Brevet FR3126623A1 — publié le 20230310

Système aéroporté rotatif munis de buses ou gicleurs, avec une nourrice, l'ensemble étant suspendus par un câble en acier et permettant d'éteindre un incendie de grande ou petiote ampleur Dispositif d'extinction rapide de feu Le besoin Les feux de forêt ont été ravageurs cette année. Le réchauffement climatique nous conduira devant des brasiers incontrôlables. C'est déjà le cas actuellement et l'on voit bien que les moyens aériens sont insuffisants lorsque le feu est grand ou très étalé. L'invention proposée est à la fois moins risquée et plus efficace pour l'extinction de feu. Revues des solutions connues antérieurement Une recherche d’antériorité a été effectuée sur le réseau Internet. Au total, nous avons trouvé 19 brevets qui traitent de ce sujet. La recherche a été effectuée au moyens de mots clés: Extinction ET feu ET forêt ET hélicoptère FR3063018A1 • 2018-08-24 par CHOU VICKI FEN [TW] Ce brevet semble présenter une solution totalement différente de la nôtre. Il parle d'une pluralité d'arbres sur lesquels sont agencées des bandes de tissus ignifuges. Les dessins présentés excluent toute concurrence avec notre idée. HÉLICOPTÈRE EXTINCTEUR D'INCENDIES WO2020032570A1 • 2020-02-13 • DAESHIN IVE CO LTD [KR] Ce brevet présente un boitier comprenant une poudre spécifique. Ce boitier sera largué par hélicoptère et libérera la poudre d'extinction par impact sur le sol. PROCEDES D'UTILISATION D'HELICOPTERES DANS LA LUTTE CONTRE LES INCENDIES DE FORETS FR2617404A1 • 1989-01-06 • WIECZOREK JULIEN [FR] Dans ce brevet, un hélicoptère soulève le tuyau d'un camion-citerne pour mieux orienter le jet d'eau sur les flammes. PROCEDE D'EXTINCTION DES INCENDIES DE FORETS. BE1010157A6 • 1998-02-03 • SAPORITO DANIELE [BE] Dans ce brevet, un avion bombardier projette des sacs remplis d'eau sur le feu. D'après d'auteur, cela permettrait d'éviter l'évaporation de l'eau avant impact. SYSTEME DESTINE À L'EXTINCTION D'INCENDIES DE FORETS FR2330416A1 • 1977-06-03 • MARSAL TALLO JAIME [ES] L'idée de ce brevet est loin de la nôtre : un hélicoptère transporte et dépose judicieusement des personnes pouvant intervenir eux même sur le feu avec certains moyens. DISPOSITIF HELIPORTE DE LUTTE CONTRE LES INCENDIES DE FORET FONCTIONNANT PAR ASPHYXIE ET DETREMPAGE FR2911510A1 • 2008-07-25 • NOVOVITCH MICHEL [FR] Dans ce brevet, on propose une technique qui, par largage d'hélicoptère, permet de produire un rideau circulaire d'eau pour étouffer le feu par manque d'oxygène. On utilise un dispositif en forme de cloche pour produire le rideau circulaire. L'idée maitresse de ce brevet est l'asphyxie des flammes. LUTTE CONTRE LES INCENDIES FORETS ET HABITATIONS FR2927259A1 • 2009-08-14 • BROULIS GEORGES [FR] Ici on ne parle pas d'hélicoptère, on parle d'un réseau de tuyauterie horizontal et un autre vertical muni de buses. DISPOSITIF D'EXTINCTION DE FEUX DE FORÊT WO2011042761A1 • 2011-04-14 • TZANOS THEODOSIOS [GR] Ici on propose une couverture mouillée et héliportée pour éteindre le feu. FR2226190A1 (B1) • 1974-11-15 • SARBACH RAYMOND [CH] Ne contenant pas de texte, ce brevet est indéchiffrable. Il y a cependant des dessins qui ne montrent aucun aéronef ni moyen de soulever un volume d'eau. COMPOSITION POUR LUTTER CONTRE LE FEU ET FORMULATION DE LADITE COMPOSITION EP2004295A2 (B1) • 2008-12-24 • BIO CREATION [FR] Ce brevet propose une solution sous forme de poudres, d'origines végétales et hydro solubles qui défavorisent la propagation du feu. HELICOPTERES BIROTORS INTERVENANT, A POSITION VARIABLE DU BLOC CENTRAL MOTEUR AVEC C.A.G. FR2644134A1 • 1990-09-14 • WIECZOREK JULIEN [FR] Ici on protège une conception d'un hélicoptère birotors, de combat et reconnaissance, mono place, biplaces ou triplaces. Il ne s'agit pas d'éteindre un feu. DISPOSITIF DE LUTTE INCENDIE CONSTITUE D'UN ATTELAGE DE DRONES RELIES LES UNS AUX AUTRES PAR DES TUYAUX INCENDIE QUI INTEGRENT LE CIRCUIT D'APPROVISIONNEMENT EN CARBURANT FR3042720A1 • 2017-04-28 • BONDON PHILIPPE [FR] Cette invention concerne un ensemble de drones supportant un tuyau d'eau pour éteindre le feu. PROCEDE ET DISPOSITIF DE LUTTE CONTRE LES INCENDIES FR2737853A1 (B3) • 1997-02-21 • MAISONNEUVE ALBAN DE [FR] C'est le brevet le plus proche de notre travail. Il propose notamment un dispositif héliporté comportant une buse d'aspersion et des moyens de formation de jet d'eau. L'auteur du brevet insiste sur l'orientation des dispositifs de jet d'eau da façon à obtenir une force résultante nulle. Je cite " La buse est maintenue à plusieurs dizaines de mètres au-dessus du sol par des moyens de sustentation aérienne, dans lequel on utilise les forces de réaction dues aux jets d'eau délivrés par la buse pour contribuer aux moyens de support et de sustentation aérienne de l'extrémité du flexible qui est équipé de la buse et de préférence pour également contribuer à protéger contre le feu une partie au moins de la canalisation souple d'amenée de l'eau pressurisée " Notre invention est différence puisque notre géométrie en anneaux circulaires, tournants et régulés. Laforce de réaction n'est pas un problème avec notre dispositif. Par ailleurs, notre dispositif comporte des treuils, un générateur d'énergie, et une carte électronique. PROCEDE DE DETECTION AEROPORTEE SYSTEMATIQUE ET DE POSITIONNEMENT DES FEUX DE FORETS. FR2679779A1 (B1) • 1993-02-05 • LANG JACQUES [FR] Il s'agit d'un procédé de détection aéroportée rapide et de localisation précise de départs de feux de forêts. MOYENS GROUPES AEROPORTES DE LUTTE CONTRE LES INCENDIES DE FORETS FR3060400A1 • 2018-06-22 • BURY FREDERIC [FR] L'invention concerne un avion gros porteur pouvant contenir plusieurs charges de liquide de 1000litres contenues dans des enveloppes. Lors de l'arrivée au sol, sous l'effet de l'énorme pression acquise par la vitesse de la chute, les enveloppes, qui sont prévues pour cela, éclatent provoquant un grand effet de souffle et une dispersion d'eau sur une grande surface au milieu de l'incendie. LANCE D'INCENDIE AUTO PORTEE (PAR LES BUSES D'EJECTION DE L'EAU) FR3072882A1 • 2019-05-03 • MAGUER YVES [FR] Il s'agit d'un lance incendie auto portée (par les buses verticales d'éjection de l'eau), dont le déplacement d'avant en arrière et sur les côtés, est piloté à distance par une manette commandée par un pompier. Aucun titre disponible FR2045230A5 • 1971-02-26 • MATRA ENGINS On présente ici un procédé pour l' extinction d'un incendie de plein air à partir d'une composition extinctrice, caractérisé en ce qu'on largue une bombe ou container garni de composition extinctrice au-dessus du foyer d'incendie et en ce qu'on provoque l'ouverture de la bombe à une hauteur prédéterminée au-dessus du sol. PROCEDE ET DISPOSITIF DE LUTTE CONTRE L'INCENDIE FR2373298A1 (B1) • 1978-07-07 • ZERMATT AIR AG [CH] Dans ce brevet, on décrit un réservoir d'eau soulevé par un aéronef mobile ou stationnaire. L'invention insiste sur l'architecture du réservoir qui tourne autour d'un axe horizontal de sorte que la partie ouverte soit bloquée dans sa partie haute. Le déverrouillage du système de blocage permet au réservoir de tourner de 180° et vider sa cargaison d'eau au-dessus des flammes PIPELINE AÉROPORTÉ ARRIMÉ À UN RÉSERVOIR À TERRE POUR DISTRIBUER DE L'EAU SUR UNE LONGUE DISTANCE POUR L'EXTINCTION D'INCENDIE ET L'IRRIGATION AÉRIENNES WO2018046973A2 (A3) • 2018-03-15 • ZISOPOULOS ATHANASIOS [GR] Cette invention semble éloignée de la nôtre puisqu'elle parle d'un tuyau long qui puise de l'eau d'une source terrestre (lac – mer- citerne) et qui la déverse directement sur les flammes. Le tuyau peut être maintenu en hauteur par un ou plusieurs drones télécommandés. Les problèmes non résolus par les solutions antérieures La présente invention concerne l'extinction de feu. Pour éteindre des feux de forêt ou plus généralement ceux d'endroits peu accessibles, il est recommandé de recourir aux moyens aériens. Il existe actuellement des moyens aériens tels que : Les avions ou hélicoptères bombardiers d'eau. Les avions bombardiers sont globalement efficaces pour éteindre les feux de forêts. Ils ont l'avantage d'être très maniables, de voler à basse altitude pour larguer la cargaison d'eau. Il peut se réapprovisionner en eau en 12 secondes sur un simple lac ou sur mer. À côté de ces avantages indéniables, il y a des inconvénients. D'abord un avion bombardier type Canadair CL415 coute 25 millions d'Euros. Ensuite cet appareil peut servir à d'autres mission mais restreintes : recherche et sauvetage. Il ne sert que rarement au transport de personnes ou de marchandises. L'appareil nécessite des pilotes chevronnés puisqu'aucune erreur n'est admise. L'appareil doit épouser les contours topographiques pour approcher au mieux les flammes. Le largage de l'eau n'est pas toujours très précis. Enfin, le Canadair CL415 peut emporter 6000 litres d'eau, ce qui – avec des feux gigantesques – ne suffit pas. Un article de WIKIPEDIA résume bien ces inconvénients de ces bombardiers d'eau : ils doivent larguer au plus près du feu et doivent pour ce faire voler à basse altitude dans des reliefs souvent tourmentés (entraînant des changements de direction et d'altitude importants), avec des turbulences atmosphériques générées par les incendies et souvent des vents forts (puisqu'on les envoie en priorité sur les feux à propagation rapide, donc avec un vent important) ; le largage lui-même provoque des contraintes importantes, notamment en raison du changement de masse rapide et conséquent de l'aéronef (un Canadair CL-415 largue par exemple en 1,2 seconde ses 6 tonnes d'eau, pour un poids à vide de moins de 13 tonnes). Le bombardier russe peut emporter environ 10000 litres d'eau. Mais sa manœuvrabilité est délicate et les accidents crash ne sont pas rares. Le pilote n'a pas de visibilité sous l'appareil, ce bombardier est donc plutôt adapté aux feux avec relief plat. Tout récemment (été 2021), en Turquie, un avion bombardier d’eau russe s’écrase au sud du pays et il n y a aucun survivant du personnel à bord. Le largage rapide de plusieurs tonnes d'eau - notamment en cas de vents violents - est un sérieux danger pour la stabilité aérodynamique d'un aéronef. Concernant les hélicoptères, grâce à leur sceau d'eau, ils peuvent mieux approcher les flammes. Toutefois, leur capacité emportée est assez fable et l'eau larguée est soumise exclusivement au phénomène de gravité. L'efficacité des hélicoptères dans l'extinction des feux est meilleure pour de petits feux circonscrits et sans vents violets. Les caractéristiques techniques essentielles de la solution proposée La solution parfaite n'existe pas. Néanmoins, notre dispositif améliore beaucoup les insuffisances citées auparavant. En effet, nous présentons un dispositif héliporté d'extinction de feu qui : Répartie l'eau sur le feu de façon homogène Présente moins de dangers pour l'aéronef Évite le largage brutal de toute la masse d'eau héliportée Pilotable par un opérateur via un pupitre et un écran Permet de se réapprovisionner en eau même sur un lac ou une rivière Peut être fabriqué indépendamment (en KITS) en fonction des différentes capacités de levage des hélicoptères Description technique de la solution apportée : Le principe consiste en un système complet comportant : Un réservoir liquide ouvert (eau ou toute solution avec ou sans émulseur) Un groupe électrogène Deux treuils électriques (n°1 et n°2) Au moins un boitier électronique étanche Une caméra embarquée Une pompe électrique Un pupitre de commande filaire ou non filaire (distant) Deux tuyaux souples spécifiques de diamètres appropriés : tuyau n°1 et tuyau n°2 Une nourrice appropriée en métal distributrice de liquide Un réseau de tuyauterie judicieux et surtout modulaire munis de buses spéciales emboitables facilement les uns aux autres Des clapets spécifiques judicieusement positionnés Par commodité, dans ce qui suit nous parlerons d'eau. En réalité tout liquide avec ou sans émulseur pourrait convenir dans ce brevet. Un réservoir de contenance appropriée et rempli d'eau permet d'alimenter une nourrice au moyen d'un tuyau (n°1) souple comme celui utilisé par pompier pour l'extinction de feux. Ce tuyau (n°1) peut être très long. Pour les plus gros porteurs – comme le Mil Mi- 26 - il est possible d'emporter plus de 10000 voire 15000 litres d'eau. Car hormis le réservoir d'eau, le reste du système est relativement léger ( En dessous du réservoir d'eau, on place un groupe électrogène suffisant et un treuil électrique pour rembobiner ou déployer le tuyau (n°1) d'eau. On y trouve aussi un boitier électronique avec batterie intégrée pour piloter les treuils, la pompe, la caméra, etc. En bas nous trouvons une nourrice en métal léger et un ensemble de tubes en métal léger et judicieusement conçu. La nourrice comprend un plateau métallique qui permet : De raccorder le tuyau (n°1) descendant (arrivée d'eau) De brancher rapidement une structure de tuyaux de dispersion d'eau munis de buses (gicleurs) astucieusement disposés et orientés avec minutie. De supporter sur son plateau une pompe électrique De supporter sur son plateau un second treuil électrique avec le tuyau n°2 L'emplacement de la pompe peut aussi être sous le réservoir d'eau. La pompe peut travailler en refoulement ou en aspiration. Un aéronef type hélicoptère ou drone puissant embarque un opérateur muni d'un pupitre de commande. Le pupitre de commande comprend toutes les fonctions utiles pour commander le système héliporté. Parmi les fonctions du pupitre on peut citer (liste non exhaustive): Allumage du groupe électrogène Commande des treuils Mise en route de la pompe Gestion de la vitesse de la pompe (débit d'eau) Inversion de clapets Boutons d'urgence permettant de désolidariser tout le système Le pupitre est entre les mains d'un opérateur. Le pilote s'occupe de l'hélicoptère et se concerte en permanence avec l'opérateur. Le réservoir rempli d'eau, le tube n°1 est rembobiné au moyen du treuil n°1 placé sous le réservoir. Une électrovanne est placée sur le réservoir. Elle s'ouvrira automatiquement lorsque la pompe sera actionnée. Lorsque la pompe est en position "off", l'électrovanne est fermée de façon à garder le tuyau n°1 toujours vide et pouvoir le rembobiner le cas échéant. Une seconde électrovanne peut être placée an entrée de la pompe pour garantir que le tuyau n° 1 restera vide tant que la pompe n'est pas en action. Arrivé sur le lieu de l'incendie, l'aéronef se stabilise en position stationnaire largement au-dessus des flammes pour rester en sécurité. L'aéronef peut aussi voler à faible vitesse pour suivre les contours du feu et l'éteindre au fur et à mesure. La longueur du tuyau n°1 doit être suffisante (100 – 200 – 300 mètres ou plus). Ensuite l'opérateur actionne le treuil n°1 pour le descendre près des flammes (environ 30 mètres). Il actionne alors la pomme à eau pour produire une pluie en trombe sous pression avec des gouttes suffisamment grosses pour être efficace. Il y a plusieurs paramètres déterminants : Les dimensions des buses (gicleurs) Le nombre et l'emplacement des buses (gicleurs) L'orientation des buses La puissance de la pompe Le débit d'eau total La nature du métal utilisé pour la nourrice et le réseau de tuyauterie Ces paramètres feront l'objet d'études et d'optimisations poussées par des moyens de conception CAO, de modélisation & simulation CFD. Des experts de combustion et d'extinction de feu (comme des pompiers) seront associés à ces études. La nourrice alimente en eau un réseau de tubes métalliques perforés ou munis de buses ou encore gicleurs. Ce réseau de tubes est modulaire puisqu'il repose sur un seul motif répétitif et emboitables les uns aux autres très facilement au moyen des raccords males / femelles ressemblant à ceux d'outils de jardinage. La figure n°2 illustre le motif qui permet de monter rapidement le réseau de tuyauterie. Ce "montage modulaire" permet de démonter rapidement et stocker tous le système (en hiver par exemple). Il permet aussi de monter le réseau en quelques minutes par simple emboitement. Cette facilité de montage et démontage pour intervenir rapidement sur un feu est un aspect primordial. Ce réseau de tuyauterie peut aussi être conçu et fabriqué de façon pliable / dépliable. Le mouvement peut ressembler aux ailes de papillons qui remontent et descendent. Ce mouvement pourrait être assuré par de simples câbles en acier puisque les tuyau sont en métal mais légers. Le gain de temps est alors appréciable. Cette option est intéressante car elle présente moins d'encombrement pour se ravitailler plus facilement en eau sur un lac ou une rivière. La permet (exemple) de montrer comment il est possible de plier le système où le pivotement se fait directement au niveau des raccords male-femelles. Avec la nourrice et le réseau de tuyauterie, il est possible d'arroser abondamment une surface importante, plusieurs centaines de mètres carrés, voir quelques milliers de mètres carrés. Cela dépendra de la taille du motif ( ). Le tuyau n°1 est composé : d'un tuyau souple de facile à rembobiner via un treuil. Il permet d'acheminer l'eau d'un câble en acier souple qui permet de supporter la nourrice, le réseau de tuyauterie, la pompe et le treuil n°2. D'un câble électrique souple pour alimenter la pompe, le treuil n°2 et tout autre équipement associé. Les câbles descendants peuvent se situer à l'intérieur du tuyau ou à l'extérieur de ce tuyau. La nourrice et le réseau de tuyauterie sont fait en métal léger et permettent de produire une pluie abondante et sous pression pour éteindre le feu rapidement. Les buses (gicleurs) sont orientés judicieusement de sorte à : Produire une poussée de contre-réaction faible (vers le haut). La masse de la pompe, du treuil n°2 et de la tuyauterie devrait contrecarrer cette poussée. Arroser uniformément et abondamment le sol Produire une rotation faible de l'ensemble à l'image des arrosoirs. La vitesse de rotation sera globalement située entre 0,2 et 1 tour par seconde. Cela fait partie des paramètres à optimiser par calcul CFD, mais nous pensons intuitivement à une vitesse de l'ordre 0,1 à 0,3 tours par seconde. Autrement dit, le système d'arrosage fera un tour complet entre 3 et 10 secondes. Un aspect important de ce brevet concerne la surface arrosée et le débit d'eau. L'opérateur via son pupitre administre la vitesse de la pompe et donc le débit et la pression de l'eau dans la tuyauterie et les buses (ou gicleurs). Il y a des clapets (ou tout autre moyen adéquat) fermés et qui s'ouvrent sous la pression de l'eau. Au fur et à mesure que la pression monte, l'eau gicle : d'abord de la nourrice ensuite les "motifs tuyaux" du premier cercle ensuite les "motifs tuyaux" du second cercle ensuite les motifs "tuyaux" du troisième cercle etc. La pression et le débit d'eau permettent aussi d'augmenter ou diminuer la vitesse de rotation du système, ce qui permet d'uniformiser l'arrosage. Ainsi, l'opérateur maitrise totalement la surface à éteindre. L'opérateur peut guider le pilote pour mieux positionner l'hélicoptère. Des écrans thermiques peuvent être rajoutés pour protéger des équipements proches du feu (treuil ou la pompe à eau) Le ravitaillement en eau se fait via le treuil n°2 qui comprend un tuyau d'environ 20 mètres. En déroulant ce tuyau, l'aéronef peut utiliser la pompe pour aspirer de l'eau avec un débit suffisant et le faire monter dans le réservoir. Un système de clapets permet d'assurer cette fonction à partir de la pompe. Généralisations – options : A - Ce système est adaptable à la capacité de l'aéronef. Il est possible de construire un outil qui dimensionner automatiquement l'ensemble du système en fonction de caractéristiques de l'aéronef. Toutefois, pour des raisons de commodité, il est possible de créer quelques systèmes en KIT d'envergures différentes : Petite capacité Moyenne capacité Grande capacité Très grande capacité. Ce système en KIT permet de libérer totalement l'aéronef pour servir à d'autres taches. B - La structure en tuyauterie peut être d'une autre géométrie. Une géométrie rectangulaire ou carré est possible ( ). C - La structure en tuyauterie peut être d'une autre géométrie "en parapluie". Il est possible d'utiliser le principe du parapluie pour déployer ou replier le système. Dans ce cas il va falloir créer un emplacement pour la pompe et le treuil n°2 ( ). D - L'opérateur et / ou le pilote disposent d'un bouton d'urgence pour désolidariser le système entier en cas de danger. Il faut donc concevoir un système qui permet de "lâcher" l'ensemble du système par un bouton en cas de menace de stabilité de l'aéronef. Un système électromécanique pourrait faire l'affaire. E – la structure de tuyauterie peut être repliée vers le haut par un treuil et des câbles en acier légers. C'est une option complémentaire qui permet, par exemple, de s'approvisionner en eau sur un simple lac ou rivière bordés d'arbres. Cette manœuvre peut être rajoutée au pupitre de commande. F – Rien n'exclut d'utiliser un drone commandé à distance. Dans ce cas il faudra dimensionner le système à la puissance de levage du drone. Cette option peut concerner un petit départ de feu. G – Si le tuyau n°1 est court ( Système aéroporté rotatif munis de buses ou gicleurs, avec une nourrice, l'ensemble étant suspendus par un câble en acier et permettant d'éteindre un incendie de grande ou petiote ampleur Un motif de tuyauterie permettant de construire rapidement un grand réseau d'arrosage et tournant. Les empilements se font via des raccords male-femelles métalliques La possibilité de replier ou déployer le réseau de tuyauterie via des câbles de façon a pour se ravitailler en eau à partir d'endroits étroits (lacs, rivières, etc) Un pupitre de commande avec boutons cité plus haut permettant de commander le système. Une architecture globale permettant de faire monter ou descendre l'ensemble du système par un treuil (n°1) commandé via le pupitre Une architecture globale permettant de faire monter ou descendre un tuyau (n°2) par un treuil (n°2) commandé via le pupitre afin de s'approvisionner en eau Un boitier électronique de commande des divers équipements Un bouton électromécanique d'urgence permettant de désolidariser l'ensemble du système en cas de menace sur la stabilité de l'aéronef.