Brevet FR2972359A1 — publié le 20120914

La présente invention concerne un dispositif de protection de biens immobiliers vis-à-vis d'un incendie dont l'origine est extérieure. Ce dispositif permet de préserver de façon efficace, et aussi longtemps que nécessaire, une maison d'habitation située en pleine forêt lorsque celle-ci s'embrase, et ce, quelles que soient la force et la direction du vent. On constate, et ceci selon toute vraisemblance, à cause en particulier du réchauffement climatique de notre planète, que les incendies des massifs boisés sont de plus en plus nombreux, de plus en plus violents, et que de très nombreuses maisons d'habitation isolées brûlent, car les moyens traditionnels de lutte contre les incendies sont malheureusement, aujourd'hui encore, le plus souvent impuissants. De plus, il faut prendre en compte le fait que les feux de forêt se propagent d'autant plus vite que le vent est fort : en effet, c'est le vent qui attise et favorise la progression souvent très rapide des incendies. De trop nombreux dispositifs de protection actuels s'avèrent ne pas être suffisamment efficaces lorsque le vent souffle très fort, comme par exemple le mistral dans le sud de la France. La présente invention a donc pour objet de remédier aux insuffisances et aux faiblesses des dispositifs et des techniques antérieurs de protection des maisons d'habitation individuelles et isolées, situées en milieu boisé, face aux risques d'incendie issus de l'embrasement de la forêt. Ceci est possible au moyen d'une installation adaptée qui crée tout autour du bien immobilier à protéger, un véritable bouclier de protection contre l'incendie grâce à la création d'un épais brouillard d'eau enveloppant. L'efficacité de cette protection, formant une véritable barrière au rayonnement de la chaleur, n'est pas mise en défaut par la force et/ou la direction du vent. Ce système de protection peut être mis en oeuvre manuellement, ou bien automatiquement grâce à la télécommande déclenchée par des capteurs de température placés aux abords de la maison à protéger, positionnés avantageusement en fonction de la direction dominante des vents observée dans la région. La très grande efficacité du brouillard d'eau s'explique par la division de l'eau en de très fines et de très nombreuses gouttelettes. Pour un même volume d'eau, plus les gouttelettes sont fines et nombreuses, plus l'effet de vaporisation est important. Les systèmes d'extinction traditionnels réduisent : soit la chaleur au moyen de systèmes à eau, et c'est l'effet de refroidissement ; soit l'oxygène au moyen de systèmes d'extinction par gaz, et c'est l'effet d'étouffement. Le brouillard d'eau a l'avantage d'agir sur ces deux facteurs de façon concomitante, grâce à la vaporisation massive des microgouttes d'eau qui permet une action simultanée, à la fois sur la chaleur et sur l'oxygène. En effet, de façon schématique, l'accroissement de la pression, en diminuant la taille des gouttelettes, crée un phénomène de brumisation qui se déploie sur une surface élargie. La vapeur d'eau dégagée absorbe la chaleur et déplace l'oxygène qui alimente le feu, conduisant à le contenir. Et plus cette surface est importante, plus le système est efficient pour réduire la température et l'oxygène dans la zone à protéger. L'installation de protection de la maison d'habitation, vis-à-vis d'un incendie dont l'origine est extérieure, se compose d'un système de production d'un brouillard d'eau, généré par des buses de diffusion, volumétriques ou directionnelles, et d'un réseau de tuyaux équipés de buses de diffusion orientées ou escamotables, judicieusement disposés. La production du brouillard d'eau est réalisée par un système à basse pression : cette solution utilise de l'eau sous forme pulvérisée grâce à la création de très minces gouttelettes de 50 à 200 }am, finement divisées, permettant de faire barrage à la progression des feux ouverts, ou à celle des feux à développement rapide. L'innovation réside principalement dans l'écoulement diphasique à basse pression, entre 2 et 5 bars, dans le transport de la solution effervescente air/eau, dont le titre massique est égal à 6 % d'air, dans une tuyauterie monotube simple et basique, vers la buse, et aussi dans l'accélération et la détente du mélange air/eau dans celle-ci. Les très fines gouttelettes, créées à la sortie de la buse, atteignent une portée de jet de brouillard pouvant aller jusqu'à 8 mètres pour les buses directionnelles, alors que les buses volumétriques ont, quant à elles, la capacité de couvrir une surface d'environ 7 m'. La très faible taille des gouttelettes, leur densité, ainsi que leur vitesse, permettent de faire barrage à la chaleur, interdisant assurément l'atteinte du point d'inflammation des matériaux ainsi protégés. La buse de type directionnel constituée d'une tuyère diphasique à jet de brouillard (TDJB) a fait l'objet d'un brevet conjoint entre la société Siemens et le Laboratoire des Ecoulements Géophysiques et Industriels (LEGI), unité mixte de recherche commune au Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS). Le diamètre relativement important des trous sur les buses volumétriques permet de réduire le risque d'obstruction de ces buses par des débris : de quelques millimètres contre quelques centièmes de millimètres pour un système traditionnel classique fonctionnant à haute pression. Un réseau de tuyaux équipés de buses volumétriques, espacées par exemple de deux mètres, est installé sur le toit de la maison à partir de son faîte, formant un véritable quadrillage. Pour la protection des murs, des façades, des embrasures de portes, des fenêtres et des volets, des tuyaux sont fixés sous les gouttières, équipés de buses directionnelles, disposées par exemple tous les cinquante centimètres, orientées de telle façon que les jets se croisent pour une protection vers le bas ; concernant les murs-pignons les tuyaux sont fixés sous les auvents, équipés eux-aussi de buses directionnelles orientées ; les angles de croisement des jets sont différents selon la position des buses par rapport à la longueur de la façade à protéger : au milieu de la façade, les angles des jets sont de 45°, puis, pour les jets dirigés vers les extrémités de la façade, au fur et à mesure que l'on se rapproche des extrémités, les angles s'agrandissent pour valoir finalement 90° aux extrémités ; pour les jets dirigés vers le centre de la façade, leur orientation est constante et fixée à 45° par rapport à la verticale. C'est ce maillage croisé et serré des jets qui assure la permanence du mur d'eau, quelles que soient les variations de la force ou de la direction du vent. Les murs, les façades, les portes, les fenêtres et les volets sont également protégés par un système de buses directionnelles, placées dans le sol, par exemple tous les mètres, décalées verticalement de cinquante centimètres par rapport aux buses placées sous les gouttières, escamotées au repos, branchées sur un tuyau enterré, dont les jets sont verticaux pour une protection vers le haut. Ces buses, montées sur un système télescopique, sont repliées lorsque le système est inactif, et dépliées lorsqu'il est en fonction. Le système télescopique se déplie sous l'action de la pression de l'eau lors de la mise en service. Les buses affleurent le sol en temps normal de repos, protégées par un clapet de protection anti débris qui s'efface lors de la mise en service. Les jets de brouillard verticaux, les uns orientés du haut vers le bas, entrecroisés, les autres dirigés verticalement du bas vers le haut, forment un véritable rideau d'eau ininterrompu donnant un véritable coup d'arrêt au rayonnement de la chaleur issue du foyer de l'incendie. L'alimentation en eau se fait par le réseau habituel de distribution de l'eau, car en effet, ce système est utilisable avec une eau de la qualité dite de "l'eau de ville", qui a été testée par le Centre National de Prévention et de Protection (CNPP), avec en secours, dans le cas où la pression du réseau de distribution de l'eau ne serait pas suffisante, une pompe basse pression, équipée d'un clapet de non retour, nécessaire pour éviter son désamorçage, permettant de maintenir la pression de l'ensemble du circuit du dispositif entre 2 et 5 bars. La mise en oeuvre de cette pompe basse pression se fait automatiquement grâce à l'action télécommandée d'un capteur de pression placé sur le circuit habituel de l'alimentation en eau. Cette pompe pourrait également être branchée à une réserve d'eau, comme par exemple une piscine ou une citerne. En cas de coupure de l'alimentation électrique, un groupe électrogène prend automatiquement le relais de l'alimentation électrique grâce à un dispositif de télécommande. Les tuyaux peuvent être en acier inoxydable, ou en toute autre matière. Ils feront l'objet pour leur installation d'une intégration esthétique particulièrement soignée, étudiée au cas par cas, de façon à ne pas dénaturer l'aspect extérieur du bien immobilier. En outre, ils doivent pouvoir être entièrement peints. En l'absence des occupants de la maison d'habitation, un système de détection de forte température met automatiquement en fonction l'installation de protection du bien immobilier par brouillard d'eau. Ce système de détection est constitué de plusieurs détecteurs de température, autonomes sur le plan de leur alimentation électrique, placés par exemple entre 50 et 100 mètres aux abords de la maison, en tenant compte de la configuration des lieux, réglés pour fonctionner à partir d'une température comprise par exemple entre 150 et 200 degrés. Après usage, et après avoir coupé manuellement l'arrivée de l'eau au moyen d'un by-pass, l'ensemble de l'installation est purgé grâce à la mise en oeuvre d'une bouteille d'air comprimée, gonflée à 5 bars, raccordée en lieu et place de l'arrivée d'eau. Le contrôle régulier du fonctionnement nominal de l'ensemble de cette installation devra être fait par un service après-vente habilité. Ces contrôles devront être enregistrés sur un livret de maintenance ad-hoc. Les dessins ci-après annexés illustrent dans le principe le fonctionnement et la réalisation de cette invention. La figure 1 représente de façon schématique, l'ensemble du dispositif en fonctionnement selon l'invention de protection vis-à-vis d'un incendie dont l'origine est extérieure, équipant une maison d'habitation isolée. La figure 2 montre la disposition des tuyaux et des buses volumétriques placées sur la toiture de la maison d'habitation. La figure 3 représente schématiquement le fonctionnement de trois buses volumétriques, permettant ainsi de mieux se rendre compte du volume du brouillard d'eau ainsi généré. La figure 4 indique le mode de fixation des buses volumétriques sur les tuyaux. La figure 5 représente l'ensemble du dispositif de protection des murs, des murs pignons, des façades et des ouvertures : jets croisés dirigés du haut vers le bas grâce à l'orientation des buses directionnelles, jets verticaux dirigés du bas vers le haut grâce au moyen de buses directionnelles escamotables, en position haute en fonctionnement. La figure 6 montre l'emplacement des tuyaux équipés de buses directionnelles orientées fixés sous les gouttières. La figure 7 décrit le principe de l'installation des tuyaux enterrés gréés avec, ici sur dette figure, trois buses escamotables, l'une au repos et les deux autres en position haute en fonctionnement. La figure 8 illustre sous forme d'un schéma de principe les différents circuits possibles, normal et secours, servant à assurer la permanence de l'alimentation en eau de l'ensemble du dispositif de protection. La description qui suit, faisant référence aux dessins annexés, permet de mieux concevoir comment ce dispositif de protection, selon cette invention, peut fonctionner. En effet, ce dispositif de protection comporte un réseau de tuyaux (1) équipés de buses volumétriques (2), ou de buses directionnelles (3) orientées (4) ou escamotables (5) servant à générer un brouillard d'eau enveloppant entièrement la toiture (6), et les murs (7) de la maison d'habitation, alimenté par le réseau habituel de distribution de l'eau (8), circuit d'alimentation en eau éventuellement secouru par une pompe basse pression (9), équipée d'un clapet de non retour (10) nécessaire pour éviter son désamorçage, mise automatiquement en fonction grâce à l'action d'un by-pass (11) télécommandé par un capteur de pression (12) placés dans le circuit habituel d'alimentation en eau, permettant de maintenir la pression dans l'ensemble du circuit entre 2 et 5 bars, elle-même secourue par un groupe électrogène (13) mis en fonction automatiquement en cas de coupure de l'alimentation en électricité, lequel dispositif de protection est mis en fonction manuellement (14) ou automatiquement grâce à l'action d'une électrovanne (15) télécommandée par plusieurs capteurs de température (16) placés judicieusement aux abords de la maison, et vidangé après usage par un système de vidange pneumatique (17) et (18). De façon plus particulière, l'invention porte sur les caractéristiques suivantes : les réseaux de tuyaux (1) comportent des agencements différents selon qu'ils sont fixés dans le cadre de la protection de la toiture (6), ou dans celui de la protection des murs (7) de la maison, dans ce cas ils sont fixés de façon esthétique sous les gouttières, pour une protection vers le bas, et enterrés pour une protection vers le haut. Les tuyaux (1), qui sont disposés sur la toiture de la maison, à partir du faîte, formant un quadrillage sur chacune des pentes du toit, sont équipés de buses volumétriques (2) fixées sur les tuyaux, espacées régulièrement, par exemple de deux mètres les unes des autres, selon les dimensions de la toiture. Les tuyaux (1) sont fixés esthétiquement sous les gouttières pour protéger les murs (7), et sont équipés de buses directionnelles (3) fixées sur les tuyaux espacées par exemple de cinquante centimètres les unes des autres, orientées (4) de telle façon que les jets s'entrecroisent avec un angle de 45° en milieu de façade, puis, pour les jets dirigés vers les extrémités de la façade, au fur et à mesure que l'on se rapproche des extrémités, orientées de telle sorte que leur angle de direction s'agrandisse jusqu'à valoir 90° aux extrémités ; pour les jets dirigés vers le centre de la façade, leur orientation est constante et fixée à 45° par rapport à la verticale. Les tuyaux (1) servant à la protection des murs (7), sont enterrés et équipés de buses directionnelles (3) escamotables (5), espacées par exemple d'un mètre les unes des autres, qui sont montées sur un système télescopique qui se déplie sous l'action de la pression de l'eau lors de la mise en service, projettent un jet vertical dirigé de bas en haut, jet décalé et positionné au milieu de la distance séparant deux buses placées en regard sous les gouttières. L'ensemble des tuyaux du dispositif est alimenté par le réseau habituel de distribution de l'eau (8), éventuellement secouru par une pompe basse pression (9), équipée d'un clapet de non retour (10) nécessaire pour éviter son désamorçage, permettant de maintenir la pression en service entre 2 et 5 bars de l'ensemble du circuit du dispositif de protection, la permutation se faisant par un by-pass (11) commandé automatiquement par un capteur de pression {12)placé dans le circuit d'alimentation en eau, en cas de baisse de pression de l'eau du circuit d'alimentation habituel, laquelle pompe est elle-même secourue automatiquement en cas de coupure de son alimentation électrique par un groupe électrogène (13). L'installation peut être mise en fonction grâce à une commande manuelle constituée par l'ouverture d'un by-pass (14), ou, automatiquement en cas d'absence des occupants de la maison, par l'action d'une électrovanne (15), télécommandée à distance, déclenchée par des capteurs de température (16), réglés pour fonctionner lorsque la température de l'air ambiant atteint une valeur comprise par exemple entre 150 et 200 degrés, placés aux abords de la maison, et dont l'emplacement tient compte avantageusement des vents dominants de la région. L'installation, après usage, est vidangée manuellement grâce à la mise en oeuvre d'une bouteille d'air comprimée (17) gonflée à 5 bars, raccordée par la manoeuvre d'un by-pass (18), en lieu et place de l'arrivée d'eau, l'arrivée de l'eau étant coupée par une vanne (19), laquelle vanne est toujours ouverte en temps normal. La vidange de la totalité du circuit de protection s'avère être indispensable pour mettre hors gel l'ensemble de l'installation en période hivernale. Cette installation ne présentant pas de caractère limitatif dans sa présentation, peut supporter, en conséquence, des adjonctions améliorantes ou des modifications constructives, sans toutefois sortir du cadre de l'invention. En particulier, la disposition des tuyaux, les distances entre les buses, les distances des capteurs de température entre eux, les réglages des seuils de déclenchement des capteurs, sont avantageusement paramétrables en fonction de la configuration particulière des biens immobiliers à protéger, et celle, particulièrement singulière, de l'environnement des lieux. Ce dispositif de protection, selon l'invention, dont la mise en oeuvre peut être faite soit manuellement, soit automatiquement, est tout particulièrement destiné à la sauvegarde d'une maison d'habitation isolée, située au milieu d'une forêt lorsque celle-ci s'embrase, et ce, quelles que soient la durée de l'incendie, la force et la direction du vent. REVENDICATIONS1) Dispositif de protection d'une maison d'habitation vis-à-vis d'un incendie d'origine extérieure caractérisé en ce qu'il comporte un réseau de tuyaux (1) équipés de buses volumétriques (2), ou de buses directionnelles (3) orientées (4) ou escamotables (5) servant à générer un brouillard d'eau enveloppant entièrement la toiture (6) et les murs (7) de la maison d'habitation, alimenté par le réseau habituel de distribution de l'eau (8), éventuellement secouru par une pompe basse pression (9), équipée d'un clapet de non retour (10), mise automatiquement en fonction grâce à l'action d'un by-pass (11) télécommandé par un capteur de pression (12), permettant de maintenir la pression dans l'ensemble du circuit entre 2 et 5 bars, elle-même secourue par un groupe électrogène (13) mis en fonction automatiquement en cas de coupure de l'alimentation en électricité, lequel dispositif de protection est mis en fonction manuellement (14) ou automatiquement grâce à l'action d'une électrovanne (15) télécommandée par plusieurs capteurs de température (16) placés judicieusement aux abords de la maison, et vidangé après usage par un système de vidange pneumatique (17) et (18). 2)Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réseau de tuyaux (1) comporte des agencements différents selon que ceux-ci sont fixés dans le cadre de la protection de la toiture (6), ou dans celui de la protection des murs (7) de la maison, dans ce cas ils sont fixés de façon esthétique sous les gouttières, pour une protection vers le bas, et enterrés pour une protection vers le haut. 3)Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les tuyaux (1) qui sont disposés sur la toiture de la maison, à partir du faîte, formant un quadrillage sur chacune des pentes, sont équipés de buses volumétriques (2) fixées sur les tuyaux espacées par exemple de deux mètres les unes des autres.)Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les tuyaux (1) sont fixés sous les gouttières pour protéger les murs (7), et sont équipés de buses directionnelles (3) fixées sur les tuyaux espacées par exemple de cinquante centimètres les unes des autres, orientées (4) de telle façon que les jets s'entrecroisent avec un angle de 45° en milieu de façade, puis, pour les jets dirigés vers les extrémités de la façade, au fur et à mesure que l'on se rapproche des extrémités, orientées de telle sorte que leur angle de direction s'agrandisse jusqu'à valoir 90° aux extrémités ; pour les jets dirigés vers le centre de la façade ceux-ci sont tous inclinés de 45° par rapport à la verticale. 5)Dispositif selon la revendication 1 et la revendication 2, caractérisé en ce que les tuyaux (1) servant à la protection des murs (7), sont enterrés et équipés de buses directionnelles (3) escamotables (5), espacées par exemple d'un mètre les unes des autres, qui sont montées sur un système télescopique qui se déplie sous l'action de la pression de l'eau lors de la mise en service, projettent un jet vertical dirigé de bas en haut, jet décalé et positionné au milieu de la distance séparant deux buses placées en regard sous les gouttières. 6)Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les tuyaux sont alimentés par le réseau habituel de distribution de l'eau (8), éventuellement secouru par une pompe basse pression (9), équipée d'un clapet de non retour (10), permettant de maintenir la pression en service entre 2 et 5 bars dans l'ensemble du circuit de protection, la permutation se faisant par un by-pass (11) commandé automatiquement par un capteur de pression (12) placé dans le circuit d'alimentation en eau, en cas de baisse de pression de l'eau du circuit d'alimentation habituel, laquelle pompe est elle-même secourue automatiquement en cas de coupure de son alimentation électrique par un groupe électrogène (13). 7) dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'installation peut êtremise en fonction grâce à une commande manuelle constituée par l'ouverture d'un by-pass (14), ou, automatiquement, par l'action d'une électrovanne (15), télécommandée à distance, déclenchée par des capteurs de température (16), réglés pour fonctionner lorsque la température de l'air ambiant atteint une valeur comprise par exemple entre 150 et 200 degrés, placés aux abords de la maison, et dont l'emplacement tient compte avantageusement des vents dominants de la région. 8)Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'installation, après usage, est vidangée manuellement grâce à la mise en oeuvre d'une bouteille d'air comprimée (17) gonflée à 5 bars, raccordée par la manoeuvre d'un by-pass (18), en lieu et place de l'arrivée d'eau, l'arrivée de l'eau étant alors coupée par une vanne (19), laquelle vanne est toujours ouverte en temps normal, manoeuvrée en fermeture uniquement pendant la vidange du circuit du dispositif.