemple sous forme d'un cylindre de révolution; cependant, des alternatives sont possibles, avec par exemple un élément de séparation comprenant des plaques articulées. La plaque 20 est en matériau réfractaire, par exemple en matière plastique, ou en un matériau quelconque rigide, habillé de matériau réfractaire, comme un élastomère; elle peut se déplacer au cours de l'éjection (pointillés), par exemple grâce à des rails sur la paroi interne du réservoir 2. La plaque 20 peut être pleine , c'est-à- dire qu'elle peut séparer le volume du réservoir 2 de l'extincteur 1 en deux parties 26, 28 plus ou moins étanches ou hermétiques l'une par rapport à l'autre. En particulier, un jeu peut être laissé en périphérie de la plaque 20 pour permettre son déplacement, mais les échanges ne se font que dans ce jeu. Il est avantageux que la partie 26 localisée du côté de l'orifice 6 d'éjection ne contienne que de l'agent extincteur 4, et que la partie supérieure 28 ne contienne pas d'agent extincteur 4, dans le cas où celuici est liquide notamment: la plaque 20 sert d'interface entre agent extincteur 4 et gaz de pressurisation 16. Selon un autre mode de réalisation, la plaque 20 est munie de passages entre les deux parties 26, 28 qu'elle délimite, par exemple elle est sous forme de grille. Dans ce cas, des échanges thermiques se produisent toujours à la surface de l'agent extincteur 4, cependant, ils peuvent être très diminués et la fonction de la plaque 20 est remplie. En particulier, il est souhaitable que la porosité de la plaque 20, c'est-à- dire le rapport entre la surface de ses passages et sa surface totale, soit de l'ordre de 10 % à 15 Bien qu'un élément de séparation comprenant une seule plaque 20 soit décrit, il est possible que pour chaque mode de réalisation, une telle plaque 20 soit associée par exemple à une autre plaque rigide, ou un composant flexible. Un autre mode de réalisation concerne un élément de séparation sous forme de membrane, qui va être décrit en référence à un autre système de génération de gaz, bien que la membrane puisse bien entendu être utilisée dans un extincteur 1 du type de celui de la figure 1. En effet, un autre mode de réalisation concerne un générateur de gaz 30 à cartouche pyrotechnique. De façon avantageuse pour des raisons d'encombrement, et tel qu'illustré sur la figure 2, le générateur est intérieur à la bouteille 2; il est constitué d'une enceinte 32 munie d'un dispositif d'allumage 34, et contenant une cartouche 36 d'un matériau pyrotechnique comme le propergol. Les gaz engendrés par la combustion du matériau pyrotechnique 36 sont dirigés vers la bouteille 2 par l'intermédiaire d'au moins un orifice de sortie 38 de l'enceinte 32. De tels générateurs 30 sont connus de l'homme du métier. L'élément de séparation 40 comprend ici une membrane flexible. Avantageusement, la membrane 40 sert d'interface entre l'agent extincteur 4 et le gaz de pressurisation 16, c'est-à-dire que la membrane 40 est posée sur l'agent extincteur 4. La membrane est solidarisée en périphérie au niveau de zones 42 du réservoir 2, par collage ou par fixation mécanique par exemple. Une solidarisation en milieu de réservoir 2 est possible, tel que représenté sur les figures 2, en particulier lorsque le réservoir 2 est sphérique. Il peut être avantageux de solidariser la membrane au niveau de l'orifice 6 d'éjection. De préférence, la membrane 40, extensible, est étanche à l'agent extincteur 4, voire au gaz de propulsion 16 généré par la combustion du propergol 36. La membrane est par ailleurs réfractaire. Elle peut consister en un sac souple et extensible, par exemple en matériau élastomère non armé. Selon le remplissage de la bouteille 2, la membrane 40 peut jouxter le générateur 30 lorsque l'extincteur 1 est au repos (figure 2A), situation dans laquelle le dispositif de fermeture 12, ici un opercule taré, est fermé. Lorsque l'extinction est requise, le dispositif d'allumage 34 met le bloc de propergol 36 en ignition, et du gaz sous pression s'évacue par l'orifice 38 vers le réservoir 2. La pression P ainsi engendrée fait s'ouvrir l'opercule taré 12, fait baisser le niveau d'agent extincteur 4 du fait de son éjection dans les moyens de distribution 8: voir figure 2B. La baisse de niveau de l'agent extincteur 4 s'accompagne du déplacement et de la déformation de la membrane 40, qui reste en contact avec lui (figure 2C). Lorsque l'agent extincteur 4 a été complètement éjecté, il peut être souhaitable par contre de continuer à appliquer une pression P à l'agent extincteur 4 qui est alors contenu dans les tuyauteries de distribution 8 pendant toute la durée de la dépressurisation de la bouteille 2 afin d'assurer ainsi l'éviction totale de l'agent 4 vers la zone de feu 10. Une possibilité est l'agencement, dans la membrane de séparation 40, de moyens d'ouverture 44 permettant la mise en contact entre le gaz de pressurisation 16 et l'agent extincteur 4. Dans une première variante de réalisation, les moyens d'ouverture 44 peuvent comporter un opercule fusible qui est percé lorsque la pression P appliquée sur l'opercule 44 est supérieure à sa valeur de rupture. Ainsi, la membrane 40, lorsque l'extincteur 1 n'est pas utilisé, se présente sous la forme d'une seule pièce; lorsque le gaz propulseur 16 est généré, la pression dans le réservoir 2 augmente ainsi que la pression P appliquée sur la membrane 40 et sur l'opercule 44, qui reste donc fermé. En fin de vidange de la bouteille 2 contenant l'agent extincteur 4, l'opercule 44 ne subit plus que la pression P du gaz généré 16, vu le peu d'agent extincteur 4 encore présent: l'effort exercé unilatéralement sur l'opercule 44 du fait de la pressurisation de la bouteille 2 devient suffisant pour entraîner la rupture de celui-ci. L'ouverture de l'opercule 44 peut avoir lieu alors que la quantité d'agent extincteur 4 dans le réservoir 2 est quasi-nulle, ou il peut rester de l'agent 4 à éjecter. Dans ce dernier cas, la dimension du trou de l'opercule 44 est choisie suffisamment faible pour que l'échange calorique entre le gaz propulseur 16 et l'agent extincteur 4 soit réduit, afin de ne pas modifier les qualités de propulsion de l'agent généré. Le trou 44 conformé permet ainsi de continuer à appliquer une pression à l'agent extincteur 4 contenu dans les tuyauteries 8 pendant toute la durée de la dépressurisation de la bouteille 2 assurant ainsi l'éviction totale de l'agent 4 vers la zone de feu 10. Avantageusement, l'opercule fusible 44 est localisé au niveau de l'orifice de sortie 6 lorsque la membrane est déformée par la pression du gaz 16 et au moment de son ouverture. Il est possible également de prévoir une membrane 40 suffisamment fragile pour assurer une rupture au niveau de l'orifice de sortie 6 lorsque la différence de pression entre ses deux faces est supérieure à un seuil (le reste de la membrane 40 est protégé par les parois du réservoir 2). Une autre variante concerne la présence d'un trou de faible diamètre dans la membrane 40: ces moyens d'ouverture 44, comme la grille précédemment, entraînent un échange calorique réduit entre le gaz propulseur 16 et l'agent extincteur 4, qui ne modifie pas les qualités de propulsion de l'agent généré. La présence de moyens d'ouverture 44 peut être envisagée également lorsqu'une plaque 20 rigide est utilisée comme élément de séparation. Dans un cas comme dans l'autre (opercule fusible ou présence d'un trou), la surface des moyens d'ouverture 44 est avantageusement approximativement celle de l'opercule taré 12. La description présentée ci-dessus n'exclut naturellement pas toutes les alternatives que l'homme du métier ne manquera pas de relever pour réaliser un objet selon l'invention. En particulier, diverses combinaisons sont possibles entre les différents modes de réalisation présentés, par exemple une membrane pour un réservoir non sphérique, ou une plaque rigide pour un générateur par combustion de propergol. On peut aussi avoir une plaque rigide associée aux parois de la bouteille par un joint élastique ou une membrane flexible. Il apparaîtra en outre clairement à l'homme du métier que ces exemples sont illustratifs: d'autres moyens peuvent être utilisés suivant le principe de l'invention, pour générer un gaz sous pression afin d'assurer l'éjection de l'agent extincteur. Des réactions chimiques, par mélange de produits par exemple, ou des pompes comprimant un gaz pris dans l'environnement proche ou éloigné dudit dispositif sont concevables. De même, les formes mentionnées sont purement indicatives. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'extinction (1) comprenant: un réservoir d'extincteur (2) comprenant un agent extincteur (4), - des moyens (14, 30) pour générer un gaz sous pression (16), - des moyens de communication (18, 38) pour mettre en communication le réservoir (2) avec les moyens pour générer le gaz (14, 30) de sorte que le gaz généré (16) par les moyens pour générer un gaz sous pression puisse pénétrer dans le réservoir d'extincteur (2), un élément de séparation (20, 40) localisé entre les moyens de communication (18, 38) et l'agent extincteur (4), caractérisé en ce que l'élément de séparation (20, 40) est réfractaire de façon à diminuer les échanges thermiques entre l'agent extincteur (4) et le gaz généré (16). 2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel l'élément de séparation (20, 40) reste en contact avec l'agent extincteur (4). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 2 dans lequel l'élément de séparation (20, 40) comprend au moins un orifice de passage, et sépare le réservoir (2) en deux parties (26, 28) qui communiquent par l'orifice de passage. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 2 dans lequel l'élément de séparation (20, 40) sépare le réservoir (2) en deux parties étanches (26, 28). 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4 dans lequel l'élément de séparation (40) comprend des moyens d'ouverture (44) permettant de mettre en communication les deux parties (26, 28). 6. Dispositif selon la revendication 5 dans lequel les moyens d'ouverture (44) sont un opercule fusible. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6 dans lequel l'élément de séparation (20) est rigide et mobile. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6 dans lequel l'élément de séparation (40) est une membrane flexible. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel la pression dans le 25 réservoir (2) d'extincteur en l'absence de gaz généré est ambiante. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9 dans lequel l'agent extincteur (4) 30 est sous forme liquide. 11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens pour générer un gaz sous pression comportent au moins un réservoir de gaz sous pression (14). 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel les moyens pour générer un gaz sous pression comportent un générateur de gaz (30) comprenant une enceinte (32) munie d'un orifice de sortie de gaz (38) et une cartouche (36) avec un bloc de matériau pyrotechnique générateur de gaz propulseur. 13. Dispositif selon la revendication 12, 15 dans lequel l'enceinte (32) du générateur de gaz (30) est intérieure au réservoir d'extincteur (2). 14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, comprenant en outre des moyens 20 de distribution (8) de l'agent extincteur. 15. Dispositif selon la revendication 14, dans lequel les moyens de distribution (8) comportent un opercule taré (12).