Brevet FR2985192A1 — publié le 20130705

La présente invention concerne un dispositif et un procédé de diffusion de gaz. Elle s'applique, en particulier, à la diffusion de gaz inerte pour éteindre des flammes ou prévenir leur apparition. Pour éteindre des flammes ou prévenir leur apparition, il est connu de disposer une bombonne de gaz inerte, par exemple de l'azote, sous haute pression, de la relier, par l'intermédiaire d'une tuyauterie à la zone à protéger et de commander une vanne pour laisser le gaz se diffuser dans la zone à protéger. Cependant, il est, à la fois, nécessaire que la diffusion soit rapide pour éteindre les flammes au plus tôt et que la diffusion dure longtemps pour que la protection se poursuive jusqu'à l'arrivée de secours, par exemple de pompiers. La première de ces contraintes implique un fort débit de gaz et la deuxième une longue durée d'ouverture de la vanne. La capacité de la bombonne de gaz étant le produit du débit par la durée, ces deux contraintes imposent de prévoir une bombonne de grande capacité. Or, le coût des bombonnes est élevé et représente une part importante de ce type de système de sécurité. La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients. A cet effet, la présente invention vise un dispositif de diffusion de gaz dans une zone à protéger, qui comporte : - au moins une bombonne de gaz inerte sous pression, - une tuyauterie adaptée à transporter le gaz issu de chaque dite bombonne dans une zone à protéger, - un moyen de détection de risque et - un moyen de commande adapté, lorsqu'une détection de risque survient, à commander le passage du gaz depuis chaque bombonne dans ladite tuyauterie avec un premier débit présentant un premier taux de décroissance pendant une première durée et avec un second débit présentant un second taux de décroissance, inférieur au premier taux de décroissance du premier débit, pendant une deuxième durée faisant suite à la première durée, ladite deuxième durée étant plus longue que la première durée. On rappelle que le taux de décroissance est la valeur absolue de la dérivée de la fonction représentant le débit au cours du temps. Grâce à ces dispositions, pendant la première durée, on diffuse rapidement le gaz inerte dans la zone à protéger et, pendant la deuxième durée, on compense les fuites de gaz inerte depuis la zone à protéger et on maintient la proportion de gaz inerte dans la zone à protéger. La capacité de l'ensemble de bombonne(s) utilisée est ainsi plus réduite que dans l'art antérieur. Selon des caractéristiques particulières, le dispositif objet de l'invention comporte une pluralité de bombonnes de gaz, le moyen de commande comportant une électrovanne pour chaque dite bombonne de gaz, le moyen de commande étant adapté à ouvrir successivement au moins deux des dites électrovannes. Grâce à ces dispositions, une première bombonne de gaz est utilisée principalement pendant la première durée et une deuxième bombonne de gaz est utilisée pendant la deuxième durée, éventuellement en complément de la première bombonne de gaz. Selon des caractéristiques particulières, le dispositif objet de l'invention comporte une pluralité de bombonnes de gaz munies de réducteurs de pression adaptés, pour la même différence de pression entre leurs entrées et leur sortie, à fournir des débits de gaz différents. Grâce à ces dispositions, une première des bombonnes de gaz se vide plus rapidement qu'une deuxième bombonne de gaz, essentiellement pendant la première durée et la deuxième bombonne de gaz se vide essentiellement pendant la deuxième 25 durée. Selon des caractéristiques particulières, le dispositif objet de l'invention comporte une pluralité de bombonnes de gaz dont les pressions internes, avant la détection de risque, sont différentes. Grâce à ces dispositions, une première des bombonnes de gaz, initialement 30 sous plus haute pression qu'une deuxième bombonne de gaz, fournit un débit plus élevé pendant la première durée et la deuxième bombonne de gaz fournit un débit de gaz pendant la deuxième durée. Selon des caractéristiques particulières, le moyen de commande comporte une électrovanne adaptée à laisser passer deux débits de gaz différents en provenance de 5 la même bombonne de gaz. Grâce à ces dispositions, une seule bombonne de gaz peut suffire. Selon des caractéristiques particulières, le dispositif objet de l'invention comporte au moins un réducteur de pression muni d'un diaphragme et une pièce externe munie d'une ouverture, l'ouverture du diaphragme et l'ouverture de la pièce 10 externe ayant le même diamètre. Grâce à ces dispositions, on peut visualiser, à l'extérieur du réducteur de pression, le diamètre de son diaphragme sans voir à lire de spécification. Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un procédé de diffusion de gaz dans une zone à protéger, qui comporte : 15 - une étape de détection de risque, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, une étape de commande, lorsqu'une détection de risque survient, du passage du gaz depuis au moins une bombonne de gaz inerte sous pression dans une tuyauterie adaptée à transporter le gaz issu de chaque dite bombonne dans une zone à protéger avec un premier débit présentant un premier 20 taux de décroissance pendant une première durée et avec un second débit présentant un second taux de décroissance, inférieur au premier taux de décroissance du premier débit, pendant une deuxième durée faisant suite à la première durée, ladite deuxième durée étant plus longue que la première durée. Le procédé objet de l'invention présentant des avantages, buts et 25 caractéristiques similaires à ceux du dispositif objet de l'invention, ils ne sont pas rappelés ici. D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre faite, dans un but explicatif et nullement limitatif, en regard des dessins annexés, dans lesquels : 30 - la figure 1 représente, schématiquement, des éléments d'un premier mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention, - la figure 2 représente, schématiquement, un réducteur de pression utilisable dans des modes de réalisation du dispositif objet de l'invention, - les figures 3a à 3c représentent, schématiquement, des commandes d'électrovannes, des pressions et des débits de gaz mis en oeuvre dans différents modes de fonctionnement du dispositif illustré en figure 1 et - la figure 4 représente, schématiquement, des éléments d'un deuxième mode de réalisation particulier du dispositif objet de l'invention. On observe, en figure 1, un dispositif de diffusion de gaz 105, qui comporte : - deux bombonnes de gaz inerte sous pression 110 et 115, munies respectivement d'électrovannes 120 et 125, de réducteurs de pression 130 et 135 et de vannes anti-retour 140 et 145, - une tuyauterie 150 adaptée à transporter le gaz issu de chaque dite bombonne dans une zone à protéger 155, - un moyen de détection de risque 160 et - un moyen de commande 165 du passage du gaz depuis les bombonnes de gaz 110 et 115 dans la tuyauterie 150 jusqu'à la zone à protéger 155. Les bombonnes de gaz 110 et 115 contiennent un gaz inerte, par exemple de l'azote, sous pression, par exemple de 300 bars. La tuyauterie 150 va des bombonnes de gaz 110 et 115, par exemple à l'extérieur d'un bâtiment, jusqu'à chaque zone 155 à protéger, par exemple des armoires électriques, des équipements informatiques ou des pièces complètes. Le moyen de détection de risque 160 est, par exemple, un détecteur de flamme, de gaz, de fumée ou d'incendie, de type connu. Le signal qu'il émet est représentatif de la détection d'un risque. Ce signal est transmis au moyen de commande 165, par exemple un circuit électronique. Le moyen de commande 165 est adapté à déclencher l'ouverture des électrovannes 120 et 125 après une détection de risque par le moyen de détection de risque 160. Le moyen de commande 165 provoque alors le passage du gaz depuis les bombonnes de gaz 110 et 115 dans la tuyauterie 150 : - avec un premier débit présentant un premier taux de décroissance pendant une première durée et 2 9 85 192 5 - avec un second débit présentant un second taux de décroissance, inférieur au premier taux de décroissance du premier débit, pendant une deuxième durée faisant suite à la première durée, ladite deuxième durée étant plus longue que la première durée. 5 On rappelle que le taux de décroissance est la valeur absolue de la dérivée de la fonction représentant le débit au cours du temps. De plus, le taux de décroissance à la fin de la première durée est supérieur au taux de décroissance au début de la deuxième durée. Comme exposé en regard des figures 3a à 3c, plusieurs modes de 10 fonctionnement du dispositif 105 peuvent être mis en oeuvre : - dans un premier mode de fonctionnement, figure 3a, le moyen de commande 165 provoque l'ouverture successive des électrovannes 120 et 125, respectivement au début et à la fin de la première durée ; - dans un deuxième mode de fonctionnement, figure 3b, la bombonne 120 15 ayant, initialement, une pression interne plus élevée que la bombonne 125, l'ouverture simultanée des électrovannes 120 et 125 provoque, d'abord, la diffusion du gaz depuis la bombonne 120 puis, lorsque les pressions en sortie des réducteurs de pression 130 et 135 s'égalisent, depuis les deux bombonnes 120 et 125, 20 - dans un troisième mode de fonctionnement, figure 3c, les réducteurs de pression 130 et 135 sont adaptés, pour la même différence de pression entre leurs entrées et leurs sorties, à fournir des débits de gaz différents, l'une des bombonnes de gaz se vidant plus rapidement que l'autre. Ces différents modes de fonctionnement peuvent être combinés pour fournir 25 d'autres modes de fonctionnement du dispositif 105. On observe, en figure 2, un réducteur de pression 200 utilisable dans des modes de réalisation du dispositif objet de l'invention. Le réducteur de pression 200 comporte un diaphragme 205 pincé entre deux plaques et une pièce externe 210 munie d'une ouverture 215, l'ouverture 225 du diaphragme 205 et l'ouverture 215 de la pièce 30 externe 210 ayant le même diamètre. Dans le mode de réalisation représenté en figure 2, la pièce externe 210 est une excroissance du diaphragme 205 adaptée à dépasser à l'extérieur des deux plaques qui pincent la diaphragme. Les trous 220 dans le diaphragme 205 servent au passage de tiges filetées qui traversent aussi les plaques pour les presser sur le diaphragme 205. L'utilisation du réducteur de pression 200 permet à un opérateur de visualiser, à l'extérieur du réducteur de pression 200, le diamètre de son diaphragme sans voir à lire de spécification. Les figures 3a à 3c représentent, schématiquement, des commandes d'électrovannes, des pressions et des débits de gaz mis en oeuvre dans différents modes de fonctionnement du dispositif illustré en figure 1. Dans chacune de ces figures, la courbe 305 représente le changement d'état du signal de détection issu du moyen de détection de risque 160. Lorsqu'un risque est détecté, cet état passe d'un niveau bas à un niveau haut, l'intervalle de temps 325 représente la première durée et l'intervalle de temps 345 représente la deuxième durée. Dans le premier mode de fonctionnement, figure 3a, la courbe 310 représente le changement d'état de l'électrovanne 120, courbe dans laquelle le niveau haut représente un état ouvert de l'électrovanne 120. La courbe 315 représente le changement d'état de l'électrovanne 125, courbe dans laquelle le niveau haut représente un état ouvert de l'électrovanne 125. Le moyen de commande 165 provoque l'ouverture successive des électrovannes 120 et 125, respectivement au début et à la fin de la première durée 325. La courbe 320 représente la pression ou le débit dans la tuyauterie 150. Dans le deuxième mode de fonctionnement, figure 3b, la courbe 330 représente le changement d'état de l'électrovanne 120, courbe dans laquelle le niveau haut représente un état ouvert de l'électrovanne 120. La courbe 345 représente le changement d'état de l'électrovanne 125, courbe dans laquelle le niveau haut représente un état ouvert de l'électrovanne 125. La bombonne 120 ayant, initialement, une pression interne plus élevée que la bombonne 125, l'ouverture simultanée des électrovannes 120 et 125 provoque, d'abord, la diffusion du gaz depuis la bombonne 120 puis, lorsque les pressions en sortie des réducteurs de pression 130 et 135 s'égalisent, depuis les deux bombonnes 120 et 125, La courbe 340 représente la pression ou le débit dans la tuyauterie 150. Dans le troisième mode de fonctionnement, figure 3c, la courbe 350 représente le changement d'état de l'électrovanne 120, courbe dans laquelle le niveau haut représente un état ouvert de l'électrovanne 120. La courbe 355 représente le changement d'état de l'électrovanne 125, courbe dans laquelle le niveau haut représente un état ouvert de l'électrovanne 125. Les réducteurs de pression 130 et 135 sont adaptés, pour la même différence de pression entre leurs entrées et leurs sorties, à fournir des débits de gaz différents. L'une des bombonnes de gaz se vide plus rapidement que l'autre car les pressions en sortie des réducteurs de pression 130 et 135 sont égales. La courbe 360 représente la pression ou le débit dans la tuyauterie 150. Dans chacun des trois cas, on observe que, pendant la première durée 325, un premier débit présente un premier taux de décroissance et, pendant la deuxième durée 345, un second débit présente un second taux de décroissance inférieur au premier taux de décroissance du premier débit. On note que, dans les deuxième et troisième modes de fonctionnement, une seule électrovanne, située en aval des clapets anti-retour 140 et 145 pourrait suffire puisque l'ouverture est simultannée. On observe, en figure 4, un dispositif de diffusion de gaz 405, qui comporte : - une bombonne de gaz inerte sous pression 410, munie d'une électrovanne multi-débits 420, un réducteur de pression 430, - une tuyauterie 450 adaptée à transporter le gaz issu de la bombonne 410 dans une zone à protéger 455, - un moyen de détection de risque 460 et - un moyen de commande 465 du passage du gaz depuis la bombonne de gaz 410 dans la tuyauterie 450 jusqu'à la zone à protéger 455. La bombonne de gaz 410 contient un gaz inerte, par exemple de l'azote, sous pression, par exemple de 300 bars. La tuyauterie 450 va de la bombonne de gaz 410, par exemple à l'extérieur d'un bâtiment, jusqu'à chaque zone 455 à protéger, par exemple des armoires électriques, 30 des équipements informatiques ou des pièces complètes. Le moyen de détection de risque 460 est, par exemple, un détecteur de flamme, de gaz, de fumée ou d'incendie, de type connu. Le signal qu'il émet est représentatif de la détection d'un risque. Ce signal est transmis au moyen de commande 465, par exemple un circuit électronique. Le moyen de commande 465 est adapté à déclencher l'ouverture de l'électrovanne 420 après une détection de risque par le moyen de détection de risque 460. Le moyen de commande 465 provoque alors le passage du gaz depuis la bombonne de gaz 410 dans la tuyauterie 450 : - avec premier débit présentant un premier taux de décroissance pendant une première durée et avec un second débit présentant un second taux de décroissance, inférieur au premier taux de décroissance du premier débit, pendant une deuxième durée faisant suite à la première durée, ladite deuxième durée étant plus longue que la première durée. A cet effet, le moyen de commande comporte l'électrovanne 420 qui est adaptée à laisser passer deux débits de gaz différents en provenance de la même bombonne de gaz 410, selon la commande électrique qui lui est appliquée. Dans ce mode de réalisation, l'électrovanne 420 est partiellement fermée à la fin de la première durée. Les différents modes de réalisation illustrés en regard des figures 1 à 4 peuvent être combinés pour fournir d'autres modes de réalisation du dispositif objet de l'invention. REVENDICATIONS1. Dispositif (105, 405) de diffusion de gaz dans une zone à protéger, qui comporte : - au moins une bombonne (110, 115, 410) de gaz inerte sous pression, - une tuyauterie (150, 450) adaptée à transporter le gaz issu de chaque dite bombonne dans une zone à protéger et - un moyen de détection de risque (160, 460), caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un moyen de commande (165, 465) adapté, lorsqu'une détection de risque survient, à commander le passage du gaz depuis chaque bombonne dans ladite tuyauterie avec un premier débit présentant un premier taux de décroissance pendant une première durée (325) et avec un second débit présentant un second taux de décroissance, inférieur au premier taux de décroissance du premier débit, pendant une deuxième durée (345) faisant suite à la première durée, ladite deuxième durée étant plus longue que la première durée. 2. Dispositif selon la revendication 1, qui comporte une pluralité de bombonnes de gaz (110, 115), le moyen de commande (165) comportant une électrovanne (120, 125) pour 15 chaque dite bombonne de gaz, le moyen de commande étant adapté à ouvrir successivement au moins deux des dites électrovannes. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, qui comporte une pluralité de bombonnes de gaz (110, 115) munies de réducteurs de pression (130, 135) adaptés, pour la même différence de pression entre leurs entrées et leur sortie, à fournir des 20 débits de gaz différents. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, qui comporte une pluralité de bombonnes de gaz (110, 115) dont les pressions internes, avant la détection de risque, sont différentes. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le moyen de commande 25 (465) comporte une électrovanne (420) adaptée à laisser passer deux débits de gaz différents en provenance de la même bombonne de gaz. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, qui comporte au moins un réducteur de pression (200) muni d'un diaphragme (205) et une pièce externe (210) munie d'une ouverture (215), l'ouverture du diaphragme (225) et l'ouverture de la pièce externe ayant le même diamètre. 7. Procédé de diffusion de gaz dans une zone à protéger, qui comporte une étape de détection de risque, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, une étape de commande, lorsqu'une détection de risque survient, du passage du gaz depuis au moins une bombonne de gaz inerte sous pression dans une tuyauterie adaptée à transporter le gaz issu de chaque dite bombonne dans une zone à protéger avec un premier débit présentant un premier taux de décroissance pendant une première durée et avec un second débit présentant un second taux de décroissance, inférieur au premier taux de décroissance du premier débit, pendant une deuxième durée faisant suite à la première durée, ladite deuxième durée étant plus longue que la première durée.