Liq Infl Arrosage Mousse V2 NFPA 11[1]

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Table des matières

1. PRÉSENTATION TECHNIQUE DU DISPOSITIF .......................................................................... 2

1.1. PRINCIPE .............................................................................................................................................. 21.1.1. Taux de foisonnement ................................................................................................................ 21.1.2. Émulseurs .................................................................................................................................. 3

1.2. DIFFÉRENTS TYPES D’ÉQUIPEMENTS ANTI-INCENDIE A MOUSSE........................................................... 41.3. ACCESSOIRES....................................................................................................................................... 8

2. EXIGENCES TECHNIQUES .............................................................................................................. 9

3. PRINCIPAUX CONSTRUCTEURS.................................................................................................... 9

4. RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES............................................................................................. 9


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1. PRESENTATION TECHNIQUE DU DISPOSITIF

1.1. PRINCIPE

Une mousse est un mélange hétérogène d'air et d'eau, obtenu à l'aide d'un agent émulseur etd'un générateur. Cet assemblage de bulles, non toxique, non agressif vis-à-vis desmatériaux et plus léger que les liquides, est envoyé sur la surface du feu (cuvette derétention associée au réservoir par exemple) ou dans le volume en feu afin d'éteindrel'incendie.

Une mousse agit principalement par étouffement, mais aussi par refroidissement.L'étouffement par la couverture isolante de mousse empêche l'apport d'oxygène vers leliquide en feu, arrête les émissions de vapeurs inflammables et isole les flammes ducombustible. Cependant, une mousse peut être détruite par certains fluides ou par desturbulences.

Elle trouve sa principale application là où l'eau est peu ou pas efficace, comme sur certainsfeux de liquides inflammables ou pour noyer de grands volumes. Son utilisation estspécialement recommandée pour les feux de surfaces horizontales d'hydrocarburesliquides, de produits polaires du type alcools, amines, cétones, esters, ...

Mais il n'est pas recommandé de l'utiliser pour les liquides en feu dont la températured'ébullition est supérieure à 100°C (risques de slop-over, ...), ceux pouvant libérer del'oxygène lors de la combustion ou ceux qui réagissent avec l'eau (par exemple : les acides,les oxydes, ...) ou pour les feux d'origine électrique du fait de sa conductivité.

Les propriétés et les applications des mousses dépendent principalement de leur taux defoisonnement et des émulseurs utilisés.

1.1.1. Taux de foisonnement

Le taux de foisonnement (TF) est le rapport du volume de mousse sur le volume desolution moussante (eau + émulseur). On comprend donc aisément que plus TF augmente,plus la mousse est légère et son volume important, donc plus les distances de projection decelle-ci baissent et plus les capacités de "noyage" d'un volume augmentent :

- Si TF < 4, on parle de mousse à très bas foisonnement. Elle forme un gel ou un film àla surface des liquides avec les émulseurs filmogènes, ce qui contribue à ralentirl'évaporation.

- Si 4 < TF < 20, on parle de mousse à bas foisonnement. C'est une mousse lourde quipeut être projetée à de grandes distances. Elle est employée pour des lances mobiles oudes canons à balayage automatique mais aussi pour des installations fixes sur desréservoirs.

- Si 20 < TF < 200, il s'agit de mousse à moyen foisonnement. Elle est aussiprincipalement utilisée avec des dispositifs de projection et parfois dans des petitesenceintes confinées, en particulier pour les feux proches du sol.

- Si 200 < TF, il s'agit de mousse à haut foisonnement. Elle permet de "noyer" de grandsvolumes, mais résiste moins bien au feu que les autres mousses et peut être dispersée


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par le vent. Elle est donc principalement utilisée en intérieur.

En pratique, le type de mousse le plus employé sur les réservoirs de stockagesd'hydrocarbures ou de liquides polaires est la mousse à bas foisonnement.

1.1.2. Émulseurs

L'efficacité d'une mousse (compatibilité avec le produit, rapidité de l'extinction, noncontamination par le produit, résistance à une réinflammation accidentelle) dépendétroitement de l'émulseur qui lui a donné naissance. Il existe plusieurs variétés d'émulseurs(émulseurs protéiniques, fluoroprotéiniques, synthétiques, AFFFs (agent formant un filmflottant), polyvalents, ... ) qui confèrent aux mousses engendrées des propriétés différentes.

Pour les feux de réservoirs d'hydrocarbures, on utilise généralement des émulseursprotéiniques menant à des mousses bas foisonnement qui doivent être appliquées sansviolence. En effet, si cette mousse pénètre dans le liquide en feu avant de s'étaler, elles'imprègne de produit et devient partiellement combustible : elle est dite contaminée. Dansles cas difficiles (grandes surfaces en feu par exemple), on leur préfère lesfluoroprotéiniques, pouvant être utilisées en application violente, afin d'éviter lephénomène de contamination. On peut aussi utiliser les AFFFs (protéiniques etfluoroprotéiniques) qui donnent des mousses à très faibles ou faibles TF. Les moussesengendrées agissent non seulement par étouffement mais aussi en donnant naissance pardécantation à un film aqueux flottant qui limite l'évaporation. Elles résistent par ailleurs àla contamination.

Par contre les émulseurs et AFFFs synthétiques ne sont pas employés pour les feux deréservoirs du fait de leur mauvaise résistance à la chaleur.

Pour les liquides polaires (alcools, cétones, ...), il faut utiliser d'autres types d'émulseurs,les émulseurs polyvalents (protéiniques, fluoroprotéiniques, synthétiques et AFFFs ). Eneffet les mousses classiques sont détruites par ces liquides du fait de leur affinité avec l'eau.Les émulseurs polyvalents d'une certaine famille (par exemple, protéinique) possèdent nonseulement des propriétés similaires aux émulseurs classiques de la même famille vis-à-visdes hydrocarbures, mais permettent aussi de combattre les feux de liquides polaires.L'application de ces émulseurs doit s'effectuer sans violence pour obtenir le résultatescompté.

En résumé, pour les réservoirs contenant des hydrocarbures, on utilise des émulseurs,polyvalents ou non, protéiniques, fluroprotéiniques ou les AFFFs (protéiniques etfluoroprotéiniques). Par contre pour les réservoirs de liquides polaires, seul l'usage desémulseurs polyvalents protéiniques, fluoroprotéiniques ou les AFFFs (protéiniques etfluoroprotéiniques) est recommandé. Le choix d'un émulseur doit toujours se réaliser enfonction du produit stocké.


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Remarques :

- Les hydrocarbures contenant plus de 5% d'additifs oxygénés nécessitent l'utilisationd'émulseurs polyvalents( réglementation française).

- Les émulseurs de types différents sont en général incompatibles entre eux. Enparticulier, on ne peut mélanger un émulseur de nouvelle génération avec un ancien. Ilexiste cependant des émulseurs qui permettent de "régénérer" et de rendre plusperformants les stocks d'émulseurs protéiniques d'ancienne génération qui ont vieilli(oxydation par l'air en particulier).

1.2. DIFFERENTS TYPES D’EQUIPEMENTS ANTI-INCENDIE A MOUSSE

Seules les installations fixes seront traitées ici puisque nous ne considérons pas lesinstallations mobiles (lances, certains canons, ...) comme des équipements de réservoir. Ilexiste aussi des installations semi-fixes qui ne seront pas détaillées, car elles sont du mêmetype que les installations fixes à ceci près que leurs supports (canalisations, ...) sont fixesmais que leur fonctionnement (alimentation en émulseur, en eau, ...) nécessite uneinstallation mobile ( camions,...).

Le dispositif comprend classiquement les systèmes de détection et d'alarme, les réservoirsd'eau, les pompes, les réservoirs d'émulseur, les mélangeurs eau/émulseur, les générateurset les distributeurs de mousse dans le réservoir (voir figure 1).

Les dispositifs à mousse peuvent généralement être déclenchés manuellement à partir d'untableau de commande ou de façon automatique par des détecteurs de chaleur(thermostatiques ou thermovélocimétriques), des détecteurs de flammes sensibles soit auxinfrarouges, soit aux ultraviolets, des détecteurs de fumées (ioniques ou optiques).

Quand le système entre en fonctionnement, l'eau et l'émulseur sont transportés séparémentvers les mélangeurs. Là, les deux éléments sont mélangés puis envoyés vers le générateurqui crée la mousse par mélange avec l'air et la projette, à des débits variant, suivant lesystème de décharge, de quelques l/min à quelques milliers de l/min. En fait ce ne sont pasles débits mais plutôt les taux d'application exprimés en l/m².min ( rapport du débit demousse sur la surface à éteindre) qui sont importants pour juger de l'efficacité d'undispositif.

On trouve différents types de mélangeurs, parmi lesquels on peut citer : les injecteurs quiutilisent l'effet Venturi, les mélangeurs automatiques, les mélangeurs à pression équilibrée,...

Le générateur, pour la mousse à bas foisonnement, mélange l'air au couple (eau +émulseur) par aspiration d'air lors de la détente de la solution moussante. Il peut être dutype sprinkler (la tête du sprinkleur a été modifiée pour permettre l'introduction d'air paraspiration) ou "cylindrique".


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figure 1 : installation fixe classique de dispositif de mousse bas foisonnement

Photo 1 : dispositif de mousse sur un réservoir à toit fixe

Pour les réservoirs atmosphériques à toit fixe :La figure 1 présente une installation fixe classique de dispositif de mousse basfoisonnement sur un réservoir à toit fixe. Les deux types de générateurs sont présents. Surla robe du réservoir, se trouve une couronne de pulvérisateurs du type sprinkleur (e) quiprojette la mousse sur les parois. Au sommet du réservoir, se trouvent des "générateurscylindriques" équipés de systèmes de distribution constitués de boites à mousse et dedéversoirs (voir Photo 1 et figure 2) :

- une "boite à mousse", détaillée figure 3, qui empêche l'introduction de gaz dans leréservoir par les tuyauteries du dispositif à mousse, grâce à un disque de protection. Cedisque, assurant l'étanchéité vis-à-vis de gaz extérieurs, explosera sous la pression de lamousse pour qu'elle puisse se déverser dans le réservoir.


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- le déversoir qui assure un épandage sans trop de "turbulences" de la mousse dans leréservoir en la guidant, ce qui améliore son efficacité.

figure 2 : « générateur cylindrique »

figure 3 : « boîte à mousse »

Ce système de distribution n'est adapté qu'aux mousses actuelles assez résistantes. Lesanciens systèmes (chambres à tube poreux, "gouttière", ...) devaient en effet appliquer lesmousses avec extrême douceur.

Délivrer la mousse à un débit suffisant et de manière assez douce pour qu' elle soit efficaceest le plus gros problème rencontré dans l'utilisation de ces dispositifs. En effet, lesturbulences au-dessus du feu peuvent rendre difficile l'épandage en douceur de la mousse.D'autre part, le générateur et les canalisations de solution moussante attachés au réservoirpeuvent être endommagés par le feu ou l'explosion éventuelle l'ayant précédé.

D'autres systèmes ont donc été mis au point : ils permettent d'injecter la mousse à la basede l'enceinte, à la base ou à la surface du liquide. La distribution est dans le premier cassimplement effectuée au niveau des piquages des canalisations de mousse, piquages quidoivent être au-dessus du niveau maximum d'eau présente dans le réservoir pour éviter ladestruction de la mousse (voir figure 4). Dans le second cas, elle est réalisée parl'intermédiaire de tuyaux flexibles reliant les piquages à la surface. Ce tuyau n'est relâchédans le liquide qu'au moment ou l'incendie se déclare (voir figure 5). Dans les deux cas, lescanalisations comportent un robinet et un clapet de non retour. Le générateur spécifique àces systèmes est placé à l'extérieur de la cuvette de rétention. Il est ainsi mieux protégé


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contre les risques d'explosion mais doit envoyer la mousse sous pression pour lutter contreles pertes de charge.

figure 4 : installation semi-fixe à mousse

figure 5 : dispositif de semi-subsurface

Cependant, ces systèmes ne sont recommandés que pour certains hydrocarbures et peuventconduire à un slop-over.

Des canons à mousse, situés à l'extérieur de la cuvette et projetant la mousse dans leréservoir, peuvent aussi constituer des installations fixes (voir figure 1) mais ce sont plusclassiquement des installations mobiles ou semi-fixes.

Pour les réservoirs à toit flottant :Les systèmes fixes ne sont en général pas nécessaires pour les réservoirs à toit flottant "àl'air libre" pour lesquels les feux sont rares.

Cependant, il existe des dispositifs assez variés pour lutter contre un éventuel "feu debords" (dans l'espace annulaire couvert par le joint du réservoir) que la foudre, parexemple, peut provoquer. Les systèmes de distribution peuvent être montés sur la robe oule toit flottant (voir figure 6 et figure 7). Les systèmes montés sur la robe sont analogues àceux utilisés sur les réservoirs à toit fixe.


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Dans le cas des réservoirs à écran flottant, susceptibles de mener à un feu lors des phasesde remplissage, mais qui sont protégés par Effet Faraday contre les "feux de bords", onutilise parfois des dispositifs similaires à ceux décrits pour les toits fixes, exceptés les deuxsystèmes où l'alimentation en mousse se réalise à la base du réservoir; en effet, un toitpenché ou ayant coulé en raison de l'incendie, empêcherait alors une bonne distribution dela mousse.

figure 6 : dispositif monté sur la robe du bac

figure 7 : dispositif monté sur le toit flottant du réservoir

1.3. ACCESSOIRES

Pour les dispositifs du type "boites à mousse" :

- Un joint pivotant permet de limiter le risque de rupture de la canalisation amenant lasolution (eau + émulseur) si une explosion précède l'incendie. Il se trouve sur lacanalisation, à la base du réservoir.

- Un écran protège l'entrée d'air au niveau du générateur "cylindrique" afin d'éviter touteobstruction de l'orifice par un élément extérieur.

Pour certains dispositifs de lutte contre les "feux de bords" utilisés sur les toits flottants :

Un barrage à mousse est parfois nécessaire. Ce barrage circulaire fixé sur le toit flottantpermet de retenir la mousse dans la région annulaire du joint.


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2. EXIGENCES TECHNIQUES

Les exigences techniques à définir pour un dispositif sont la déclinaison des exigencestechniques de la fonction de sécurité qui lui est associée.

Ces exigences techniques sont indiquées dans le document intitulé « détermination desfonctions de sécurité et de leurs exigences techniques – identification des barrièrestechniques de sécurité».

Dans le document intitulé « Présentation de la méthodologie pour l’identification desbarrières techniques de sécurité et de leurs exigences techniques », l’INERIS propose unegrille permettant de définir les exigences techniques d’éléments de sécurité. Cette grille està adapter au dispositif étudié.

Afin de définir des exigences techniques, il est possible de se reporter aux normes ou codessuivants qui définissent des prescriptions techniques :

- NF S 60-210, -220, -222, -225 (émulseurs) (France)

- NFPA 11 (bas foisonnement) (Etats-Unis)

- NFPA 11A (moyen et haut foisonnement) (Etats-Unis)

- NFPA 16 (systèmes d'arrosage à eau et mousse) (Etats-Unis)

- Règles de l'APSAD (France)

- Instruction ministérielle du 9 Novembre 1989 (France)

- Arrêté du 10 mai 1993 (France)

- Circulaire du 6 juillet 1990 (France)

3. PRINCIPAUX CONSTRUCTEURSLes coordonnées des principaux constructeurs sont les suivantes :

- PROTEC FEU 237-245, rue de la Garene 92022 NANTERRE Cedex Tél : (1) 47 80 73 70

- MINIMAX GmbH Export Departement Industriestrasse 10/12 D-23840 BAD OLDESLOE ALLEMAGNE

4. REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

[1]. Isabelle Vuidart – Etude sur les équipements de réservoirs de stockages de liquides etde gaz liquéfiés – INERIS – 1996

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