Dangers et mesures préventives dans les installations électriques

Les nombreux composants composant les installations électriques présentent des degrés de robustesse variables. Indépendamment de leur fragilité inhérente, cependant, ils doivent tous fonctionner de manière fiable dans des conditions rigoureuses. Malheureusement, même dans les meilleures circonstances, les équipements électriques sont sujets à des pannes qui peuvent entraîner des blessures humaines ou des dommages matériels.

Le fonctionnement sûr des installations électriques est le résultat d'une bonne conception initiale, et non de la simple mise à niveau des systèmes de sécurité. Ceci est un corollaire du fait que, alors que le courant circule à la vitesse de la lumière, tous les systèmes électromécaniques et électroniques présentent des latences de réaction, causées principalement par l'inertie thermique, l'inertie mécanique et les conditions de maintenance. Ces latences, quelles que soient leurs origines, sont suffisamment longues pour permettre des blessures humaines et des dommages matériels (Lee, Capelli-Schellpfeffer et Kelly 1994 ; Lee, Cravalho et Burke 1992 ; Kane et Sternheim 1978).

Il est essentiel que l'équipement soit installé et entretenu par du personnel qualifié. Des mesures techniques, faut-il le souligner, sont nécessaires à la fois pour assurer le fonctionnement sûr des installations et pour protéger les hommes et le matériel.

Introduction aux risques électriques

Le bon fonctionnement des installations électriques exige que les machines, l'équipement et les circuits et lignes électriques soient protégés contre les risques causés par des facteurs internes (c'est-à-dire survenant dans l'installation) et externes (Andreoni et Castagna 1983).

Les causes internes comprennent :

• surtensions

• des courts-circuits

• modification de la forme d'onde du courant

• induction

• ingérence

• surintensités

• corrosion, entraînant des fuites de courant électrique vers la terre

• échauffement des matériaux conducteurs et isolants, pouvant entraîner des brûlures de l'opérateur, des émissions de gaz toxiques, des incendies de composants et, dans des atmosphères inflammables, des explosions

• les fuites de fluides isolants, tels que l'huile

• dégagement d'hydrogène ou d'autres gaz pouvant conduire à la formation de mélanges explosifs.

Chaque combinaison danger-équipement nécessite des mesures de protection spécifiques, dont certaines sont imposées par la loi ou des réglementations techniques internes. Les fabricants ont la responsabilité de connaître les stratégies techniques spécifiques capables de réduire les risques.

Les causes externes comprennent :

• facteurs mécaniques (chutes, chocs, vibrations)

• facteurs physiques et chimiques (radiations naturelles ou artificielles, températures extrêmes, huiles, liquides corrosifs, humidité)

• vent, glace, foudre

• végétation (arbres et racines, sèches et humides)

• animaux (en milieu urbain et rural); ceux-ci peuvent endommager l'isolation de la ligne d'alimentation, et ainsi provoquer des courts-circuits ou des faux contacts

et pour couronner le tout,

• les adultes et les enfants qui sont négligents, imprudents ou ignorants des risques et des procédures d'exploitation.

D'autres causes externes incluent les interférences électromagnétiques par des sources telles que les lignes à haute tension, les récepteurs radio, les machines à souder (capables de générer des surtensions transitoires) et les solénoïdes.

Les causes de problèmes les plus fréquemment rencontrées proviennent d'un dysfonctionnement ou d'un hors-norme :

• équipement de protection mécanique, thermique ou chimique
• systèmes de ventilation, systèmes de refroidissement de machines, équipements, lignes ou circuits
• coordination des isolateurs utilisés dans les différentes parties de l'usine
• coordination des fusibles et des disjoncteurs automatiques.

Un seul fusible ou disjoncteur automatique est incapable d'assurer une protection adéquate contre les surintensités sur deux circuits différents. Des fusibles ou des disjoncteurs automatiques peuvent assurer une protection contre les défaillances phase-neutre, mais la protection contre les défaillances phase-terre nécessite des disjoncteurs différentiels automatiques.

• utilisation de relais de tension et de déchargeurs pour coordonner les systèmes de protection
• capteurs et composants mécaniques ou électriques des systèmes de protection de l'installation
• séparation des circuits à différentes tensions (des entrefers adéquats doivent être maintenus entre les conducteurs ; les connexions doivent être isolées ; les transformateurs doivent être équipés de blindages mis à la terre et d'une protection appropriée contre les surtensions, et avoir des bobines primaires et secondaires entièrement séparées)
• codes de couleur ou autres dispositions appropriées pour éviter une identification erronée des fils
• confondre la phase active avec un conducteur neutre entraîne l'électrification des composants métalliques externes de l'équipement
• équipement de protection contre les interférences électromagnétiques.

Ceux-ci sont particulièrement importants pour l'instrumentation et les lignes utilisées pour la transmission de données ou l'échange de signaux de protection et/ou de commande. Des espaces adéquats doivent être maintenus entre les lignes, ou des filtres et des écrans doivent être utilisés. Les câbles à fibres optiques sont parfois utilisés pour les cas les plus critiques.

Le risque associé aux installations électriques augmente lorsque l'équipement est soumis à des conditions de fonctionnement sévères, le plus souvent à la suite de risques électriques dans des environnements humides ou mouillés.

Les fines couches conductrices liquides qui se forment sur les surfaces métalliques et isolantes dans les environnements humides ou mouillés créent de nouvelles voies de courant irrégulières et dangereuses. L'infiltration d'eau réduit l'efficacité de l'isolation et, si l'eau pénètre dans l'isolation, elle peut provoquer des fuites de courant et des courts-circuits. Ces effets endommagent non seulement les installations électriques mais augmentent considérablement les risques humains. Ce fait justifie la nécessité de normes particulières pour le travail dans des environnements difficiles tels que les sites en plein air, les installations agricoles, les chantiers de construction, les salles de bains, les mines et les caves et certains environnements industriels.

Des équipements offrant une protection contre la pluie, les éclaboussures latérales ou l'immersion totale sont disponibles. Idéalement, l'équipement doit être fermé, isolé et résistant à la corrosion. Les boîtiers métalliques doivent être mis à la terre. Le mécanisme de défaillance dans ces environnements humides est le même que celui observé dans les atmosphères humides, mais les effets peuvent être plus sévères.

Risques électriques en atmosphère poussiéreuse

Les poussières fines qui pénètrent dans les machines et les équipements électriques provoquent une abrasion, en particulier des pièces mobiles. Les poussières conductrices peuvent également provoquer des courts-circuits, tandis que les poussières isolantes peuvent interrompre le flux de courant et augmenter la résistance de contact. Les accumulations de poussières fines ou grossières autour des boîtiers d'équipement sont des réservoirs potentiels d'humidité et d'eau. La poussière sèche est un isolant thermique, réduisant la dispersion de la chaleur et augmentant la température locale ; cela peut endommager les circuits électriques et provoquer des incendies ou des explosions.

Des systèmes étanches et antidéflagrants doivent être installés dans les sites industriels ou agricoles où des processus poussiéreux sont effectués.

Risques électriques dans des atmosphères explosives ou sur des sites contenant des matières explosives

Les explosions, y compris celles des atmosphères contenant des gaz et poussières explosifs, peuvent être déclenchées par l'ouverture et la fermeture de circuits électriques sous tension, ou par tout autre processus transitoire capable de générer des étincelles d'une énergie suffisante.

Ce danger est présent dans des sites tels que :

• mines et sites souterrains où les gaz, en particulier le méthane, peuvent s'accumuler
• industries chimiques
• locaux de stockage des batteries au plomb, où l'hydrogène peut s'accumuler
• l'industrie alimentaire, où des poudres organiques naturelles peuvent être générées
• l'industrie des matières synthétiques
• la métallurgie, notamment celle de l'aluminium et du magnésium.

Lorsque ce danger est présent, le nombre de circuits et d'équipements électriques doit être minimisé, par exemple en retirant les moteurs électriques et les transformateurs ou en les remplaçant par des équipements pneumatiques. Les équipements électriques non démontables doivent être enfermés, pour éviter tout contact des gaz et poussières inflammables avec les étincelles, et une atmosphère de gaz inerte en surpression doit être maintenue à l'intérieur de l'enceinte. Des boîtiers antidéflagrants et des câbles électriques ignifuges doivent être utilisés là où il y a un risque d'explosion. Une gamme complète d'équipements antidéflagrants a été développée pour certaines industries à haut risque (par exemple, les industries pétrolières et chimiques).

En raison du coût élevé des équipements antidéflagrants, les usines sont généralement divisées en zones de danger électrique. Dans cette approche, des équipements spéciaux sont utilisés dans les zones à haut risque, tandis qu'un certain degré de risque est accepté dans d'autres. Divers critères et solutions techniques spécifiques à l'industrie ont été développés; ceux-ci impliquent généralement une combinaison de mise à la terre, de séparation des composants et d'installation de barrières de zonage.

Liaison équipotentielle

Si tous les conducteurs, y compris la terre, qui peuvent être touchés simultanément étaient au même potentiel, il n'y aurait aucun danger pour l'homme. Les systèmes de liaison équipotentielle sont une tentative pour atteindre cette condition idéale (Andreoni et Castagna 1983 ; Lee, Cravalho et Burke 1992).

Dans la liaison équipotentielle, chaque conducteur exposé d'un équipement électrique de non-transmission et chaque conducteur étranger accessible sur le même site sont connectés à un conducteur de protection mis à la terre. Il convient de rappeler que si les conducteurs des équipements autres que de transmission sont morts pendant le fonctionnement normal, ils peuvent devenir sous tension suite à une défaillance de l'isolation. En diminuant la tension de contact, la liaison équipotentielle empêche les composants métalliques d'atteindre des tensions dangereuses pour les personnes et les équipements.

En pratique, il peut s'avérer nécessaire de raccorder une même machine au réseau d'équipotentialité en plusieurs points. Les zones de mauvais contact, dues par exemple à la présence d'isolants tels que des lubrifiants et de la peinture, doivent être soigneusement identifiées. De même, il est recommandé de raccorder toutes les canalisations de service locales et externes (par exemple, eau, gaz et chauffage) au réseau d'équipotentialité.

Sens des Réalités

Dans la plupart des cas, il est nécessaire de minimiser la chute de tension entre les conducteurs de l'installation et la terre. Ceci est accompli en connectant les conducteurs à un conducteur de protection mis à la terre.

Il existe deux types de prises de terre :

• des terres fonctionnelles - par exemple, la mise à la terre du conducteur neutre d'un système triphasé ou du point médian de la bobine secondaire d'un transformateur
• des terres de protection, par exemple la mise à la terre de chaque conducteur d'un équipement. L'objet de ce type de mise à la terre est de minimiser les tensions des conducteurs en créant un cheminement préférentiel pour les courants de défaut, notamment ceux susceptibles d'affecter l'homme.

Dans des conditions de fonctionnement normales, aucun courant ne circule dans les connexions à la terre. En cas d'activation accidentelle du circuit, cependant, le courant circulant dans la connexion de mise à la terre à faible résistance est suffisamment élevé pour faire fondre le fusible ou les conducteurs non mis à la terre.

La tension de défaut maximale dans les réseaux équipotentiels autorisée par la plupart des normes est de 50 V pour les environnements secs, 25 V pour les environnements mouillés ou humides et 12 V pour les laboratoires médicaux et autres environnements à haut risque. Bien que ces valeurs ne soient que des lignes directrices, il convient de souligner la nécessité d'assurer un ancrage adéquat dans les lieux de travail, les espaces publics et surtout les résidences.

L'efficacité de la mise à la terre dépend principalement de l'existence de courants de fuite à la terre élevés et stables, mais aussi d'un couplage galvanique adéquat du réseau équipotentiel, et du diamètre des conducteurs menant au réseau. En raison de l'importance des fuites au sol, elles doivent être évaluées avec une grande précision.

Les liaisons à la terre doivent être aussi fiables que les réseaux équipotentiels et leur bon fonctionnement doit être vérifié régulièrement.

Lorsque la résistance de terre augmente, le potentiel du conducteur de mise à la terre et de la terre autour du conducteur se rapproche de celui du circuit électrique ; dans le cas de la terre autour du conducteur, le potentiel généré est inversement proportionnel à la distance au conducteur. Afin d'éviter des tensions de pas dangereuses, les conducteurs de terre doivent être correctement blindés et enfoncés dans le sol à des profondeurs adéquates.

Comme alternative à la mise à la terre des équipements, les normes autorisent l'utilisation d'équipements à double isolation. Cet équipement, recommandé pour une utilisation en milieu résidentiel, minimise les risques de défaillance de l'isolation en fournissant deux systèmes d'isolation distincts. On ne peut pas compter sur un équipement à double isolation pour se protéger de manière adéquate contre les défaillances d'interface telles que celles associées aux prises desserrées mais sous tension, car les normes de prise et de prise murale de certains pays ne traitent pas de l'utilisation de ces prises.

Disjoncteurs

La méthode la plus sûre pour réduire les risques électriques pour les personnes et les équipements consiste à minimiser la durée de l'augmentation du courant et de la tension de défaut, idéalement avant même que l'énergie électrique n'ait commencé à augmenter. Les systèmes de protection des équipements électriques intègrent généralement trois relais : un relais différentiel pour protéger contre les défaillances vers la terre, un relais magnétique et un relais thermique pour protéger contre les surcharges et les courts-circuits.

Dans les disjoncteurs différentiels, les conducteurs du circuit sont enroulés autour d'un anneau qui détecte la somme vectorielle des courants entrant et sortant de l'équipement à protéger. La somme vectorielle est égale à zéro en fonctionnement normal, mais égale au courant de fuite en cas de panne. Lorsque le courant de fuite atteint le seuil du disjoncteur, le disjoncteur est déclenché. Les disjoncteurs différentiels peuvent être déclenchés par des courants aussi faibles que 30 mA, avec des latences aussi faibles que 30 ms.

Le courant maximal pouvant être transporté en toute sécurité par un conducteur est fonction de sa section transversale, de son isolation et de son installation. Une surchauffe se produira si la charge maximale de sécurité est dépassée ou si la dissipation de chaleur est limitée. Les dispositifs de surintensité tels que les fusibles et les disjoncteurs magnétothermiques coupent automatiquement le circuit en cas de flux de courant excessif, de défauts à la terre, de surcharge ou de courts-circuits. Les dispositifs de surintensité doivent interrompre le flux de courant lorsqu'il dépasse la capacité du conducteur.

La sélection d'équipements de protection capables de protéger à la fois les personnes et les équipements est l'un des enjeux les plus importants dans la gestion des installations électriques et doit tenir compte non seulement de l'intensité admissible des conducteurs, mais également des caractéristiques des circuits et des équipements connectés à les.

Des fusibles ou des disjoncteurs spéciaux de grande capacité doivent être utilisés sur les circuits transportant des charges de courant très élevées.

Fusibles

Plusieurs types de fusibles sont disponibles, chacun conçu pour une application spécifique. L'utilisation du mauvais type de fusible ou d'un fusible de mauvaise capacité peut provoquer des blessures et endommager l'équipement. Une surfusion entraîne fréquemment une surchauffe du câblage ou de l'équipement, ce qui peut à son tour provoquer des incendies.

Avant de remplacer les fusibles, verrouillez, étiquetez et testez le circuit pour vérifier que le circuit est mort. Les tests peuvent sauver des vies. Ensuite, identifiez la cause de tout court-circuit ou surcharge et remplacez les fusibles grillés par des fusibles du même type et de la même capacité. N'insérez jamais de fusibles dans un circuit sous tension.

Disjoncteurs

Bien que les disjoncteurs soient utilisés depuis longtemps dans les circuits à haute tension avec de grandes capacités de courant, ils sont de plus en plus utilisés dans de nombreux autres types de circuits. De nombreux types sont disponibles, offrant un choix de déclenchement immédiat et différé et de fonctionnement manuel ou automatique.

Les disjoncteurs se répartissent en deux catégories générales : thermiques et magnétiques.

Les disjoncteurs thermiques réagissent uniquement à une élévation de température. Les variations de la température ambiante du disjoncteur affecteront donc le point de déclenchement du disjoncteur.

Les disjoncteurs magnétiques, en revanche, réagissent uniquement à la quantité de courant traversant le circuit. Ce type de disjoncteur est préférable lorsque de fortes fluctuations de température nécessitent une surpuissance du disjoncteur ou lorsque le disjoncteur est fréquemment déclenché.

En cas de contact avec des lignes transportant des charges de courant élevées, les circuits de protection ne peuvent pas empêcher les blessures corporelles ou les dommages matériels, car ils sont conçus uniquement pour protéger les lignes électriques et les systèmes contre les excès de courant causés par les défauts.

En raison de la résistance du contact avec la terre, le courant traversant un objet contactant simultanément la ligne et la terre sera généralement inférieur au courant de déclenchement. Les courants de défaut traversant les humains peuvent être encore réduits par la résistance du corps au point où ils ne déclenchent pas le disjoncteur et sont donc extrêmement dangereux. Il est pratiquement impossible de concevoir un système d'alimentation qui empêcherait les blessures ou les dommages à tout objet qui perturbe les lignes électriques tout en restant un système de transmission d'énergie utile, car les seuils de déclenchement des dispositifs de protection de circuit concernés sont bien au-dessus du niveau de danger humain.

Normes et réglementations

Le cadre des normes et réglementations internationales est illustré à la figure 1 (Winckler 1994). Les lignes correspondent à la portée géographique des normes, soit mondiale (internationale), continentale (régionale) ou nationale, tandis que les colonnes correspondent aux domaines d'application des normes. La CEI et l'Organisation internationale de normalisation (ISO) partagent toutes deux une structure faîtière, le Groupe conjoint de coordination des présidents (JPCG); l'équivalent européen est le Joint Presidents Group (JPG).

Figure 1. Le cadre des normes et réglementations internationales

Chaque organisme de normalisation tient des réunions internationales régulières. La composition des différentes instances reflète l'évolution de la normalisation.

Les Comité européen de normalisation électrotechnique (CENELEC) a été créé par les comités de génie électrique des pays signataires du traité de Rome de 1957 instituant la Communauté économique européenne. Les six membres fondateurs ont ensuite été rejoints par les membres de l'Association européenne de libre-échange (AELE) et le CENELEC dans sa forme actuelle date du 13 février 1972.

Contrairement à la Commission électrotechnique internationale (CEI), le CENELEC se concentre sur la mise en œuvre des normes internationales dans les pays membres plutôt que sur la création de nouvelles normes. Il est particulièrement important de rappeler que si l'adoption des normes CEI par les pays membres est volontaire, l'adoption des normes et réglementations CENELEC est obligatoire dans l'Union européenne. Plus de 90 % des normes CENELEC sont dérivées des normes CEI et plus de 70 % d'entre elles sont identiques. L'influence du CENELEC a également suscité l'intérêt des pays d'Europe de l'Est, dont la plupart sont devenus membres affiliés en 1991.

L'Association internationale pour les essais et les matériaux, le précurseur de l'ISO, comme on l'appelle aujourd'hui, a été fondée en 1886 et a été active jusqu'à la Première Guerre mondiale, après quoi elle a cessé de fonctionner en tant qu'association internationale. Certaines organisations nationales, comme l'American Society for Testing and Materials (ASTM), ont survécu. En 1926, l'International Standards Association (ISA) a été fondée à New York et a été active jusqu'à la Seconde Guerre mondiale. L'ISA a été remplacée en 1946 par l'ISO, qui est responsable de tous les domaines à l'exception de l'électrotechnique et des télécommunications. Le Comité européen de normalisation (CEN) est l'équivalent européen de l'ISO et a la même fonction que le CENELEC, bien que seulement 40% des normes CEN soient dérivées des normes ISO.

La vague actuelle de consolidation économique internationale crée un besoin de bases de données techniques communes dans le domaine de la normalisation. Ce processus est actuellement en cours dans plusieurs parties du monde et il est probable que de nouveaux organismes de normalisation se développeront en dehors de l'Europe. CANENA est un organisme régional de normalisation créé par les pays de l'Accord de libre-échange nord-américain (ALENA) (Canada, Mexique et États-Unis). Le câblage des locaux aux États-Unis est régi par le National Electrical Code, ANSI/NFPA 70-1996. Ce code est également utilisé dans plusieurs autres pays d'Amérique du Nord et du Sud. Il fournit des exigences d'installation pour les installations de câblage des locaux au-delà du point de connexion au système de distribution d'électricité. Il couvre l'installation de conducteurs électriques et d'équipements à l'intérieur ou sur des bâtiments publics et privés, y compris les mobil-homes, les véhicules de loisirs et les bâtiments flottants, les parcs à bestiaux, les carnavals, les parkings et autres terrains, et les sous-stations industrielles. Elle ne couvre pas les installations à bord de navires ou d'embarcations autres que les bâtiments flottants — arrêt roulant ferroviaire, aéronefs ou véhicules automobiles. Le Code national de l'électricité ne s'applique pas non plus aux autres domaines qui sont normalement réglementés par le Code national de la sécurité électrique, tels que les installations d'équipements de communication et les installations électriques.

Normes européennes et américaines pour l'exploitation des installations électriques

La norme européenne EN 50110-1, Exploitation des installations électriques (1994a) préparé par le CENELEC Task Force 63-3, est le document de base qui s'applique à l'exploitation et aux activités de travail sur, avec ou à proximité des installations électriques. La norme fixe les exigences minimales pour tous les pays CENELEC ; des normes nationales supplémentaires sont décrites dans des sous-parties distinctes de la norme (EN 50110-2).

La norme s'applique aux installations conçues pour la production, la transmission, la conversion, la distribution et l'utilisation de l'énergie électrique et fonctionnant à des niveaux de tension couramment rencontrés. Bien que les installations typiques fonctionnent à basse tension, la norme s'applique également aux installations à très basse et haute tension. Les installations peuvent être permanentes et fixes (par exemple, des installations de distribution dans des usines ou des complexes de bureaux) ou mobiles.

Les procédures d'exploitation et de maintenance sûres pour les travaux sur ou à proximité des installations électriques sont définies dans la norme. Les activités de travail applicables comprennent les travaux non électriques tels que la construction à proximité de lignes aériennes ou de câbles souterrains, en plus de tous les types de travaux électriques. Certaines installations électriques, comme celles à bord des avions et des navires, ne sont pas soumises à la norme.

La norme équivalente aux États-Unis est le National Electrical Safety Code (NESC), American National Standards Institute (1990). Le NESC s'applique aux installations et fonctions des services publics depuis le point de production d'électricité et de signaux de communication, via le réseau de transport, jusqu'au point de livraison aux installations d'un client. Certaines installations, notamment celles des mines et des navires, ne sont pas soumises au NESC. Les directives du NESC sont conçues pour assurer la sécurité des travailleurs engagés dans l'installation, l'exploitation ou la maintenance des lignes d'alimentation et de communication électriques et des équipements associés. Ces lignes directrices constituent la norme minimale acceptable pour la sécurité professionnelle et publique dans les conditions spécifiées. Le code n'est pas conçu comme une spécification de conception ou un manuel d'instructions. Formellement, le NESC doit être considéré comme un code national de sécurité applicable aux États-Unis.

Les nombreuses règles des normes européennes et américaines garantissent l'exécution en toute sécurité des travaux sur les installations électriques.

La norme européenne (1994a)

Définitions

La norme fournit des définitions uniquement pour les termes les plus courants ; de plus amples informations sont disponibles dans la Commission électrotechnique internationale (1979). Aux fins de la présente norme, l'installation électrique fait référence à tous les équipements impliqués dans la production, la transmission, la conversion, la distribution et l'utilisation de l'énergie électrique. Cela inclut toutes les sources d'énergie, y compris les batteries et les condensateurs (ENEL 1994 ; EDF-GDF 1991).

Principes de base

Fonctionnement sûr: Le principe de base d'un travail en toute sécurité sur, avec ou à proximité d'une installation électrique est la nécessité d'évaluer le risque électrique avant de commencer les travaux.

Personnel: Les meilleures règles et procédures de travail sur, avec ou à proximité d'installations électriques n'ont aucune valeur si les travailleurs ne les connaissent pas parfaitement et ne les respectent pas strictement. Tout le personnel impliqué dans des travaux sur, avec ou à proximité d'une installation électrique doit être informé des exigences de sécurité, des règles de sécurité et des politiques de l'entreprise applicables à leur travail. Lorsque le travail est long ou complexe, cette instruction doit être répétée. Les travailleurs sont tenus de se conformer à ces exigences, règles et instructions.

Organisation: Chaque installation électrique est placée sous la responsabilité de la personne désignée en charge de l'installation électrique. Dans le cas d'entreprises impliquant plusieurs installations, il est essentiel que les personnes désignées responsables de chaque installation coopèrent entre elles.

Chaque activité de travail relève de la responsabilité de la personne désignée en charge des travaux. Lorsque le travail comprend des sous-tâches, des personnes responsables de la sécurité de chaque sous-tâche seront désignées, chacune relevant du coordinateur. Une même personne peut agir à titre de personne désignée en charge des travaux et de personne désignée en charge de l'installation électrique.

La communication: Cela comprend tous les moyens de transmission d'informations entre les personnes, c'est-à-dire la parole (y compris les téléphones, la radio et la parole), l'écrit (y compris le fax) et les moyens visuels (y compris les tableaux de bord, la vidéo, les signaux et les lumières).

Une notification formelle de toutes les informations nécessaires au fonctionnement sûr de l'installation électrique, par exemple, les dispositions du réseau, l'état de l'appareillage et la position des dispositifs de sécurité, doit être donnée.

Chantier : Un espace de travail, un accès et un éclairage adéquats doivent être fournis aux installations électriques sur, avec ou à proximité desquelles des travaux doivent être effectués.

Outils, équipements et procédures : les outils, équipements et procédures doivent être conformes aux exigences des normes européennes, nationales et internationales pertinentes, lorsqu'elles existent.

Dessins et rapports : Les plans et rapports d'installation doivent être à jour et facilement disponibles.

Signalisation: Une signalisation adéquate attirant l'attention sur des dangers spécifiques doit être affichée selon les besoins lorsque l'installation est en fonctionnement et pendant tout travail.

Procédures d'utilisation normalisées

Activités opérationnelles: Les activités d'exploitation sont destinées à modifier l'état électrique d'une installation électrique. Il existe deux types :

• opérations destinées à modifier l'état électrique d'une installation électrique, par exemple pour utiliser un équipement, connecter, déconnecter, démarrer ou arrêter une installation ou une partie d'installation pour effectuer des travaux. Ces activités peuvent être réalisées localement ou à distance.
• le débranchement avant ou le rebranchement après le travail à mort, à effectuer par des travailleurs qualifiés ou formés.

Contrôles fonctionnels : Cela comprend les procédures de mesure, d'essai et d'inspection.

La mesure est définie comme l'ensemble des activités utilisées pour collecter des données physiques dans les installations électriques. La mesure doit être effectuée par des professionnels qualifiés.

Les essais comprennent toutes les activités destinées à vérifier le fonctionnement ou l'état électrique, mécanique ou thermique d'une installation électrique. Les essais doivent être effectués par des travailleurs qualifiés.

L'inspection est la vérification qu'une installation électrique est conforme aux réglementations techniques et de sécurité applicables spécifiées.

Procédures de travail

Général: La personne désignée en charge de l'installation électrique et la personne désignée en charge des travaux doivent s'assurer que les travailleurs reçoivent des instructions précises et détaillées avant le début des travaux et à leur achèvement.

Avant le début des travaux, la personne désignée en charge des travaux doit aviser la personne désignée en charge de l'installation électrique de la nature, de l'emplacement et des conséquences sur l'installation électrique des travaux envisagés. Cette notification est faite de préférence par écrit, notamment lorsque les travaux sont complexes.

Les activités de travail peuvent être divisées en trois catégories : travail à vide, travail sous tension et travail à proximité d'installations sous tension. Des mesures de protection contre les chocs électriques, les courts-circuits et les arcs électriques ont été développées pour chaque type de travaux.

Induction: Les précautions suivantes doivent être prises lors de travaux sur des lignes électriques soumises à l'induction de courant :

• mise à la terre à des intervalles appropriés ; cela réduit le potentiel entre les conducteurs et la terre à un niveau sûr
• la liaison équipotentielle du chantier ; ceci empêche les travailleurs de s'introduire dans la boucle d'induction.

Conditions météorologiques: Lorsque la foudre est vue ou le tonnerre entendu, aucun travail ne doit être commencé ou poursuivi sur les installations extérieures ou sur les installations intérieures directement connectées aux lignes aériennes.

Travail mort

Les pratiques de travail de base suivantes assureront que les installations électriques du chantier restent hors tension pendant toute la durée des travaux. Sauf contre-indications claires, les pratiques doivent être appliquées dans l'ordre indiqué.

Déconnexion complète : La section de l'installation dans laquelle les travaux doivent être exécutés doit être isolée de toutes les sources d'alimentation en courant et sécurisée contre tout rebranchement.

Sécurisation contre la reconnexion : Tous les dispositifs de coupure utilisés pour isoler l'installation électrique pour les travaux doivent être consignés, de préférence en verrouillant le mécanisme de commande.

Vérification que l'installation est morte : L'absence de courant doit être vérifiée à tous les pôles de l'installation électrique sur ou aussi près que possible du chantier.

Mise à la terre et court-circuit : Sur tous les chantiers à haute tension et certains chantiers à basse tension, toutes les pièces à travailler doivent être mises à la terre et court-circuitées après avoir été déconnectées. Les systèmes de mise à la terre et de court-circuit doivent être connectés à la terre en premier ; les composants à mettre à la terre doivent être connectés au système uniquement après sa mise à la terre. Dans la mesure du possible, les systèmes de mise à la terre et de court-circuit doivent être visibles depuis le chantier. Les installations basse et haute tension ont leurs propres exigences spécifiques. Dans ces types d'installation, tous les côtés des chantiers et tous les conducteurs entrant sur le site doivent être mis à la terre et court-circuités.

Protection contre les pièces sous tension adjacentes : Des mesures de protection supplémentaires sont nécessaires si des parties d'une installation électrique à proximité du chantier ne peuvent pas être mises hors tension. Les travailleurs ne doivent pas commencer les travaux avant d'avoir reçu l'autorisation de le faire de la personne désignée en charge des travaux, qui à son tour doit recevoir l'autorisation de la personne désignée en charge de l'installation électrique. Une fois les travaux terminés, les travailleurs doivent quitter le chantier, les outils et équipements doivent être entreposés et les systèmes de mise à la terre et de court-circuit retirés. La personne désignée en charge des travaux doit alors aviser la personne désignée en charge de l'installation électrique que l'installation est disponible pour le rebranchement.

Travail sous tension

Général: Les travaux sous tension sont des travaux effectués à l'intérieur d'une zone où circule du courant. Des indications pour les dimensions de la zone de travail sous tension peuvent être trouvées dans la norme EN 50179. Des mesures de protection conçues pour éviter les chocs électriques, les arcs électriques et les courts-circuits doivent être appliquées.

Formation et qualification : Des programmes de formation spécifiques doivent être établis pour développer et maintenir la capacité des travailleurs qualifiés ou formés à effectuer des travaux sous tension. Après avoir terminé le programme, les travailleurs recevront une cote de qualification et l'autorisation d'effectuer des travaux sous tension spécifiques sur des tensions spécifiques.

Maintien des qualifications : L'aptitude à effectuer des travaux sous tension doit être maintenue soit par la pratique, soit par une nouvelle formation.

Techniques de travail : Actuellement, il existe trois techniques reconnues, qui se distinguent par leur applicabilité à différents types de pièces sous tension et les équipements nécessaires pour prévenir les chocs électriques, les arcs électriques et les courts-circuits :

• travail à chaud
• travail avec des gants isolants
• travail à mains nues.

Chaque technique nécessite une préparation, un équipement et des outils différents, et la sélection de la technique la plus appropriée dépendra des caractéristiques du travail en question.

Outils et équipement: Les caractéristiques, le stockage, l'entretien, le transport et l'inspection des outils, équipements et systèmes doivent être spécifiés.

Conditions météorologiques: Des restrictions s'appliquent au travail sous tension dans des conditions météorologiques défavorables, car les propriétés isolantes, la visibilité et la mobilité des travailleurs sont toutes réduites.

Organisation du travail : Le travail doit être adéquatement préparé; une préparation écrite doit être soumise à l'avance pour les travaux complexes. L'installation en général, et la section où les travaux doivent être exécutés en particulier, doivent être maintenues dans un état compatible avec la préparation requise. La personne désignée responsable du contrôle des travaux doit informer la personne désignée responsable du contrôle de l'installation électrique de la nature des travaux, du site de l'installation où les travaux seront exécutés et de la durée estimée des travaux. Avant le début des travaux, les travailleurs doivent se faire expliquer la nature du travail, les mesures de sécurité pertinentes, le rôle de chaque travailleur et les outils et équipements à utiliser.

Des pratiques spécifiques existent pour les installations à très basse tension, basse tension et haute tension.

Travail à proximité de pièces sous tension

Général: Les travaux à proximité de pièces sous tension avec des tensions nominales supérieures à 50 VAC ou 120 VDC ne doivent être effectués que lorsque des mesures de sécurité ont été appliquées pour s'assurer que les pièces sous tension ne peuvent pas être touchées ou que la zone sous tension ne peut pas être pénétrée. Des écrans, des barrières, des enceintes ou des revêtements isolants peuvent être utilisés à cet effet.

Avant le début des travaux, la personne désignée en charge des travaux instruit les travailleurs, notamment ceux qui ne sont pas familiarisés avec les travaux à proximité des parties sous tension, sur les distances de sécurité à respecter sur le chantier, les principales mesures de sécurité à suivre et les nécessité d'un comportement qui assure la sécurité de toute l'équipe de travail. Les limites du chantier doivent être définies et marquées avec précision et l'attention doit être attirée sur les conditions de travail inhabituelles. Ces informations doivent être répétées en tant que de besoin, notamment après des modifications des conditions de travail.

Les travailleurs doivent s'assurer qu'aucune partie de leur corps ni aucun objet ne pénètre dans la zone sous tension. Des précautions particulières doivent être prises lors de la manipulation d'objets longs, par exemple, des outils, des extrémités de câbles, des tuyaux et des échelles.

Protection par écrans, barrières, enceintes ou revêtements isolants : La sélection et l'installation de ces dispositifs de protection doivent garantir une protection suffisante contre les contraintes électriques et mécaniques prévisibles. L'équipement doit être convenablement entretenu et maintenu en sécurité pendant les travaux.

Entretien

Général: La maintenance a pour but de maintenir l'installation électrique dans l'état requis. L'entretien peut être préventif (c'est-à-dire effectué régulièrement pour prévenir les pannes et maintenir l'équipement en état de marche) ou correctif (c'est-à-dire effectué pour remplacer les pièces défectueuses).

Les travaux de maintenance peuvent être divisés en deux catégories de risques :

• travaux comportant un risque de choc électrique, pour lesquels les procédures applicables aux travaux sous tension et aux travaux à proximité de pièces sous tension doivent être suivies
• travail où la conception de l'équipement permet d'effectuer certains travaux de maintenance en l'absence de procédures complètes de travail sous tension

Personnel: Le personnel chargé d'effectuer les travaux doit être suffisamment qualifié ou formé et doit disposer d'outils et d'appareils de mesure et d'essai appropriés.

Travaux de réparation : Le travail de réparation comprend les étapes suivantes : localisation du défaut ; dépannage et/ou remplacement de composants ; remise en service de la partie réparée de l'installation. Chacune de ces étapes peut nécessiter des procédures spécifiques.

Travaux de remplacement : En général, le remplacement des fusibles dans les installations à haute tension doit être effectué comme un travail à vide. Le remplacement des fusibles doit être effectué par des travailleurs qualifiés suivant les procédures de travail appropriées. Le remplacement des lampes et des pièces amovibles telles que les démarreurs doit être effectué comme un travail mort. Dans les installations à haute tension, les procédures de réparation s'appliquent également aux travaux de remplacement.

Formation du personnel sur les risques électriques

Une organisation du travail efficace et une formation à la sécurité sont un élément clé de la réussite de toute organisation, programme de prévention et programme de santé et de sécurité au travail. Les travailleurs doivent avoir une formation adéquate pour faire leur travail de façon sécuritaire et efficace.

La responsabilité de la mise en œuvre de la formation des employés incombe à la direction. La direction doit reconnaître que les employés doivent performer à un certain niveau avant que l'organisation puisse atteindre ses objectifs. Pour atteindre ces niveaux, des politiques de formation des travailleurs et, par extension, des programmes concrets de formation doivent être mis en place. Les programmes doivent inclure des phases de formation et de qualification.

Les programmes de travail sous tension devraient inclure les éléments suivants :

La formation Dans certains pays, les programmes et les installations de formation doivent être officiellement approuvés par un comité de travail sous tension ou un organisme similaire. Les programmes sont basés principalement sur une expérience pratique, complétée par une instruction technique. La formation prend la forme de travaux pratiques sur des installations modèles intérieures ou extérieures similaires à celles sur lesquelles des travaux réels doivent être effectués.

Qualifications : Les procédures de travail sous tension sont très exigeantes et il est essentiel d'utiliser la bonne personne au bon endroit. Ceci est plus facile à réaliser si du personnel qualifié de différents niveaux de compétence est disponible. La personne désignée en charge des travaux doit être un ouvrier qualifié. Lorsqu'une surveillance est nécessaire, elle doit également être effectuée par une personne qualifiée. Les travailleurs ne doivent travailler que sur des installations dont la tension et la complexité correspondent à leur niveau de qualification ou de formation. Dans certains pays, la qualification est régie par des normes nationales.

Enfin, les travailleurs doivent être instruits et formés aux techniques essentielles de sauvetage. Le lecteur est renvoyé au chapitre sur les premiers secours pour plus d'informations.

Noir

La chimie et la physique du feu

Le feu est une manifestation de combustion incontrôlée. Il s'agit de matériaux combustibles que l'on trouve autour de nous dans les bâtiments dans lesquels nous vivons, travaillons et nous divertissons, ainsi que d'une large gamme de gaz, de liquides et de solides que l'on rencontre dans l'industrie et le commerce. Ils sont généralement à base de carbone et peuvent être appelés collectivement carburants dans le cadre de cette discussion. Malgré la grande variété de ces combustibles dans leurs états chimiques et physiques, ils partagent en cas d'incendie des caractéristiques qui leur sont communes. On rencontre des différences dans la facilité avec laquelle le feu peut être déclenché (allumage), la vitesse à laquelle le feu peut se développer (propagation de la flamme), et la puissance qui peut être générée (taux de dégagement de chaleur), mais à mesure que notre compréhension de la science du feu s'améliore, nous devenons mieux à même de quantifier et de prédire le comportement du feu et d'appliquer nos connaissances à la sécurité incendie en général. Le but de cette section est d'examiner certains des principes sous-jacents et de fournir des conseils pour comprendre les processus d'incendie.

Concepts de base

Les matériaux combustibles sont partout autour de nous. Dans les circonstances appropriées, on peut les faire brûler en les soumettant à une source d'allumage capable de déclencher une réaction auto-entretenue. Dans ce processus, le « carburant » réagit avec l'oxygène de l'air pour libérer de l'énergie (chaleur), tout en étant converti en produits de combustion, dont certains peuvent être nocifs. Les mécanismes d'inflammation et de combustion doivent être clairement compris.

La plupart des incendies quotidiens impliquent des matériaux solides (par exemple, le bois, les produits du bois et les polymères synthétiques), bien que les combustibles gazeux et liquides ne soient pas rares. Un bref examen de la combustion des gaz et des liquides est souhaitable avant de discuter de certains des concepts de base.

Flammes diffusion et prémélange

Un gaz inflammable (p. ex. propane, C₃H₈) peut être brûlé de deux manières : un flux ou un jet de gaz provenant d'un tuyau (cf. le bec Bunsen simple avec l'entrée d'air fermée) peut être allumé et brûlera comme un flamme de diffusion dans lequel la combustion se produit dans les régions où le combustible gazeux et l'air se mélangent par des processus de diffusion. Une telle flamme a une luminosité jaune caractéristique, indiquant la présence de minuscules particules de suie formées à la suite d'une combustion incomplète. Certains d'entre eux brûleront dans la flamme, mais d'autres émergeront de la pointe de la flamme pour former fumée.

Si le gaz et l'air sont intimement mélangés avant l'allumage, alors une combustion prémélangée se produira, à condition que le mélange gaz/air se situe dans une plage de concentrations délimitée par les valeurs inférieure et supérieure. limites d'inflammabilité (voir tableau 1). En dehors de ces limites, le mélange est ininflammable. (Notez qu'un flamme prémélangée est stabilisé à l'embouchure d'un bec Bunsen lorsque l'entrée d'air est ouverte.) Si un mélange est inflammable, il peut être enflammé par une petite source d'inflammation, telle qu'une étincelle électrique. Le stoechiométrique le mélange est le plus facilement enflammé, dans lequel la quantité d'oxygène présente est dans la bonne proportion pour brûler tout le carburant en dioxyde de carbone et en eau (voir l'équation ci-dessous, dans laquelle l'azote peut être vu comme étant présent dans la même proportion que dans l'air mais ne participe pas à la réaction). Propane (C₃H₈) est le matériau combustible dans cette réaction :

C₃H₈ + 5O₂ + 18.8N₂ = 3CO₂ + 4H₂O + 18.8N₂

Une décharge électrique aussi petite que 0.3 mJ est suffisante pour enflammer un mélange stoechiométrique propane/air dans la réaction illustrée. Cela représente une étincelle statique à peine perceptible, telle que vécue par quelqu'un qui a marché sur un tapis synthétique et touché un objet mis à la terre. Des quantités d'énergie encore plus faibles sont nécessaires pour certains gaz réactifs tels que l'hydrogène, l'éthylène et l'éthyne. Dans l'oxygène pur (comme dans la réaction ci-dessus, mais sans azote présent comme diluant), des énergies encore plus faibles sont suffisantes.

Tableau 1. Limites inférieure et supérieure d'inflammabilité dans l'air

La flamme de diffusion associée à un flux de combustible gazeux illustre le mode de combustion observé lorsqu'un combustible liquide ou solide subit une combustion flamboyante. Cependant, dans ce cas, la flamme est alimentée par des vapeurs de combustible générées à la surface de la phase condensée. La vitesse d'apport de ces vapeurs est couplée à leur vitesse de combustion dans la flamme de diffusion. L'énergie est transférée de la flamme à la surface, fournissant ainsi l'énergie nécessaire pour produire les vapeurs. Il s'agit d'un processus d'évaporation simple pour les combustibles liquides, mais pour les solides, suffisamment d'énergie doit être fournie pour provoquer la décomposition chimique du combustible, brisant les grosses molécules polymères en fragments plus petits qui peuvent se vaporiser et s'échapper de la surface. Ce retour thermique est essentiel pour maintenir le flux de vapeurs, et donc soutenir la flamme de diffusion (figure 1). Les flammes peuvent être éteintes en interférant avec ce processus de plusieurs façons (voir ci-dessous).

Figure 1. Représentation schématique d'une surface brûlante montrant les processus de transfert de chaleur et de masse.

Le transfert de chaleur

Une compréhension du transfert de chaleur (ou d'énergie) est la clé pour comprendre le comportement et les processus du feu. Le sujet mérite une étude approfondie. Il y a beaucoup d'excellents textes vers lesquels on peut se tourner (Welty, Wilson et Wicks 1976 ; DiNenno 1988), mais pour les besoins actuels, il suffit d'attirer l'attention sur les trois mécanismes : conduction, convection et rayonnement. Les équations de base pour le transfert de chaleur en régime permanent () sont :

Conduction:   

Convection:    

Radiation:      

La conduction est pertinente pour le transfert de chaleur à travers les solides; (k est une propriété matérielle connue sous le nom de conductivité thermique (kW/mK) et l est la distance (m) sur laquelle la température chute de T₁ à T₂ (en degrés Kelvin). La convection dans ce contexte fait référence au transfert de chaleur d'un fluide (dans ce cas, l'air, les flammes ou les produits du feu) à une surface (solide ou liquide); h est le coefficient de transfert de chaleur par convection kW/m²K) et dépend de la configuration de la surface et de la nature de l'écoulement du fluide devant cette surface. Le rayonnement est similaire à la lumière visible (mais avec une longueur d'onde plus longue) et ne nécessite aucun milieu intermédiaire (il peut traverser un vide); e est l'émissivité (efficacité avec laquelle une surface peut rayonner), s est la constante de Stefan-Boltzman (). Le rayonnement thermique se propage à la vitesse de la lumière (3 x 10⁸ m/s) et un objet solide intermédiaire projettera une ombre.

Taux de combustion et taux de dégagement de chaleur

Le transfert de chaleur des flammes à la surface des combustibles condensés (liquides et solides) implique un mélange de convection et de rayonnement, bien que ce dernier domine lorsque le diamètre effectif du feu dépasse 1 m. La vitesse de combustion (, (g/s)) peut être exprimée par la formule :

est le flux de chaleur de la flamme à la surface (kW/m²); est la perte de chaleur de la surface (par exemple, par rayonnement et par conduction à travers le solide) exprimée en flux (kW/m²); A_carburant est la surface du combustible (m²); et L_v est la chaleur de gazéification (équivalente à la chaleur latente d'évaporation d'un liquide) (kJ/g). Si un incendie se développe dans un espace confiné, les gaz fumigènes chauds s'élevant du feu (poussés par la flottabilité) sont déviés sous le plafond, chauffant les surfaces supérieures. La couche de fumée qui en résulte et les surfaces chaudes rayonnent vers la partie inférieure de l'enceinte, notamment vers la surface du combustible, augmentant ainsi la vitesse de combustion :

De est la chaleur supplémentaire apportée par le rayonnement de la partie supérieure de l'enveloppe (kW/m²). Cette rétroaction supplémentaire conduit à des taux de combustion considérablement accrus et au phénomène de flashover dans les espaces clos où il y a un apport d'air adéquat et suffisamment de combustible pour entretenir le feu (Drysdale 1985).

Le taux de combustion est modéré par l'ampleur de la valeur de L_v, la chaleur de gazéification. Celle-ci a tendance à être faible pour les liquides et relativement élevée pour les solides. Par conséquent, les solides ont tendance à brûler beaucoup plus lentement que les liquides.

Il a été avancé que le paramètre le plus important qui détermine le comportement au feu d'un matériau (ou d'un assemblage de matériaux) est le taux de dégagement de chaleur (RHR) qui est couplé au taux de combustion à travers l'équation :

où est la chaleur effective de combustion du carburant (kJ/g). De nouvelles techniques sont maintenant disponibles pour mesurer le RHR à différents flux de chaleur (par exemple, le calorimètre à cône), et il est désormais possible de mesurer le RHR de gros articles, tels que les meubles rembourrés et les revêtements muraux dans des calorimètres à grande échelle qui utilisent la consommation d'oxygène. mesures pour déterminer le taux de dégagement de chaleur (Babrauskas et Grayson 1992).

Il convient de noter qu'à mesure qu'un feu grandit, non seulement le taux de dégagement de chaleur augmente, mais le taux de production de «produits du feu» augmente également. Ceux-ci contiennent des espèces toxiques et nocives ainsi que des fumées particulaires dont les rendements augmenteront lorsqu'un incendie se développant dans l'enceinte d'un bâtiment devient sous-ventilé.

Allumage

L'allumage d'un liquide ou d'un solide implique l'élévation de la température de surface jusqu'à ce que des vapeurs se dégagent à une vitesse suffisante pour entretenir une flamme après que les vapeurs ont été allumées. Les combustibles liquides peuvent être classés selon leur points d'éclair, la température la plus basse à laquelle il existe un mélange vapeur/air inflammable à la surface (c'est-à-dire que la pression de vapeur correspond à la limite inférieure d'inflammabilité). Celles-ci peuvent être mesurées à l'aide d'un appareil standard, et des exemples typiques sont donnés dans le tableau 2. Une température légèrement plus élevée est nécessaire pour produire un flux de vapeurs suffisant pour supporter une flamme de diffusion. Ceci est connu comme le point de feu. Pour les solides combustibles, les mêmes concepts sont valables, mais des températures plus élevées sont nécessaires car une décomposition chimique est impliquée. Le point de feu est généralement supérieur à 300 ° C, selon le combustible. En général, les matériaux ignifuges ont des points de feu significativement plus élevés (voir tableau 2).

Tableau 2. Points d'éclair et points de feu des combustibles liquides et solides

l = liquide ; s = solide.
¹ Par Pensky-Martens appareil à coupelle fermée.
² Liquides : par un appareil à vase ouvert de Cleveland. Solides : Drysdale et Thomson (1994).
(Notez que les résultats pour les espèces ignifuges se réfèrent à un flux de chaleur de 37 kW/m²).

La facilité d'inflammation d'un matériau solide dépend donc de la facilité avec laquelle sa température de surface peut être élevée jusqu'au point de feu, par exemple par exposition à une chaleur rayonnante ou à un flux de gaz chauds. Cela dépend moins de la chimie du processus de décomposition que de l'épaisseur et des propriétés physiques du solide, à savoir sa conductivité thermique (k), densité (r) et capacité thermique (c). Les solides minces, tels que les copeaux de bois (et toutes les sections minces), peuvent être enflammés très facilement car ils ont une faible masse thermique, c'est-à-dire qu'il faut relativement peu de chaleur pour élever la température au point de feu. Cependant, lorsque la chaleur est transférée à la surface d'un solide épais, une partie sera conduite de la surface dans le corps du solide, modérant ainsi l'élévation de température de la surface. On peut montrer théoriquement que le taux d'augmentation de la température de surface est déterminé par la inertie thermique du matériau, c'est-à-dire du produit krc. Cela se vérifie dans la pratique, puisque des matériaux épais à forte inertie thermique (ex. chêne, polyuréthane massif) mettront longtemps à s'enflammer sous un flux de chaleur donné, alors que dans des conditions identiques des matériaux épais à faible inertie thermique (ex. panneaux isolants en fibres, mousse de polyuréthane) s'enflammeront rapidement (Drysdale 1985).

Sources d'allumage

L'allumage est illustré schématiquement à la figure 2 (allumage piloté). Pour un allumage réussi, un source d'allumage doit être capable non seulement d'élever la température de surface jusqu'au point de feu ou au-dessus, mais aussi de provoquer l'inflammation des vapeurs. Une flamme incidente agira dans les deux cas, mais un flux radiatif imposé provenant d'une source éloignée peut entraîner le dégagement de vapeurs à une température supérieure au point de feu, sans que les vapeurs ne s'enflamment. Cependant, si les vapeurs dégagées sont suffisamment chaudes (ce qui nécessite que la température de surface soit bien supérieure au point de feu), elles peuvent s'enflammer spontanément en se mélangeant à l'air. Ce processus est connu sous le nom de inflammation spontanée.

Figure 2. Scénario d'allumage piloté.

Un grand nombre de sources d'inflammation peuvent être identifiées, mais elles ont une chose en commun, c'est qu'elles sont le résultat d'une certaine forme de négligence ou d'inaction. Une liste typique inclurait les flammes nues, les "matériels pour fumeurs", le chauffage par friction, les appareils électriques (chauffages, fers à repasser, cuisinières, etc.) et ainsi de suite. Une excellente enquête peut être trouvée dans Cote (1991). Certains d'entre eux sont résumés dans le tableau 3.

Tableau 3. Sources d'inflammation

Il convient de noter que les cigarettes qui couvent ne peuvent pas déclencher directement une combustion enflammée (même dans les combustibles gazeux courants), mais peuvent provoquer fumant dans les matériaux qui ont tendance à subir ce type de combustion. Ceci n'est observé qu'avec des matériaux qui se carbonisent en chauffant. La combustion lente implique l'oxydation de la surface du charbon, qui génère suffisamment de chaleur localement pour produire du charbon frais à partir du combustible non brûlé adjacent. C'est un processus très lent, mais qui peut éventuellement subir une transition vers le flambage. Par la suite, le feu se développera très rapidement.

Les matériaux qui ont tendance à brûler peuvent également présenter le phénomène d'auto-échauffement (Bowes 1984). Cela se produit lorsqu'un tel matériau est stocké en grande quantité et de telle sorte que la chaleur générée par l'oxydation lente de surface ne puisse s'échapper, entraînant une élévation de température au sein de la masse. Si les conditions sont réunies, cela peut conduire à un processus d'emballement se transformant finalement en une réaction de combustion lente en profondeur dans le matériau.

Propagation de la flamme

Un élément majeur dans la croissance de tout incendie est la vitesse à laquelle la flamme se propagera sur les surfaces combustibles adjacentes. La propagation de la flamme peut être modélisée comme un front d'allumage avancé dans lequel le bord d'attaque de la flamme agit comme une source d'allumage pour le combustible qui ne brûle pas encore. Le taux de propagation est déterminé en partie par les mêmes propriétés matérielles qui contrôlent la facilité d'allumage et en partie par l'interaction entre la flamme existante et la surface devant le front. La propagation verticale vers le haut est la plus rapide car la flottabilité garantit que les flammes s'écoulent vers le haut, exposant la surface au-dessus de la zone de combustion au transfert de chaleur direct des flammes. Cela doit être opposé à la propagation sur une surface horizontale lorsque les flammes de la zone de combustion s'élèvent verticalement, loin de la surface. En effet, il est d'expérience courante que la propagation verticale est la plus dangereuse (par exemple, la propagation des flammes sur les rideaux et les tentures et sur les vêtements amples tels que les robes et les chemises de nuit).

La vitesse de propagation est également affectée par un flux de chaleur rayonnante imposé. Lors du développement d'un incendie dans une pièce, la zone de l'incendie augmentera plus rapidement sous l'augmentation du niveau de rayonnement qui s'accumule au fur et à mesure que l'incendie progresse. Cela contribuera à l'accélération de la croissance du feu qui est caractéristique du flashover.

Théorie de l'extinction des incendies

L'extinction et la suppression des incendies peuvent être examinées en fonction de l'aperçu ci-dessus de la théorie des incendies. Les processus de combustion en phase gazeuse (c'est-à-dire les réactions à la flamme) sont très sensibles aux inhibiteurs chimiques. Certains ignifuges utilisés pour améliorer les « propriétés au feu » des matériaux reposent sur le fait que de petites quantités d'inhibiteur libérées avec les vapeurs de carburant supprimeront l'établissement de la flamme. La présence d'un retardateur de flamme ne peut pas rendre un matériau combustible incombustible, mais elle peut rendre l'allumage plus difficile, empêchant peut-être complètement l'allumage à condition que la source d'allumage soit petite. Cependant, si un matériau ignifuge est impliqué dans un incendie existant, il brûlera car les flux de chaleur élevés submergent l'effet du retardateur.

L'extinction d'un incendie peut se faire de plusieurs manières :

1. arrêt de l'alimentation en vapeurs de carburant

2. extinction de la flamme par des extincteurs chimiques (inhibiteur)

3. supprimer l'apport d'air (oxygène) au feu (étouffement)

4. « éruption ».

Contrôler le flux de vapeurs de carburant

La première méthode, l'arrêt de l'alimentation en vapeurs de combustible, est clairement applicable à un feu à jet de gaz dans lequel l'alimentation en combustible peut simplement être coupée. Cependant, c'est aussi la méthode la plus courante et la plus sûre pour éteindre un incendie impliquant des combustibles condensés. Dans le cas d'un incendie impliquant un solide, cela nécessite que la surface du combustible soit refroidie en dessous du point de feu, lorsque le flux de vapeurs devient trop faible pour supporter une flamme. Ceci est réalisé le plus efficacement par l'application d'eau, soit manuellement, soit au moyen d'un système automatique (asperseurs, pulvérisation d'eau, etc.). En général, les feux de liquide ne peuvent pas être traités de cette manière : les combustibles liquides à bas point de feu ne peuvent tout simplement pas être suffisamment refroidis, alors que dans le cas d'un combustible à haut point de feu, une vaporisation vigoureuse de l'eau lorsqu'elle entre en contact avec le liquide chaud au surface peut entraîner l'éjection de carburant brûlant hors du conteneur. Cela peut avoir des conséquences très graves pour ceux qui luttent contre l'incendie. (Il existe des cas particuliers dans lesquels un système automatique de pulvérisation d'eau à haute pression peut être conçu pour faire face à ce dernier type d'incendie, mais ce n'est pas courant.)

Les incendies de liquide sont couramment éteints à l'aide de mousses extinctrices (Cote 1991). Ceci est produit en aspirant un concentré de mousse dans un courant d'eau qui est ensuite dirigé vers le feu à travers une buse spéciale qui permet à l'air d'être entraîné dans le flux. Cela produit une mousse qui flotte au-dessus du liquide, réduisant le débit d'alimentation en vapeurs de carburant par un effet de blocage et en protégeant la surface du transfert de chaleur des flammes. La mousse doit être appliquée avec précaution pour former un « radeau » qui grossit progressivement pour recouvrir la surface du liquide. Les flammes diminueront de taille au fur et à mesure que le radeau grandira, et en même temps la mousse se décomposera progressivement, libérant de l'eau qui favorisera le refroidissement de la surface. Le mécanisme est en fait complexe, même si le résultat net est de contrôler le flux de vapeurs.

Il existe plusieurs émulseurs disponibles, il est important d'en choisir un compatible avec les liquides à protéger. Les « mousses protéiques » originales ont été développées pour les feux d'hydrocarbures liquides, mais se décomposent rapidement si elles sont mises en contact avec des combustibles liquides solubles dans l'eau. Une gamme de « mousses synthétiques » a été développée pour faire face à l'ensemble des feux liquides pouvant être rencontrés. L'une d'elles, la mousse filmogène aqueuse (AFFF), est une mousse tout usage qui produit également un film d'eau à la surface du combustible liquide, augmentant ainsi son efficacité.

Éteindre la flamme

Cette méthode utilise des suppresseurs chimiques pour éteindre la flamme. Les réactions qui se produisent dans la flamme impliquent des radicaux libres, une espèce hautement réactive qui n'a qu'une existence éphémère mais qui est continuellement régénérée par un processus à chaîne ramifiée qui maintient des concentrations suffisamment élevées pour permettre à la réaction globale (par exemple, une réaction de type R1) de se dérouler. à un rythme rapide. Les suppresseurs chimiques appliqués en quantité suffisante entraîneront une chute spectaculaire de la concentration de ces radicaux, éteignant efficacement la flamme. Les agents les plus courants qui fonctionnent de cette manière sont les halons et les poudres sèches.

Les halons réagissent dans la flamme pour générer d'autres espèces intermédiaires avec lesquelles les radicaux de la flamme réagissent préférentiellement. Des quantités relativement faibles de halons sont nécessaires pour éteindre un incendie et, pour cette raison, elles étaient traditionnellement considérées comme hautement souhaitables; les concentrations extinctrices sont « respirables » (bien que les produits générés lors du passage à travers la flamme soient nocifs). Les poudres sèches agissent de la même manière, mais dans certaines circonstances, elles sont beaucoup plus efficaces. Les particules fines sont dispersées dans la flamme et provoquent la terminaison des chaînes radicalaires. Il est important que les particules soient petites et nombreuses. Ceci est réalisé par les fabricants de nombreuses marques propriétaires de poudres sèches en sélectionnant une poudre qui "décrépite", c'est-à-dire que les particules se fragmentent en particules plus petites lorsqu'elles sont exposées aux températures élevées de la flamme.

Pour une personne dont les vêtements ont pris feu, un extincteur à poudre sèche est reconnu comme le meilleur moyen de contrôler les flammes et de protéger cette personne. Une intervention rapide donne un "renversement" rapide, minimisant ainsi les blessures. Cependant, la flamme doit être complètement éteinte car les particules tombent rapidement au sol et toute flamme résiduelle reprendra rapidement du terrain. De même, les halons ne resteront efficaces que si les concentrations locales sont maintenues. S'il est appliqué à l'extérieur, la vapeur de halon se disperse rapidement, et à nouveau le feu se rétablira rapidement s'il reste une flamme résiduelle. Plus important encore, la perte du suppresseur sera suivie d'un réallumage du carburant si les températures de surface sont suffisamment élevées. Ni les halons ni les poudres sèches n'ont d'effet de refroidissement significatif sur la surface du combustible.

Suppression de l'arrivée d'air

La description suivante est une simplification excessive du processus. Bien que "supprimer l'alimentation en air" provoque certainement l'extinction du feu, il suffit pour cela de réduire la concentration d'oxygène en dessous d'un niveau critique. Le « test de l'indice d'oxygène » bien connu classe les matériaux combustibles en fonction de la concentration minimale en oxygène dans un mélange oxygène/azote qui supportera juste la flamme. De nombreux matériaux courants brûlent à des concentrations d'oxygène jusqu'à environ 14 % à température ambiante (environ 20 °C) et en l'absence de tout transfert de chaleur imposé. La concentration critique dépend de la température et diminue à mesure que la température augmente. Ainsi, un feu qui brûle depuis un certain temps sera capable d'entretenir des flammes à des concentrations peut-être aussi faibles que 7 %. Un incendie dans une pièce peut être maîtrisé et peut même s'éteindre si l'apport d'oxygène est limité en gardant les portes et les fenêtres fermées. La flamme peut cesser, mais la combustion se poursuivra à des concentrations d'oxygène très inférieures. L'admission d'air en ouvrant une porte ou en brisant une fenêtre avant que la pièce ne se soit suffisamment refroidie peut entraîner une éruption vigoureuse du feu, connue sous le nom de contre-courantou backdraft.

L'« élimination de l'air » est difficile à réaliser. Cependant, une atmosphère peut être rendue « inerte » par noyage total au moyen d'un gaz qui n'entretiendra pas la combustion, tel que l'azote, le dioxyde de carbone ou les gaz issus d'un processus de combustion (par exemple, les moteurs d'un navire) qui sont pauvres en oxygène et à haute teneur en oxygène. en dioxyde de carbone. Cette technique ne peut être utilisée que dans des espaces clos car il est nécessaire de maintenir la concentration requise du « gaz inerte » jusqu'à ce que l'incendie soit complètement éteint ou que les opérations de lutte contre l'incendie puissent commencer. L'inondation totale a des applications spéciales, comme pour les cales des navires et les collections de livres rares dans les bibliothèques. Les concentrations minimales requises des gaz inertes sont indiquées dans le tableau 4. Celles-ci sont basées sur l'hypothèse que le feu est détecté à un stade précoce et que l'inondation est effectuée avant que trop de chaleur ne se soit accumulée dans l'espace.

Tableau 4 : Comparaison des concentrations des différents gaz nécessaires à l'inertage

L'« élimination de l'air » peut être effectuée à proximité immédiate d'un petit incendie par l'application locale d'un extincteur à l'aide d'un extincteur. Le dioxyde de carbone est le seul gaz utilisé de cette manière. Cependant, comme ce gaz se disperse rapidement, il est indispensable d'éteindre toute flamme lors de l'attaque du feu ; sinon, le flambage se rétablira. Le rallumage est également possible car le dioxyde de carbone a peu ou pas d'effet de refroidissement. Il est à noter qu'une fine pulvérisation d'eau entraînée dans une flamme peut provoquer l'extinction sous l'effet combiné de l'évaporation des gouttelettes (qui refroidit la zone de combustion) et de la réduction de la concentration en oxygène par dilution par la vapeur d'eau (qui agit de la même manière sous forme de dioxyde de carbone). De fines pulvérisations d'eau et des brouillards sont envisagés comme des substituts possibles aux halons.

Il convient de mentionner ici qu'il est déconseillé d'éteindre une flamme de gaz à moins que le flux de gaz ne puisse être arrêté immédiatement après. Sinon, un volume substantiel de gaz inflammable peut s'accumuler et ensuite s'enflammer, avec des conséquences potentiellement graves.

Éteindre

Cette méthode est incluse ici par souci d'exhaustivité. Une flamme d'allumette peut facilement être soufflée en augmentant la vitesse de l'air au-dessus d'une valeur critique à proximité de la flamme. Le mécanisme fonctionne en déstabilisant la flamme au voisinage du combustible. En principe, les incendies plus importants peuvent être contrôlés de la même manière, mais des charges explosives sont normalement nécessaires pour générer des vitesses suffisantes. Les incendies de puits de pétrole peuvent être éteints de cette manière.

Enfin, une caractéristique commune qu'il convient de souligner est que la facilité avec laquelle un incendie peut être éteint diminue rapidement à mesure que l'incendie prend de l'ampleur. Une détection précoce permet une extinction avec des quantités minimales de suppresseur, avec des pertes réduites. Lors du choix d'un système d'extinction, il faut tenir compte du taux potentiel de développement du feu et du type de système de détection disponible.

Explosions

Une explosion se caractérise par la libération soudaine d'énergie, produisant une onde de choc, ou onde de choc, qui peut être capable de causer des dommages à distance. Il existe deux types distincts de sources, à savoir l'explosif brisant et l'éclatement sous pression. L'explosif puissant est caractérisé par des composés tels que le trinitrotoluène (TNT) et la cyclotriméthylènetrinitramine (RDX). Ces composés sont des espèces hautement exothermiques, se décomposant pour libérer des quantités substantielles d'énergie. Bien que thermiquement stables (bien que certains le soient moins et nécessitent une désensibilisation pour les rendre sûrs à manipuler), ils peuvent être amenés à exploser, avec décomposition, se propageant à la vitesse du son à travers le solide. Si la quantité d'énergie libérée est suffisamment élevée, une onde de choc se propagera à partir de la source avec le potentiel de causer des dommages importants à distance.

En évaluant les dommages à distance, on peut estimer la taille de l'explosion en « équivalent TNT » (normalement en tonnes métriques). Cette technique repose sur la grande quantité de données qui ont été recueillies sur le potentiel de dommages du TNT (une grande partie en temps de guerre) et utilise des lois d'échelle empiriques qui ont été développées à partir d'études des dommages causés par des quantités connues de TNT.

En temps de paix, les explosifs brisants sont utilisés dans diverses activités, notamment les mines, les carrières et les grands travaux de génie civil. Leur présence sur un site représente un danger particulier qui nécessite une gestion spécifique. Cependant, l'autre source d'« explosions » peut être tout aussi dévastatrice, en particulier si le danger n'a pas été reconnu. Les surpressions conduisant à des coups de bélier peuvent être le résultat de processus chimiques au sein des usines ou d'effets purement physiques, comme cela se produira si un récipient est chauffé de l'extérieur, entraînant une surpression. Le terme BLEVE (explosion de vapeur en expansion de liquide bouillant) a ses origines ici, se référant à l'origine à la défaillance des chaudières à vapeur. Il est maintenant également couramment utilisé pour décrire l'événement dans lequel un récipient sous pression contenant un gaz liquéfié tel que le GPL (gaz de pétrole liquéfié) échoue dans un incendie, libérant le contenu inflammable, qui s'enflamme ensuite pour produire une "boule de feu".

D'autre part, la surpression peut être provoquée en interne par un processus chimique. Dans les industries de process, l'auto-échauffement peut conduire à un emballement de la réaction, générant des températures et des pressions élevées capables de provoquer une explosion de pression. Cependant, le type d'explosion le plus courant est causé par l'inflammation d'un mélange gaz/air inflammable qui est confiné à l'intérieur d'un élément d'une usine ou même à l'intérieur de toute structure ou enceinte de confinement. La condition préalable est la formation d'un mélange inflammable, un événement qui devrait être évité par une bonne conception et une bonne gestion. En cas de rejet accidentel, une atmosphère inflammable existera partout où la concentration du gaz (ou de la vapeur) se situe entre les limites inférieure et supérieure d'inflammabilité (tableau 1). Si une source d'allumage est introduite dans l'une de ces régions, une flamme prémélangée se propagera rapidement à partir de la source, convertissant le mélange carburant/air en produits de combustion à une température élevée. Celle-ci peut aller jusqu'à 2,100 300 K, indiquant que dans un système complètement fermé initialement à 7 K, une surpression aussi élevée que XNUMX bars est possible. Seuls les récipients sous pression spécialement conçus sont capables de contenir de telles surpressions. Les bâtiments ordinaires tomberont s'ils ne sont pas protégés par des panneaux de décompression ou des disques de rupture ou par un système d'extinction d'explosion. Si un mélange inflammable se forme à l'intérieur d'un bâtiment, l'explosion qui s'ensuit peut causer des dommages structurels importants - peut-être une destruction totale - à moins que l'explosion ne puisse s'évacuer vers l'extérieur par des ouvertures (par exemple, la défaillance de fenêtres) créées au cours des premières étapes de l'explosion.

Les explosions de ce type sont également associées à l'inflammation de poussières en suspension dans l'air (Palmer 1973). Ceux-ci se produisent lorsqu'il y a une accumulation substantielle de poussière «explosible» qui est délogée des étagères, des chevrons et des rebords à l'intérieur d'un bâtiment pour former un nuage, qui est ensuite exposé à une source d'inflammation (par exemple, dans les minoteries, les élévateurs à grains, etc. .). La poussière doit (évidemment) être combustible, mais toutes les poussières combustibles ne sont pas explosibles à température ambiante. Des tests standards ont été conçus pour déterminer si une poussière est explosible. Celles-ci peuvent également être utilisées pour illustrer que les poussières explosives présentent des « limites d'explosibilité », similaires dans leur concept aux « limites d'inflammabilité » des gaz et des vapeurs. En général, une explosion de poussière a le potentiel de faire beaucoup de dégâts car l'événement initial peut provoquer le délogement de plus de poussière, formant un nuage de poussière encore plus grand qui s'enflammera inévitablement, pour produire une explosion encore plus grande.

Ventilation d'explosionou secours d'explosion, ne fonctionnera avec succès que si le taux de développement de l'explosion est relativement lent, tel qu'associé à la propagation d'une flamme prémélangée à travers un mélange inflammable stationnaire ou un nuage de poussière explosible. La ventilation d'explosion n'est d'aucune utilité si une détonation est impliquée. La raison en est que les ouvertures de décompression doivent être créées à un stade précoce de l'événement lorsque la pression est encore relativement faible. Si une détonation se produit, la pression monte trop rapidement pour que le soulagement soit efficace, et le récipient ou l'élément d'une usine qui l'entoure subit des pressions internes très élevées qui conduiront à une destruction massive. Détonation d'un mélange gazeux inflammable peut se produire si le mélange est contenu dans un long tuyau ou conduit. Dans certaines conditions, la propagation de la flamme prémélangée poussera le gaz non brûlé devant le front de flamme à une vitesse qui augmentera la turbulence, qui à son tour augmentera la vitesse de propagation. Cela fournit une boucle de rétroaction qui fera accélérer la flamme jusqu'à ce qu'une onde de choc se forme. Ceci, combiné au processus de combustion, est une onde de détonation qui peut se propager à des vitesses bien supérieures à 1,000 XNUMX m/s. Ceci peut être comparé avec le vitesse de combustion fondamentale d'un mélange stoechiométrique propane/air de 0.45 m/s. (Il s'agit de la vitesse à laquelle une flamme se propagera à travers un mélange propane/air au repos (c'est-à-dire non turbulent).)

L'importance de la turbulence sur le développement de ce type d'explosion ne peut être sous-estimée. Le bon fonctionnement d'un système de protection contre les explosions repose sur une ventilation précoce ou une suppression précoce. Si le rythme de développement de l'explosion est trop rapide, le système de protection ne sera pas efficace et des surpressions inacceptables pourront se produire.

Une alternative au soulagement d'explosion est suppression des explosions. Ce type de protection nécessite que l'explosion soit détectée à un stade très précoce, le plus près possible de l'inflammation. Le détecteur est utilisé pour initier la libération rapide d'un suppresseur dans le trajet de la propagation de la flamme, arrêtant efficacement l'explosion avant que la pression n'ait augmenté à un degré auquel l'intégrité des limites d'enceinte est menacée. Les halons ont été couramment utilisés à cette fin, mais comme ils sont progressivement éliminés, l'attention est désormais portée sur l'utilisation de systèmes de pulvérisation d'eau à haute pression. Ce type de protection est très coûteux et d'application limitée car il ne peut être utilisé que dans des volumes relativement petits dans lesquels l'agent d'extinction peut être distribué rapidement et uniformément (par exemple, des conduits transportant des vapeurs inflammables ou des poussières explosibles).

Analyse des informations pour la protection incendie

En termes généraux, la science du feu n'a été développée que récemment à un stade où elle est capable de fournir la base de connaissances sur laquelle des décisions rationnelles concernant la conception technique, y compris les questions de sécurité, peuvent être fondées. Traditionnellement, la sécurité incendie s'est développée sur une ad hoc sur une base efficace, en répondant efficacement aux incidents en imposant des réglementations ou d'autres restrictions pour s'assurer qu'il ne se reproduira pas. De nombreux exemples pourraient être cités. Par exemple, le grand incendie de Londres en 1666 a conduit en temps voulu à l'établissement des premiers règlements (ou codes) de construction et au développement de l'assurance incendie. Des incidents plus récents, tels que les incendies d'immeubles de bureaux de grande hauteur à São Paulo, au Brésil, en 1972 et 1974, ont entraîné des modifications des codes du bâtiment, conçues de manière à prévenir des incendies similaires à décès multiples à l'avenir. D'autres problèmes ont été traités de manière similaire. En Californie, aux États-Unis, le danger associé à certains types de meubles rembourrés modernes (en particulier ceux contenant de la mousse de polyuréthane standard) a été reconnu et, finalement, des réglementations strictes ont été introduites pour contrôler sa disponibilité.

Il s'agit de cas simples où l'observation des conséquences d'un incendie a conduit à imposer un ensemble de règles destinées à améliorer la sécurité de l'individu et de la collectivité en cas d'incendie. La décision d'agir sur toute question doit être justifiée sur la base d'une analyse de notre connaissance des incidents d'incendie. Il faut montrer que le problème est réel. Dans certains cas, comme les incendies de São Paulo, cet exercice est académique, mais dans d'autres, comme « prouver » que l'ameublement moderne est un problème, il est nécessaire de s'assurer que les coûts associés sont dépensés à bon escient. Cela nécessite une base de données fiable sur les incendies qui, sur un certain nombre d'années, est capable de montrer les tendances du nombre d'incendies, du nombre de décès, de l'incidence d'un type particulier d'inflammation, etc. Des techniques statistiques peuvent alors être utilisées pour examiner si une tendance ou un changement est significatif et des mesures appropriées sont prises.

Dans un certain nombre de pays, les pompiers sont tenus de soumettre un rapport sur chaque incendie survenu. Au Royaume-Uni et aux États-Unis, l'officier responsable remplit un formulaire de rapport qui est ensuite soumis à un organisme central (le Home Office au Royaume-Uni, la National Fire Protection Association, NFPA, aux États-Unis) qui code ensuite et traite les données de la manière prescrite. Les données sont ensuite disponibles pour inspection par les organismes gouvernementaux et autres parties intéressées. Ces bases de données sont précieuses pour mettre en évidence (par exemple) les principales sources d'inflammation et les premiers éléments enflammés. Un examen de l'incidence des décès et de leur relation avec les sources d'inflammation, etc. a montré que le nombre de personnes qui meurent dans des incendies déclenchés par des produits pour fumeurs est nettement disproportionné par rapport au nombre d'incendies qui se déclenchent de cette manière.

La fiabilité de ces bases de données dépend de la compétence avec laquelle les pompiers mènent l'enquête incendie. L'enquête sur les incendies n'est pas une tâche facile et nécessite des capacités et des connaissances considérables, en particulier une connaissance de la science des incendies. Le service d'incendie du Royaume-Uni a l'obligation légale de soumettre un formulaire de rapport d'incendie pour chaque incendie auquel il assiste, ce qui impose une responsabilité considérable à l'officier responsable. La construction du formulaire est cruciale, car il doit obtenir les informations requises de manière suffisamment détaillée. Le « formulaire de rapport d'incident de base » recommandé par la NFPA est présenté dans le Manuel de protection contre les incendies (Côté 1991).

Les données peuvent être utilisées de deux manières, soit pour identifier un problème d'incendie, soit pour fournir l'argument rationnel nécessaire pour justifier une ligne de conduite particulière qui peut nécessiter des dépenses publiques ou privées. Une base de données établie de longue date peut être utilisée pour montrer les effets des actions entreprises. Les dix points suivants ont été tirés des statistiques de la NFPA sur la période 1980 à 1989 (Cote 1991) :

1. Les détecteurs de fumée domestiques sont largement utilisés et très efficaces (mais des lacunes importantes subsistent dans la stratégie de détection).

2. Les gicleurs automatiques réduisent considérablement les pertes de vie et de biens. L'utilisation accrue d'équipements de chauffage portables et de surface a fortement augmenté les incendies domestiques impliquant des équipements de chauffage.

3. Les incendies incendiaires et suspects ont continué à diminuer par rapport au pic des années 1970, mais les dommages matériels associés ont cessé de diminuer.

4. Une grande partie des décès de pompiers sont attribués à des crises cardiaques et à des activités en dehors du lieu de l'incendie.

5. Les zones rurales ont les taux de mortalité par incendie les plus élevés.

6. Les matières à fumer qui enflamment les meubles rembourrés, les matelas ou la literie produisent les scénarios d'incendie résidentiel les plus meurtriers.

7. Les taux de mortalité par incendie aux États-Unis et au Canada sont parmi les plus élevés de tous les pays développés.

8. Les États du Vieux Sud aux États-Unis ont les taux de mortalité par incendie les plus élevés.

9. Les personnes âgées courent un risque particulièrement élevé de mourir dans un incendie.

Ces conclusions sont, bien sûr, propres à chaque pays, bien qu'il existe certaines tendances communes. Une utilisation prudente de ces données peut fournir les moyens de formuler des politiques judicieuses concernant la sécurité incendie dans la communauté. Cependant, il faut se rappeler que ceux-ci sont inévitablement « réactifs », plutôt que « proactifs ». Des mesures proactives ne peuvent être introduites qu'après une évaluation détaillée des risques d'incendie. Une telle ligne de conduite a été progressivement mise en place, en commençant par l'industrie nucléaire et en se déplaçant dans les industries chimiques, pétrochimiques et offshore où les risques sont beaucoup plus facilement définissables que dans d'autres industries. Leur application aux hôtels et aux bâtiments publics est généralement beaucoup plus difficile et nécessite l'application de techniques de modélisation du feu pour prédire le cours d'un incendie et la manière dont les produits du feu se propageront à travers le bâtiment pour affecter les occupants. Des avancées majeures ont été réalisées dans ce type de modélisation, même s'il faut dire qu'il reste encore beaucoup de chemin à parcourir avant que ces techniques puissent être utilisées en toute confiance. L'ingénierie de la sécurité incendie a encore besoin de beaucoup de recherche fondamentale en science de la sécurité incendie avant que des outils fiables d'évaluation des risques d'incendie puissent être largement disponibles.

Noir

Incendie ainsi que combustion ont été définis de diverses manières. Pour nos besoins, les déclarations les plus importantes concernant la combustion, en tant que phénomène, sont les suivantes :

• La combustion représente une série de réactions auto-entretenues constituées de transformations physiques et chimiques.

• Les matériaux impliqués entrent en réaction avec l'agent oxydant de leur environnement, qui est le plus souvent avec l'oxygène de l'air.

• L'allumage nécessite des conditions de démarrage favorables, qui sont généralement un échauffement suffisant du système qui couvre la demande énergétique initiale de la réaction en chaîne de combustion.

• La résultante des réactions est souvent exothermique, ce qui signifie que lors de la combustion, de la chaleur est dégagée et ce phénomène s'accompagne souvent d'un embrasement visiblement observable.

Allumage peut être considéré comme la première étape du processus de combustion autonome. Cela peut se produire comme allumage piloté (ou allumage forcé) si le phénomène est causé par une source d'allumage externe, ou il peut se produire comme allumage automatique (ou auto-allumage) si le phénomène est le résultat de réactions se produisant dans le matériau combustible lui-même et couplées à un dégagement de chaleur.

L'inclination à l'inflammation est caractérisée par un paramètre empirique, la température d'allumage (c'est-à-dire la température la plus basse, à déterminer par essai, à laquelle le matériau doit être chauffé pour s'enflammer). Selon que ce paramètre est déterminé ou non - avec des méthodes d'essai spéciales - par l'utilisation de n'importe quelle source d'allumage, nous distinguons entre le température d'allumage piloté et par La température d'auto-inflammation.

Dans le cas de l'allumage piloté, l'énergie nécessaire à l'activation des matériaux impliqués dans la réaction de combustion est fournie par des sources d'allumage. Cependant, il n'y a pas de relation directe entre la quantité de chaleur nécessaire à l'inflammation et la température d'inflammation, car bien que la composition chimique des composants du système combustible soit un paramètre essentiel de la température d'inflammation, elle est considérablement influencée par les tailles et les formes des matériaux. , la pression de l'environnement, les conditions de circulation d'air, les paramètres de la source d'allumage, les caractéristiques géométriques du dispositif d'essai, etc. C'est la raison pour laquelle les données publiées dans la littérature pour la température d'auto-inflammation et la température d'allumage piloté peuvent être significativement différentes.

Le mécanisme d'allumage de matériaux dans différents états peut être simplement illustré. Cela implique d'examiner les matériaux sous forme de solides, de liquides ou de gaz.

pont matériaux solides absorbent l'énergie de toute source d'allumage externe soit par conduction, convection ou rayonnement (principalement par leur combinaison), ou sont chauffés à la suite des processus de production de chaleur se déroulant en interne qui commencent la décomposition sur leurs surfaces.

Pour que l'allumage se produise avec liquides, ceux-ci doivent avoir la formation d'un espace de vapeur au-dessus de leur surface qui est capable de brûler. Les vapeurs libérées et les produits de décomposition gazeux se mélangent à l'air au-dessus de la surface du matériau liquide ou solide.

Les flux turbulents qui surviennent dans le mélange et/ou la diffusion aident l'oxygène à atteindre les molécules, les atomes et les radicaux libres sur et au-dessus de la surface, qui sont déjà aptes à la réaction. Les particules induites entrent en interaction, entraînant un dégagement de chaleur. Le processus s'accélère régulièrement et, au début de la réaction en chaîne, le matériau s'enflamme et brûle.

La combustion dans la couche sous la surface des matériaux combustibles solides est appelée fumant, et la réaction de combustion se produisant à l'interface des matériaux solides et du gaz est appelée embrasé. Brûler avec des flammes (ou flamboyant) est le processus au cours duquel la réaction exothermique de combustion se déroule en phase gazeuse. Ceci est typique pour la combustion de matériaux liquides et solides.

Gaz combustibles brûlent naturellement en phase gazeuse. C'est une déclaration empirique importante que les mélanges de gaz et d'air ne peuvent s'enflammer que dans une certaine plage de concentration. Ceci est valable aussi pour les vapeurs de liquides. Les limites inférieure et supérieure d'inflammabilité des gaz et des vapeurs dépendent de la température et de la pression du mélange, de la source d'inflammation et de la concentration des gaz inertes dans le mélange.

Sources d'inflammation

Les phénomènes fournissant de l'énergie calorifique peuvent être regroupés en quatre catégories fondamentales quant à leur origine (Sax 1979) :

1. énergie thermique générée lors de réactions chimiques (chaleur d'oxydation, chaleur de combustion, chaleur de dissolution, échauffement spontané, chaleur de décomposition, etc.)

2. énergie thermique électrique (chauffage par résistance, chauffage par induction, chaleur d'arc, étincelles électriques, décharges électrostatiques, chaleur générée par un coup de foudre, etc.)

3. énergie thermique mécanique (chaleur de friction, étincelles de friction)

4. chaleur générée par la décomposition nucléaire.

La discussion suivante porte sur les sources d'inflammation les plus fréquemment rencontrées.

Flammes nues

Les flammes nues peuvent être la source d'inflammation la plus simple et la plus fréquemment utilisée. Un grand nombre d'outils d'usage général et divers types d'équipements technologiques fonctionnent à flamme nue ou permettent la formation de flammes nues. Les brûleurs, les allumettes, les fours, les appareils de chauffage, les flammes des torches de soudage, les conduites de gaz et d'huile brisées, etc. peuvent pratiquement être considérés comme des sources potentielles d'inflammation. Étant donné qu'avec une flamme nue, la source d'allumage primaire elle-même représente une combustion auto-entretenue existante, le mécanisme d'allumage signifie essentiellement la propagation de la combustion à un autre système. Si la source d'allumage à flamme nue possède suffisamment d'énergie pour amorcer l'allumage, la combustion commencera.

Allumage spontané

Les réactions chimiques générant spontanément de la chaleur impliquent un risque d'inflammation et de brûlure en tant que « sources d'inflammation internes ». Les matériaux enclins à s'échauffer et à s'enflammer spontanément peuvent cependant devenir des sources secondaires d'inflammation et donner lieu à l'inflammation des matériaux combustibles environnants.

Bien que certains gaz (par exemple, le phosphure d'hydrogène, l'hydrure de bore, l'hydrure de silicium) et liquides (par exemple, les carbonyles métalliques, les compositions organométalliques) soient enclins à l'inflammation spontanée, la plupart des inflammations spontanées se produisent sous forme de réactions de surface de matériaux solides. L'inflammation spontanée, comme toutes les inflammations, dépend de la structure chimique du matériau, mais son apparition est déterminée par le degré de dispersité. La grande surface spécifique permet l'accumulation locale de la chaleur de réaction et contribue à l'augmentation de la température du matériau au-dessus de la température d'inflammation spontanée.

L'inflammation spontanée des liquides est également favorisée s'ils entrent en contact avec l'air sur des matériaux solides de grande surface spécifique. Les graisses et en particulier les huiles insaturées contenant des doubles liaisons, lorsqu'elles sont absorbées par des matériaux fibreux et leurs produits, et lorsqu'elles sont imprégnées dans des textiles d'origine végétale ou animale, ont tendance à s'enflammer spontanément dans des conditions atmosphériques normales. L'inflammation spontanée de produits en laine de verre et en laine minérale fabriqués à partir de fibres incombustibles ou de matériaux inorganiques couvrant de grandes surfaces spécifiques et contaminés par de l'huile a provoqué des incendies très graves.

L'inflammation spontanée a été observée principalement avec des poussières de matériaux solides. Pour les métaux ayant une bonne conductivité thermique, l'accumulation locale de chaleur nécessaire à l'allumage nécessite un broyage très fin du métal. À mesure que la taille des particules diminue, la probabilité d'inflammation spontanée augmente et, avec certaines poussières métalliques (par exemple, le fer), une pyrophorosité s'ensuit. Lors du stockage et de la manipulation de la poussière de charbon, de la suie à répartition fine, des poussières de laques et de résines synthétiques, ainsi que lors des opérations technologiques réalisées avec eux, une attention particulière doit être accordée aux mesures préventives contre l'incendie afin de réduire le risque d'inflammation spontanée.

Les matériaux enclins à la décomposition spontanée présentent une capacité particulière à s'enflammer spontanément. L'hydrazine, lorsqu'elle est fixée sur un matériau de grande surface, s'enflamme immédiatement. Les peroxydes, qui sont largement utilisés par l'industrie des plastiques, se décomposent facilement spontanément et, en conséquence de la décomposition, ils deviennent des sources d'inflammation dangereuses, déclenchant occasionnellement une combustion explosive.

La réaction exothermique violente qui se produit lorsque certains produits chimiques entrent en contact les uns avec les autres peut être considérée comme un cas particulier d'inflammation spontanée. Des exemples de tels cas sont le contact de l'acide sulfurique concentré avec tous les matériaux organiques combustibles, les chlorates avec des sels ou acides de soufre ou d'ammonium, les composés organiques halogénés avec les métaux alcalins, etc. (matériaux incompatibles) nécessite une attention particulière notamment lors de leur stockage et de leur co-stockage et de l'élaboration de la réglementation de lutte contre l'incendie.

Il convient de mentionner qu'un tel échauffement spontané dangereusement élevé peut, dans certains cas, être dû à de mauvaises conditions technologiques (ventilation insuffisante, faible capacité de refroidissement, écarts d'entretien et de nettoyage, surchauffe de la réaction, etc.), ou favorisé par celles-ci.

Certains produits agricoles, tels que les aliments fibreux, les graines oléagineuses, les céréales en germination, les produits finis de l'industrie de transformation (tranches de betteraves séchées, engrais, etc.), présentent une propension à l'inflammation spontanée. L'échauffement spontané de ces matériaux présente une particularité : les conditions de température dangereuses des systèmes sont exacerbées par certains processus biologiques exothermiques difficilement contrôlables.

Sources d'allumage électriques

Les machines électriques, les instruments et les appareils de chauffage fonctionnant à l'énergie électrique, ainsi que les équipements de transformation de puissance et d'éclairage, ne présentent généralement aucun risque d'incendie pour leur environnement, à condition qu'ils aient été installés conformément aux réglementations de sécurité et aux exigences applicables des normes et que les instructions technologiques associées ont été respectées lors de leur fonctionnement. Un entretien régulier et une surveillance périodique diminuent considérablement la probabilité d'incendies et d'explosions. Les causes les plus fréquentes d'incendies dans les appareils électriques et le câblage sont Contrôleurs, des courts-circuits, étincelles électriques ainsi que hautes résistances de contact.

La surcharge existe lorsque le câblage et les appareils électriques sont exposés à un courant supérieur à celui pour lequel ils sont conçus. La surintensité traversant le câblage, les dispositifs et l'équipement peut entraîner une surchauffe telle que les composants surchauffés du système électrique sont endommagés ou cassés, vieillissent ou se carbonisent, ce qui entraîne la fonte des revêtements des câbles et des câbles, des pièces métalliques incandescentes et la structure combustible les unités venant à s'enflammer et, selon les conditions, propageant également le feu dans l'environnement. La cause la plus fréquente de surcharge est que le nombre de consommateurs connectés est supérieur à celui autorisé ou que leur capacité dépasse la valeur stipulée.

La sécurité de fonctionnement des systèmes électriques est le plus souvent mise en danger par les courts-circuits. Ils sont toujours les conséquences de tout dommage et surviennent lorsque des parties du câblage électrique ou de l'équipement au même niveau de potentiel ou à des niveaux de potentiel différents, isolées les unes des autres et de la terre, entrent en contact entre elles ou avec la terre. Ce contact peut se produire directement sous forme de contact métal-métal ou indirectement, par arc électrique. En cas de courts-circuits, lorsque certaines unités du système électrique entrent en contact les unes avec les autres, la résistance sera considérablement plus faible et, par conséquent, l'intensité du courant sera extrêmement élevée, peut-être inférieure de plusieurs ordres de grandeur. L'énergie thermique dégagée lors de surintensités avec des courts-circuits importants peut provoquer un incendie dans l'appareil affecté par le court-circuit, les matériaux et équipements environnants s'enflammant et le feu se propageant au bâtiment.

Les étincelles électriques sont des sources d'énergie thermique de petite taille, mais comme le montre l'expérience, elles agissent fréquemment comme sources d'inflammation. Dans des conditions normales de travail, la plupart des appareils électriques ne produisent pas d'étincelles, mais le fonctionnement de certains appareils s'accompagne normalement d'étincelles.

Les étincelles présentent un danger avant tout aux endroits où, dans la zone de leur génération, des concentrations explosives de gaz, de vapeur ou de poussière peuvent survenir. En conséquence, les équipements dégageant normalement des étincelles en cours de fonctionnement ne peuvent être installés qu'aux endroits où les étincelles ne peuvent pas provoquer d'incendie. À lui seul, le contenu énergétique des étincelles est insuffisant pour l'inflammation des matériaux dans l'environnement ou pour déclencher une explosion.

Si un système électrique n'a pas de contact métallique parfait entre les unités structurelles à travers lesquelles le courant circule, une résistance de contact élevée se produira à cet endroit. Ce phénomène est dans la plupart des cas dû à la construction défectueuse des joints ou à des installations non conformes aux règles de l'art. Le désengagement des joints pendant le fonctionnement et l'usure naturelle peuvent également être à l'origine d'une résistance de contact élevée. Une grande partie du courant traversant des endroits avec une résistance accrue se transformera en énergie thermique. Si cette énergie ne peut pas être suffisamment dissipée (et que la raison ne peut être éliminée), l'augmentation extrêmement importante de la température peut conduire à un incendie qui met en danger l'environnement.

Si les appareils fonctionnent sur la base du concept d'induction (moteurs, dynamos, transformateurs, relais, etc.) et ne sont pas correctement calculés, des courants de Foucault peuvent apparaître pendant le fonctionnement. En raison des courants de Foucault, les unités structurelles (bobines et leurs noyaux de fer) peuvent s'échauffer, ce qui peut entraîner l'inflammation des matériaux isolants et la combustion de l'équipement. Des courants de Foucault pourraient survenir, avec ces conséquences néfastes, également dans les unités structurelles métalliques autour des équipements haute tension.

Étincelles électrostatiques

La charge électrostatique est un processus au cours duquel tout matériau, à l'origine avec neutralité électrique (et indépendant de tout circuit électrique), se charge positivement ou négativement. Cela peut se produire de trois manières :

1.      chargement avec séparation, de sorte que des charges de polarité soustractive s'accumulent simultanément sur deux corps

2.      charger en passant, de sorte que les charges qui disparaissent laissent derrière elles des charges de signes de polarité opposés

3.      charger en prenant, de sorte que le corps reçoit des charges de l'extérieur.

Ces trois modes de chargement peuvent résulter de divers processus physiques, notamment la séparation après contact, le fendage, la coupe, la pulvérisation, le déplacement, le frottement, l'écoulement de poudres et de fluides dans la conduite, le frappement, le changement de pression, le changement d'état, la photoionisation, la chaleur ionisation, distribution électrostatique ou décharge haute tension.

Une charge électrostatique peut se produire à la fois sur des corps conducteurs et sur des corps isolants à la suite de l'un des processus mentionnés ci-dessus, mais dans la plupart des cas, les processus mécaniques sont responsables de l'accumulation des charges indésirables.

Parmi le grand nombre d'effets nocifs et de risques dus à la charge électrostatique et à la décharge d'étincelles qui en résulte, deux risques peuvent être mentionnés en particulier : la mise en danger d'équipements électroniques (par exemple, un ordinateur pour le contrôle de processus) et le risque d'incendie et d'explosion. .

L'équipement électronique est tout d'abord mis en danger si l'énergie de décharge de la charge est suffisamment élevée pour provoquer la destruction de l'entrée de toute partie semi-conductrice. Le développement des unités électroniques au cours de la dernière décennie a été suivi d'une augmentation rapide de ce risque.

Le développement d'un risque d'incendie ou d'explosion nécessite la coïncidence dans l'espace et dans le temps de deux conditions : la présence de tout milieu combustible et le rejet inflammable. Ce danger survient principalement dans l'industrie chimique. Il peut être estimé sur la base de ce que l'on appelle sensibilité aux étincelles des matières dangereuses (énergie d'allumage minimale) et dépend de l'étendue de la charge.

C'est une tâche essentielle de réduire ces risques, à savoir la grande variété de conséquences qui vont des troubles technologiques aux catastrophes avec accidents mortels. Il existe deux moyens de protection contre les conséquences des charges électrostatiques :

1. empêcher l'initiation du processus de charge (c'est évident, mais généralement très difficile à réaliser)

2. limiter l'accumulation des charges pour éviter l'apparition de rejets dangereux (ou tout autre risque).

La foudre est un phénomène électrique atmosphérique dans la nature et peut être considérée comme une source d'inflammation. La charge statique produite dans les nuages ​​est égalisée vers la terre (coup de foudre) et s'accompagne d'une décharge à haute énergie. Les matériaux combustibles à l'endroit du coup de foudre et ses environs peuvent s'enflammer et brûler. Lors de certains coups de foudre, des impulsions très fortes sont générées et l'énergie est égalisée en plusieurs étapes. Dans d'autres cas, des courants de longue durée commencent à circuler, atteignant parfois l'ordre de grandeur de 10 A.

Énergie thermique mécanique

La pratique technique s'accompagne régulièrement de frictions. Pendant le fonctionnement mécanique, une chaleur de frottement est développée et si la perte de chaleur est limitée à un point tel que la chaleur s'accumule dans le système, sa température peut augmenter jusqu'à une valeur dangereuse pour l'environnement et un incendie peut se produire.

Les étincelles de frottement se produisent normalement dans les opérations technologiques du métal en raison d'un frottement important (meulage, écaillage, coupe, frappe) ou en raison d'objets ou d'outils métalliques tombant ou tombant sur un sol dur ou pendant les opérations de meulage en raison de contaminations métalliques dans le matériau sous l'impact du meulage . La température de l'étincelle générée est normalement supérieure à la température d'inflammation des matériaux combustibles conventionnels (comme pour les étincelles en acier, 1,400 1,500-300 400 °C ; les étincelles en alliages cuivre-nickel, XNUMX-XNUMX °C) ; cependant, la capacité d'allumage dépend de la teneur totale en chaleur et de l'énergie d'allumage la plus faible du matériau et de la substance à enflammer, respectivement. Il a été prouvé dans la pratique que les étincelles de friction représentent un risque réel d'incendie dans les espaces aériens où les gaz, vapeurs et poussières combustibles sont présents à des concentrations dangereuses. Ainsi, dans ces circonstances, l'utilisation de matériaux qui produisent facilement des étincelles, ainsi que les procédés avec étincelles mécaniques, doivent être évités. Dans ces cas, la sécurité est assurée par des outils qui ne produisent pas d'étincelles, c'est-à-dire en bois, en cuir ou en matières plastiques, ou en utilisant des outils en alliages de cuivre et de bronze qui produisent des étincelles de faible énergie.

Surfaces chaudes

Dans la pratique, les surfaces des équipements et appareils peuvent s'échauffer dangereusement, soit normalement, soit en raison d'un dysfonctionnement. Les fours, les fours, les dispositifs de séchage, les évacuations des gaz d'échappement, les conduites de vapeur, etc. provoquent souvent des incendies dans les espaces aériens explosifs. De plus, leurs surfaces chaudes peuvent enflammer des matériaux combustibles s'en approchant ou en venant en contact. Pour la prévention, des distances de sécurité doivent être respectées, et une surveillance et un entretien réguliers réduiront la probabilité d'apparition d'une surchauffe dangereuse.

Risques d'incendie des matériaux et produits

La présence de matériaux combustibles dans les systèmes combustibles représente une condition évidente de combustion. Les phénomènes de combustion et les phases du processus de combustion dépendent fondamentalement des propriétés physiques et chimiques du matériau concerné. Par conséquent, il semble raisonnable de faire une enquête sur l'inflammabilité des différents matériaux et produits en ce qui concerne leur caractère et leurs propriétés. Pour cette section, le principe d'ordre pour le regroupement des matériaux est régi par des aspects techniques plutôt que par des conceptions théoriques (NFPA 1991).

Bois et produits à base de bois

Le bois est l'un des matériaux les plus répandus dans le milieu humain. Les maisons, les structures de construction, les meubles et les biens de consommation sont en bois, et il est également largement utilisé pour des produits tels que le papier ainsi que dans l'industrie chimique.

Le bois et les produits en bois sont combustibles et, lorsqu'ils sont en contact avec des surfaces à haute température et exposés à un rayonnement thermique, à des flammes nues ou à toute autre source d'inflammation, ils se carboniseront, brilleront, s'enflammeront ou brûleront, selon les conditions de combustion. Pour élargir le champ de leur application, l'amélioration de leurs propriétés de combustion est nécessaire. Afin de rendre les unités structurelles produites à partir de bois moins combustibles, elles sont généralement traitées avec des agents ignifuges (par exemple, saturés, imprégnés, munis d'un revêtement de surface).

La caractéristique la plus essentielle de la combustibilité des différentes essences de bois est la température d'inflammation. Sa valeur dépend fortement de certaines des propriétés du bois et des conditions d'essai de détermination, à savoir la densité, l'humidité, la taille et la forme de l'échantillon de bois, ainsi que la source d'inflammation, le temps d'exposition, l'intensité d'exposition et l'atmosphère pendant l'essai. . Il est intéressant de noter que la température d'inflammation telle que déterminée par diverses méthodes d'essai diffère. L'expérience a montré que la tendance à l'inflammation des produits en bois propres et secs est extrêmement faible, mais plusieurs cas d'incendie provoqués par une inflammation spontanée ont été connus lors du stockage de déchets de bois poussiéreux et huileux dans des pièces mal ventilées. Il a été prouvé empiriquement qu'une teneur en humidité plus élevée augmente la température d'inflammation et réduit la vitesse de combustion du bois. La décomposition thermique du bois est un processus compliqué, mais ses phases peuvent clairement être observées comme suit :

• La décomposition thermique avec perte de masse commence déjà dans la plage 120-200 °C ; les rejets d'humidité et les produits de dégradation non combustibles se produisent dans l'espace de combustion.

• À 200-280 °C, des réactions principalement endothermiques se produisent pendant que l'énergie thermique de la source d'allumage est absorbée.

• A 280-500 °C, les réactions exothermiques des produits de décomposition s'accélèrent régulièrement en tant que processus primaire, tandis que des phénomènes de carbonisation peuvent être observés. Dans cette plage de température, la combustion d'entretien s'est déjà développée. Après inflammation, la combustion n'est pas régulière dans le temps en raison de la bonne capacité d'isolation thermique de ses couches carbonisées. Par conséquent, le réchauffement des couches profondes est limité et prend du temps. Lorsque la surface des produits de décomposition combustibles est accélérée, la combustion sera complète.

• À des températures supérieures à 500 °C, le charbon de bois forme des résidus. Au cours de son incandescence supplémentaire, des cendres contenant des matériaux inorganiques solides sont produites et le processus est terminé.

Fibres et textiles

La majorité des textiles produits à partir de matières fibreuses que l'on trouve dans l'environnement proche des personnes sont combustibles. Les vêtements, les meubles et l'environnement bâti sont partiellement ou totalement constitués de textiles. Le danger qu'ils présentent existe lors de leur production, transformation et stockage ainsi que lors de leur port.

Les matériaux de base des textiles sont à la fois naturels et artificiels ; les fibres synthétiques sont utilisées seules ou en mélange avec des fibres naturelles. La composition chimique des fibres naturelles d'origine végétale (coton, chanvre, jute, lin) est la cellulose, qui est combustible, et ces fibres ont une température d'inflammation relativement élevée (<<400°C). C'est une caractéristique avantageuse de leur combustion que lorsqu'ils sont portés à haute température, ils se carbonisent mais ne fondent pas. Ceci est particulièrement avantageux pour les traitements médicaux des brûlés.

Les propriétés inflammables des fibres à base protéique d'origine animale (laine, soie, poil) sont encore plus favorables que celles des fibres d'origine végétale, car une température plus élevée est requise pour leur inflammation (500-600 °C), et sous dans les mêmes conditions, leur brûlage est moins intensif.

L'industrie des plastiques, utilisant plusieurs propriétés mécaniques extrêmement bonnes des produits polymères, a également pris de l'importance dans l'industrie textile. Parmi les propriétés de l'acrylique, du polyester et des fibres synthétiques thermoplastiques (nylon, polypropylène, polyéthylène), celles liées à la combustion sont les moins avantageuses. La plupart d'entre eux, malgré leur température d'inflammation élevée (<<400-600 °C), fondent lorsqu'ils sont exposés à la chaleur, s'enflamment facilement, brûlent intensément, tombent ou fondent lorsqu'ils brûlent et libèrent des quantités considérables de fumée et de gaz toxiques. Ces propriétés de combustion peuvent être améliorées par l'ajout de fibres naturelles, produisant ce que l'on appelle textiles à fibres mélangées. Un traitement supplémentaire est effectué avec des agents ignifuges. Pour la fabrication de textiles à usage industriel et de vêtements de protection contre la chaleur, des produits fibreux inorganiques non combustibles (y compris des fibres de verre et de métal) sont déjà utilisés en grande quantité.

Les caractéristiques de risque d'incendie les plus importantes des textiles sont les propriétés liées à l'inflammabilité, à la propagation des flammes, à la génération de chaleur et aux produits de combustion toxiques. Des méthodes d'essai spéciales ont été développées pour leur détermination. Les résultats des tests obtenus influencent les domaines d'application de ces produits (tentes et appartements, mobilier, sellerie automobile, vêtements, tapis, rideaux, vêtements spéciaux de protection contre la chaleur et les intempéries), ainsi que les prescriptions pour limiter les risques liés à leur utilisation. Une tâche essentielle des chercheurs industriels est de développer des textiles qui supportent des températures élevées, traités avec des agents ignifuges (fortement combustibles, avec un long temps d'allumage, un faible taux de propagation de la flamme, une faible vitesse de dégagement de chaleur) et produisent de petites quantités de produits de combustion toxiques. , ainsi que pour améliorer l'effet défavorable des accidents d'incendie dus à la combustion de ces matériaux.

Liquides combustibles et inflammables

En présence de sources d'inflammation, les liquides combustibles et inflammables sont des sources potentielles de risque. Premièrement, l'espace de vapeur fermé ou ouvert au-dessus de ces liquides présente un risque d'incendie et d'explosion. Une combustion, et plus fréquemment une explosion, peut se produire si le matériau est présent dans le mélange vapeur-air à une concentration appropriée. Il en résulte que la combustion et l'explosion dans la zone des liquides combustibles et inflammables peuvent être évitées si :

• les sources d'inflammation, l'air et l'oxygène sont exclus ; ou alors

• à la place de l'oxygène, un gaz inerte est présent dans l'environnement ; ou alors

• le liquide est stocké dans un récipient ou un système fermé (voir Figure 1); ou alors

• par une ventilation adéquate, le développement de la concentration de vapeurs dangereuses est empêché.

Figure 1. Types courants de réservoirs pour le stockage de liquides inflammables et combustibles.

En pratique, un grand nombre de caractéristiques des matériaux sont connues en relation avec la dangerosité des liquides combustibles et inflammables. Il s'agit des points d'éclair en vase clos et en vase ouvert, du point d'ébullition, de la température d'inflammation, du taux d'évaporation, des limites supérieures et inférieures de concentration pour la combustibilité (limites d'inflammabilité ou d'explosivité), de la densité relative des vapeurs par rapport à l'air et de l'énergie nécessaire pour l'inflammation des vapeurs. Ces facteurs fournissent des informations complètes sur la sensibilité à l'inflammation de divers liquides.

Presque partout dans le monde, le point d'éclair, paramètre déterminé par un test standard dans des conditions atmosphériques, est utilisé comme base pour regrouper les liquides (et les matériaux se comportant comme des liquides à des températures relativement basses) en catégories de risque. Les exigences de sécurité pour le stockage des liquides, leur manipulation, les processus technologiques et les équipements électriques à installer dans leur zone doivent être élaborées pour chaque catégorie d'inflammabilité et de combustibilité. Les zones de risque autour des équipements technologiques doivent également être identifiées pour chaque catégorie. L'expérience a montré qu'un incendie et une explosion peuvent se produire, en fonction de la température et de la pression du système, dans la plage de concentration entre les deux limites d'inflammabilité.

Gaz

Bien que tous les matériaux - sous une température et une pression spécifiques - puissent devenir des gaz, les matériaux considérés comme gazeux en pratique sont ceux qui sont à l'état gazeux à température normale (~ 20 ° C) et pression atmosphérique normale ( ~ 100 kPa).

En ce qui concerne les risques d'incendie et d'explosion, les gaz peuvent être classés en deux groupes principaux : carburant ainsi que gaz incombustibles. Selon la définition acceptée en pratique, les gaz combustibles sont ceux qui brûlent dans l'air avec une concentration normale en oxygène, à condition que les conditions requises pour la combustion existent. L'inflammation ne se produit qu'au-dessus d'une certaine température, avec la température d'inflammation nécessaire, et dans une plage de concentration donnée.

Les gaz non combustibles sont ceux qui ne brûlent ni dans l'oxygène ni dans l'air à aucune concentration d'air. Une partie de ces gaz entretient la combustion (par exemple, l'oxygène), tandis que l'autre partie inhibe la combustion. Les gaz incombustibles ne supportant pas la combustion sont appelés des gaz inertes (azote, gaz rares, dioxyde de carbone, etc.).

Afin d'atteindre une efficacité économique, les gaz stockés et transportés dans des conteneurs ou des récipients de transport sont généralement à l'état comprimé, liquéfié ou refroidi-condensé (cryogénique). Fondamentalement, il existe deux situations dangereuses liées aux gaz : lorsqu'ils sont dans des conteneurs et lorsqu'ils sont libérés de leurs conteneurs.

Pour les gaz comprimés dans des conteneurs de stockage, la chaleur externe peut augmenter considérablement la pression à l'intérieur du conteneur, et la surpression extrême peut entraîner une explosion. Les conteneurs de stockage gazeux comprendront typiquement une phase vapeur et une phase liquide. En raison des changements de pression et de température, l'extension de la phase liquide donne lieu à une compression supplémentaire de l'espace de vapeur, tandis que la pression de vapeur du liquide augmente proportionnellement à l'augmentation de la température. À la suite de ces processus, une pression extrêmement dangereuse peut être produite. Les conteneurs de stockage doivent généralement contenir l'application de dispositifs de surpression. Ceux-ci sont capables d'atténuer une situation dangereuse due à des températures plus élevées.

Si les réservoirs de stockage sont insuffisamment scellés ou endommagés, le gaz s'écoulera vers l'espace d'air libre, se mélangera à l'air et, selon sa quantité et son mode d'écoulement, pourra provoquer la formation d'un grand espace d'air explosif. L'air autour d'un réservoir de stockage qui fuit peut être impropre à la respiration et peut être dangereux pour les personnes à proximité, en partie à cause de l'effet toxique de certains gaz et en partie à cause de la concentration diluée d'oxygène.

Compte tenu du risque d'incendie potentiel dû aux gaz et de la nécessité d'une exploitation sûre, il convient d'acquérir une connaissance détaillée des caractéristiques suivantes des gaz stockés ou utilisés, en particulier pour les consommateurs industriels : les propriétés chimiques et physiques des gaz, la température d'inflammation, la les limites inférieure et supérieure de concentration d'inflammabilité, les paramètres dangereux du gaz dans le récipient, les facteurs de risque de la situation dangereuse causée par les gaz libérés à l'air libre, l'étendue des zones de sécurité nécessaires et les mesures spéciales à prendre en cas d'éventuelle situation d'urgence liée à la lutte contre l'incendie.

Produits chimiques

La connaissance des paramètres dangereux des produits chimiques est l'une des conditions de base d'un travail en toute sécurité. Les mesures préventives et les exigences de protection contre l'incendie ne peuvent être élaborées que si les propriétés physiques et chimiques liées au risque d'incendie sont prises en considération. Parmi ces propriétés, les plus importantes sont les suivantes : combustibilité ; inflammabilité ; capacité à réagir avec d'autres matériaux, l'eau ou l'air ; tendance à la corrosion; toxicité; et la radioactivité.

Des informations sur les propriétés des produits chimiques peuvent être obtenues à partir des fiches techniques émises par les fabricants et des manuels et manuels contenant les données des produits chimiques dangereux. Celles-ci renseignent les utilisateurs non seulement sur les caractéristiques techniques générales des matériaux, mais aussi sur les valeurs réelles des paramètres de danger (température de décomposition, température d'inflammation, concentrations limites de combustion, etc.), leurs comportements particuliers, les exigences de stockage et d'incendie. combats, ainsi que des recommandations pour les premiers soins et la thérapie médicale.

La toxicité des produits chimiques, en tant que risque potentiel d'incendie, peut agir de deux manières. Premièrement, la forte toxicité de certains produits chimiques eux-mêmes peut être dangereuse en cas d'incendie. Deuxièmement, leur présence dans la zone d'incendie peut limiter efficacement les opérations de lutte contre l'incendie.

Les agents oxydants (nitrates, chlorates, peroxydes inorganiques, permanganates, etc.), même s'ils sont eux-mêmes incombustibles, contribuent largement à l'inflammation des matières combustibles et à leur combustion intensive, parfois explosive.

Le groupe des matériaux instables comprend les produits chimiques (acétaldéhyde, oxyde d'éthylène, peroxydes organiques, acide cyanhydrique, chlorure de vinyle) qui polymérisent ou se décomposent spontanément ou très facilement dans des réactions exothermiques violentes.

Les matériaux sensibles à l'eau et à l'air sont extrêmement dangereux. Ces matériaux (oxydes, hydroxydes, hydrures, anhydrides, alcalins, phosphore, etc.) interagissent avec l'eau et l'air toujours présents dans l'atmosphère normale et déclenchent des réactions accompagnées d'un dégagement de chaleur très élevé. S'il s'agit de matériaux combustibles, ils s'enflammeront spontanément. Cependant, les composants combustibles qui déclenchent la combustion peuvent éventuellement exploser et se propager aux matériaux combustibles dans la zone environnante.

La plupart des matières corrosives (acides inorganiques - acide sulfurique, acide nitrique, acide perchlorique, etc. - et les halogènes - fluor, chlore, brome, iode) sont des agents oxydants puissants, mais en même temps ils ont des effets destructeurs très puissants sur la vie. tissus, et par conséquent des mesures spéciales doivent être prises pour lutter contre l'incendie.

La caractéristique dangereuse des éléments et composés radioactifs est accrue par le fait que le rayonnement qu'ils émettent peut être nocif de plusieurs manières, sans compter que ces matières peuvent elles-mêmes constituer des risques d'incendie. Si, lors d'un incendie, le confinement structurel des objets radioactifs impliqués est endommagé, des matériaux rayonnant λ peuvent être libérés. Ils peuvent avoir un effet ionisant très puissant et sont capables de destruction fatale d'organismes vivants. Les accidents nucléaires peuvent s'accompagner d'incendies dont les produits de décomposition se lient par adsorption aux contaminants radioactifs (à rayonnement α et β). Ceux-ci peuvent causer des blessures permanentes aux personnes participant aux opérations de sauvetage s'ils pénètrent dans leur corps. De tels matériaux sont extrêmement dangereux, car les personnes concernées ne perçoivent aucun rayonnement par leurs organes sensibles, et leur état de santé général ne semble pas s'aggraver. Il est évident qu'en cas de combustion de matières radioactives, la radioactivité du site, les produits de décomposition et l'eau utilisée pour la lutte contre l'incendie doivent être surveillés en permanence au moyen de dispositifs de signalisation radioactifs. La connaissance de ces facteurs doit être prise en compte pour la stratégie d'intervention et toutes les opérations annexes. Les bâtiments destinés à la manipulation et au stockage des matières radioactives ainsi qu'à leur utilisation technologique doivent être construits en matériaux incombustibles à haute résistance au feu. Dans le même temps, des équipements automatiques de haute qualité pour la détection, la signalisation et l'extinction d'un incendie doivent être fournis.

Explosifs et agents de sautage

Les matières explosives sont utilisées à de nombreuses fins militaires et industrielles. Ce sont des produits chimiques et des mélanges qui, lorsqu'ils sont soumis à une forte force mécanique (coup, choc, frottement) ou à un démarrage d'inflammation, se transforment soudainement en gaz de grand volume par une réaction d'oxydation extrêmement rapide (par exemple, 1,000 10,000 à 2,500 4,000 m/s). Le volume de ces gaz est le multiple du volume de la matière explosive déjà explosée, et ils exerceront une très forte pression sur l'environnement. Lors d'une explosion, des températures élevées peuvent survenir (XNUMX XNUMX à XNUMX XNUMX °C) qui favorisent l'inflammation des matières combustibles dans la zone d'explosion.

La fabrication, le transport et le stockage des différentes matières explosives sont régis par des exigences rigoureuses. Un exemple est NFPA 495, Code des matériaux explosifs.

Outre les matières explosives utilisées à des fins militaires et industrielles, les matières explosives inductives et les produits pyrotechniques sont également traités comme des dangers. En général, des mélanges de matières explosives sont souvent utilisés (acide picrique, nitroglycérine, hexogène, etc.), mais des mélanges de matières explosibles sont également utilisés (poudre noire, dynamite, nitrate d'ammonium, etc.). Au cours d'actes de terrorisme, les matières plastiques sont devenues notoires et sont essentiellement des mélanges de matières brisantes et plastifiantes (cires diverses, vaseline, etc.).

Pour les matières explosives, la méthode la plus efficace de protection contre l'incendie est l'exclusion des sources d'inflammation de l'environnement. Plusieurs matières explosives sont sensibles à l'eau ou à diverses matières organiques ayant la capacité de s'oxyder. Pour ces matériaux, les exigences relatives aux conditions de stockage et les règles de stockage au même endroit avec d'autres matériaux doivent être soigneusement étudiées.

Métaux

On sait par la pratique que presque tous les métaux, dans certaines conditions, sont capables de brûler dans l'air atmosphérique. L'acier et l'aluminium de forte épaisseur structurelle, sur la base de leur comportement au feu, sont clairement évalués comme incombustibles. Cependant, les poussières d'aluminium, de fer en fine répartition et les cotons métalliques de fines fibres métalliques peuvent facilement s'enflammer et donc brûler intensément. Les métaux alcalins (lithium, sodium, potassium), les métaux alcalino-terreux (calcium, magnésium, zinc), le zirconium, l'hafnium, le titane, etc. s'enflamment extrêmement facilement sous forme de poudre, de limaille ou de fines bandes. Certains métaux ont une sensibilité tellement élevée qu'ils sont stockés à l'écart de l'air, dans des atmosphères de gaz inerte ou sous un liquide neutre pour les métaux.

Les métaux combustibles et ceux qui sont conditionnés pour brûler produisent des réactions de combustion extrêmement violentes qui sont des processus d'oxydation à grande vitesse libérant des quantités de chaleur considérablement plus élevées que celles observées lors de la combustion de liquides combustibles et inflammables. La combustion des poussières métalliques dans le cas de poudre déposée, après la phase préliminaire d'incandescence, peut évoluer vers une combustion rapide. Avec les poussières agitées et les nuages ​​de poussières qui peuvent en résulter, de graves explosions peuvent se produire. L'activité de combustion et l'affinité pour l'oxygène de certains métaux (tels que le magnésium) sont si élevées qu'après avoir été enflammés, ils continueront à brûler dans certains milieux (par exemple, azote, dioxyde de carbone, atmosphère de vapeur) qui sont utilisés pour éteindre les incendies dérivés de combustibles. matières solides et liquides.

L'extinction des incendies de métaux représente une tâche particulière pour les pompiers. Le choix de l'agent extincteur approprié et le processus dans lequel il est appliqué sont d'une grande importance.

Les incendies de métaux peuvent être maîtrisés par une détection très précoce, l'intervention rapide et appropriée des sapeurs-pompiers selon la méthode la plus efficace et, si possible, l'évacuation des métaux et de tout autre matériau combustible de la zone de combustion ou au moins une réduction de leur quantités.

Une attention particulière doit être portée à la protection contre les rayonnements lors de la combustion de métaux radioactifs (plutonium, uranium). Des mesures préventives doivent être prises pour éviter la pénétration de produits de décomposition toxiques dans les organismes vivants. Par exemple, les métaux alcalins, en raison de leur capacité à réagir violemment avec l'eau, peuvent être éteints uniquement avec des poudres extinctrices sèches. La combustion du magnésium ne peut pas être éteinte avec de l'eau, du dioxyde de carbone, des halons ou de l'azote avec un bon succès, et plus important encore, si ces agents sont utilisés dans la lutte contre les incendies, la situation dangereuse deviendra encore plus grave. Les seuls agents qui peuvent être appliqués avec succès sont les gaz nobles ou, dans certains cas, le trifluorure de bore.

Plastiques et caoutchouc

Les plastiques sont des composés organiques macromoléculaires produits par synthèse ou par modification de matériaux naturels. La structure et la forme de ces matériaux macromoléculaires, produits par des réactions de polymérisation, de polyaddition ou de polycondensation, vont fortement influencer leurs propriétés. Les molécules en chaîne des thermoplastiques (polyamides, polycarbonates, polyesters, polystyrène, polychlorure de vinyle, polyméthyl-métacrylate, etc.) sont linéaires ou ramifiées, les élastomères (néoprène, polysulfures, isoprène, etc.) sont faiblement réticulés, tandis que les plastiques thermodurcissables (duroplastiques : polyalkydes, résines époxy, polyuréthanes, etc.) sont densément réticulés.

Le caoutchouc naturel est utilisé comme matière première par l'industrie du caoutchouc, et après avoir été vulcanisé, le caoutchouc est produit. Les caoutchoucs artificiels, dont la structure est similaire à celle du chaoutchouc naturel, sont des polymères et copolymères de butadiène.

La gamme de produits en plastique et en caoutchouc utilisés dans presque tous les domaines de la vie quotidienne ne cesse de s'élargir. L'utilisation de la grande variété et des excellentes propriétés techniques de ce groupe de matériaux se traduit par des éléments tels que diverses structures de construction, des meubles, des vêtements, des produits de base, des pièces de véhicules et des machines.

En règle générale, en tant que matériaux organiques, les plastiques et le caoutchouc sont également considérés comme des matériaux combustibles. Pour la description de leur comportement au feu, un certain nombre de paramètres sont utilisés qui peuvent être testés par des méthodes spéciales. La connaissance de ces paramètres permet d'attribuer les domaines de leur application (déterminés, pointés, fixés), et d'élaborer les dispositions de sécurité incendie. Ces paramètres sont la combustibilité, l'inflammabilité, la capacité à développer de la fumée, la propension à produire des gaz toxiques et les gouttes brûlantes.

Dans de nombreux cas, la température d'inflammation des plastiques est supérieure à celle du bois ou de tout autre matériau, mais dans la plupart des cas, ils s'enflamment plus facilement et leur combustion se produit plus rapidement et avec une intensité plus élevée. Les incendies de plastiques s'accompagnent souvent de phénomènes désagréables de dégagement de grandes quantités de fumées denses qui peuvent fortement restreindre la visibilité et développer divers gaz toxiques (acide chlorhydrique, phosgène, monoxyde de carbone, cyanure d'hydrogène, gaz nitreux, etc.). Les matériaux thermoplastiques fondent pendant la combustion, puis s'écoulent et, selon leur emplacement (si montés dans ou sur un plafond), produisent des gouttes qui restent dans la zone de combustion et peuvent enflammer les matériaux combustibles situés en dessous.

L'amélioration des propriétés de combustion représente un problème complexe et un « enjeu clé » de la chimie des plastiques. Les agents ignifuges inhibent la combustibilité, l'allumage sera plus lent, le taux de combustion diminuera et la propagation des flammes ralentira. Dans le même temps, la quantité et la densité optique des fumées seront plus élevées et le mélange gazeux produit sera plus toxique.

Poussières

En ce qui concerne l'état physique, les poussières appartiennent aux matériaux solides, mais leurs propriétés physiques et chimiques diffèrent de celles de ces mêmes matériaux sous forme compacte. On sait que les accidents industriels et les catastrophes sont causés par des explosions de poussière. Les matériaux incombustibles sous leur forme habituelle, tels que les métaux, peuvent déclencher une explosion sous forme de poussières mélangées à l'air lorsqu'ils sont affectés par une source d'inflammation, même de faible énergie. Le risque d'explosion existe également avec les poussières de matières combustibles.

La poussière peut constituer un risque d'explosion non seulement lorsqu'elle flotte dans l'air, mais également lorsqu'elle se dépose. Dans les couches de poussière, la chaleur peut s'accumuler et une combustion lente peut se développer à l'intérieur en raison de la capacité accrue des particules à réagir et de leur conductivité thermique plus faible. Ensuite, la poussière peut être agitée par des éclairs et la possibilité d'une explosion de poussière augmentera.

Les particules flottantes en répartition fine présentent un danger plus grave. Semblables aux propriétés d'explosion des gaz et vapeurs combustibles, les poussières ont également une plage spéciale de concentration de poussière dans l'air dans laquelle une explosion peut se produire. Les valeurs limites inférieure et supérieure de la concentration d'explosion et la largeur de la plage de concentration dépendent de la taille et de la distribution des particules. Si la concentration de poussière dépasse la concentration la plus élevée conduisant à une explosion, une partie de la poussière n'est pas détruite par le feu et absorbe de la chaleur, et par conséquent la pression d'explosion développée reste inférieure au maximum. La teneur en humidité de l'air influence également la survenue d'une explosion. A humidité plus élevée, la température d'inflammation du nuage de poussière augmentera proportionnellement à la quantité de chaleur nécessaire à l'évaporation de l'humidité. Si une poussière étrangère inerte est mélangée dans un nuage de poussière, l'explosivité du mélange poussière-air sera réduite. L'effet sera le même si des gaz inertes sont mélangés dans le mélange d'air et de poussière, car la concentration en oxygène nécessaire à la combustion sera plus faible.

L'expérience a montré que toutes les sources d'inflammation, même d'énergie d'inflammation minimale, sont capables d'enflammer des nuages ​​de poussières (flammes nues, arc électrique, étincelle mécanique ou électrostatique, surfaces chaudes, etc.). Selon les résultats d'essais obtenus en laboratoire, la demande d'énergie pour l'inflammation des nuages ​​de poussière est de 20 à 40 fois plus élevée que dans le cas des mélanges de vapeur combustible et d'air.

Les facteurs qui influencent le risque d'explosion pour les poussières déposées sont les propriétés techniques physiques et thermiques de la couche de poussière, la température d'incandescence de la poussière et les propriétés d'inflammation des produits de décomposition libérés par la couche de poussière.

Noir

L'histoire nous apprend que les incendies étaient utiles pour le chauffage et la cuisine mais causaient des dégâts importants dans de nombreuses villes. De nombreuses maisons, de grands bâtiments et parfois des villes entières ont été détruits par le feu.

L'une des premières mesures de prévention des incendies était l'obligation d'éteindre tous les incendies avant la tombée de la nuit. Par exemple, en 872 à Oxford, en Angleterre, les autorités ont ordonné qu'une cloche de couvre-feu soit sonnée au coucher du soleil pour rappeler aux citoyens d'éteindre tous les feux intérieurs pour la nuit (Bugbee 1978). En effet, le mot couvre-feu est dérivé du français couvre-feu qui signifie littéralement "feu de couverture".

La cause des incendies est souvent le résultat d'une action humaine associant combustible et source d'inflammation (par exemple, des déchets de papier stockés à côté d'équipements de chauffage ou des liquides inflammables volatils utilisés à proximité de flammes nues).

Les incendies nécessitent du combustible, une source d'allumage et un mécanisme pour réunir le combustible et la source d'allumage en présence d'air ou d'un autre oxydant. Si des stratégies peuvent être développées pour réduire les charges de combustible, éliminer les sources d'inflammation ou empêcher l'interaction combustible/allumage, alors les pertes par le feu et les décès et blessures humaines peuvent être réduits.

Ces dernières années, on a de plus en plus mis l'accent sur la prévention des incendies comme l'une des mesures les plus rentables pour faire face au problème des incendies. Il est souvent plus facile (et moins coûteux) d'empêcher les incendies de se déclarer que de les contrôler ou de les éteindre une fois qu'ils se sont déclarés.

Ceci est illustré dans le Arbre des concepts de sécurité incendie (NFPA 1991; 1995a) développé par la NFPA aux États-Unis. Cette approche systématique des problèmes de sécurité incendie montre que des objectifs, tels que la réduction des décès par incendie sur le lieu de travail, peuvent être atteints en empêchant l'allumage du feu ou en maîtrisant l'impact du feu.

La prévention des incendies implique inévitablement une modification du comportement humain. Cela nécessite une formation à la sécurité incendie, soutenue par la direction, en utilisant les derniers manuels de formation, normes et autres supports pédagogiques. Dans de nombreux pays, ces stratégies sont renforcées par la loi, obligeant les entreprises à atteindre les objectifs de prévention des incendies dans le cadre de leur engagement en matière de santé et de sécurité au travail envers leurs travailleurs.

L'éducation à la sécurité incendie sera abordée dans la section suivante. Cependant, il existe maintenant des preuves claires dans le commerce et l'industrie du rôle important de la prévention des incendies. Un grand usage est fait à l'échelle internationale des sources suivantes : Lees, Prévention des pertes dans les industries de transformation, tomes 1 et 2 (1980); NFPA 1—Code de prévention des incendies (1992); Règlement sur la gestion de la santé et de la sécurité au travail (ECD 1992); et Manuel de protection contre les incendies de la NFPA (Cote 1991). Celles-ci sont complétées par de nombreuses réglementations, normes et supports de formation élaborés par les gouvernements nationaux, les entreprises et les compagnies d'assurance pour minimiser les pertes de vie et de biens.

Éducation et pratiques en matière de sécurité incendie

Pour qu'un programme de formation à la sécurité incendie soit efficace, il doit y avoir un engagement politique majeur de l'entreprise envers la sécurité et l'élaboration d'un plan efficace qui comporte les étapes suivantes : (a) Phase de planification—établissement des buts et objectifs; (b) Phase de conception et de mise en œuvre ; et (c) Phase d'évaluation du programme — contrôle de l'efficacité.

Buts et objectifs

Gratton (1991), dans un important article sur l'éducation à la sécurité incendie, a défini les différences entre les buts, les objectifs et les pratiques ou stratégies de mise en œuvre. Les objectifs sont des déclarations d'intention générales qui, sur le lieu de travail, peuvent être dites « réduire le nombre d'incendies et ainsi réduire le nombre de décès et de blessures parmi les travailleurs, ainsi que l'impact financier sur les entreprises ».

Les aspects humains et financiers de l'objectif global ne sont pas incompatibles. Les pratiques modernes de gestion des risques ont démontré que l'amélioration de la sécurité des travailleurs grâce à des pratiques efficaces de contrôle des pertes peut être financièrement gratifiante pour l'entreprise et avoir un avantage pour la communauté.

Ces objectifs doivent être traduits en objectifs spécifiques de sécurité incendie pour des entreprises particulières et leur main-d'œuvre. Ces objectifs, qui doivent être mesurables, comprennent généralement des énoncés tels que :

• réduire les accidents industriels et les incendies qui en résultent

• réduire les décès et les blessures causés par le feu

• réduire les dommages aux biens de l'entreprise.

Pour de nombreuses entreprises, il peut y avoir des objectifs supplémentaires tels que la réduction des coûts d'interruption d'activité ou la minimisation de l'exposition à la responsabilité légale.

La tendance de certaines entreprises est de présumer que la conformité aux codes et normes de construction locaux est suffisante pour s'assurer que leurs objectifs de sécurité incendie sont atteints. Cependant, ces codes ont tendance à se concentrer sur la sécurité des personnes, en supposant que des incendies se produiront.

La gestion moderne de la sécurité incendie comprend que la sécurité absolue n'est pas un objectif réaliste, mais fixe des objectifs de performance mesurables pour :

• minimiser les incendies grâce à une prévention efficace des incendies

• fournir des moyens efficaces de limiter l'ampleur et les conséquences des incendies grâce à un équipement et à des procédures d'urgence efficaces

• utiliser une assurance pour se prémunir contre les grands incendies imprévus, en particulier ceux résultant de catastrophes naturelles telles que les tremblements de terre et les feux de brousse.

Conception et réalisation

La conception et la mise en œuvre de programmes d'éducation à la sécurité incendie pour la prévention des incendies dépendent essentiellement de l'élaboration de stratégies bien planifiées et d'une gestion et d'une motivation efficaces des personnes. Il doit y avoir un soutien corporatif fort et absolu pour la mise en œuvre complète d'un programme de sécurité-incendie pour qu'il soit couronné de succès.

L'éventail des stratégies a été identifié par Koffel (1993) et dans les Manuel sur les risques d'incendie industriels (Linville 1990). Ils comprennent:

• promouvoir la politique et les stratégies de l'entreprise en matière de sécurité incendie auprès de tous les employés de l'entreprise

• identifier tous les scénarios d'incendie potentiels et mettre en œuvre des actions appropriées de réduction des risques

• surveiller tous les codes et normes locaux qui définissent la norme de soins dans une industrie particulière

• mettre en œuvre un programme d'administration des pertes pour mesurer toutes les pertes à des fins de comparaison avec les objectifs de performance

• formation de tous les employés aux bonnes techniques de prévention des incendies et d'intervention d'urgence.

• Voici quelques exemples internationaux de stratégies de mise en œuvre :

• cours organisés par la Fire Protection Association (FPA) au Royaume-Uni menant au diplôme européen de prévention des incendies (Welch 1993)

• la création de SweRisk, une filiale de l'Association suédoise de protection contre les incendies, pour aider les entreprises à entreprendre des évaluations des risques et à développer des programmes de prévention des incendies (Jernberg 1993)

• participation massive des citoyens et des travailleurs à la prévention des incendies au Japon selon les normes élaborées par l'Agence japonaise de défense contre les incendies (Hunter 1991)

• formation à la sécurité incendie aux États-Unis grâce à l'utilisation du Manuel de l'éducateur en sécurité incendie (NFPA 1983) et la Manuel d'éducation publique sur les incendies (Osterhoust 1990).

Il est extrêmement important de mesurer l'efficacité des programmes d'éducation à la sécurité incendie. Cette mesure fournit la motivation pour poursuivre le financement, le développement et l'ajustement du programme si nécessaire.

Le meilleur exemple de surveillance et de réussite de l'éducation à la sécurité incendie se trouve probablement aux États-Unis. Le Apprenez à ne pas brûler^Ò programme, visant à éduquer les jeunes en Amérique sur les dangers du feu, a été coordonné par la Division de l'éducation publique de la NFPA. La surveillance et l'analyse en 1990 ont identifié un total de 194 vies sauvées à la suite d'actions appropriées de sécurité des personnes apprises dans les programmes d'éducation à la sécurité incendie. Quelque 30 % de ces vies sauvées sont directement attribuables à la Apprenez à ne pas brûler^Ò programmes.

L'introduction de détecteurs de fumée résidentiels et de programmes d'éducation à la sécurité incendie aux États-Unis a également été suggérée comme les principales raisons de la réduction du nombre de décès par incendie domestique dans ce pays, de 6,015 1978 en 4,050 à 1990 1991 en XNUMX (NFPA, XNUMX).

Pratiques d'entretien ménager industriel

Dans le domaine industriel, Lees (1980) est une sommité internationale. Il a indiqué que dans de nombreuses industries aujourd'hui, le potentiel de très grandes pertes de vie, de blessures graves ou de dommages matériels est beaucoup plus élevé que par le passé. De grands incendies, des explosions et des rejets toxiques peuvent en résulter, en particulier dans les industries pétrochimique et nucléaire.

La prévention des incendies est donc la clé pour minimiser l'allumage des incendies. Les installations industrielles modernes peuvent obtenir de bons résultats en matière de sécurité incendie grâce à des programmes bien gérés de :

• inspections d'entretien ménager et de sécurité

• formation des employés à la prévention des incendies

• entretien et réparation des équipements

• la sécurité et la prévention des incendies criminels (Blye et Bacon 1991).

Un guide utile sur l'importance de l'entretien ménager pour la prévention des incendies dans les locaux commerciaux et industriels est donné par Higgins (1991) dans le NFPA's Manuel de protection contre les incendies.

La valeur d'un bon entretien ménager pour minimiser les charges combustibles et prévenir l'exposition aux sources d'inflammation est reconnue dans les outils informatiques modernes utilisés pour évaluer les risques d'incendie dans les locaux industriels. Le logiciel FREM (Fire Risk Evaluation Method) en Australie identifie l'entretien ménager comme un facteur clé de sécurité incendie (Keith 1994).

Équipement d'utilisation de la chaleur

Les équipements d'utilisation de la chaleur dans le commerce et l'industrie comprennent les fours, les fours, les fours, les déshydrateurs, les séchoirs et les cuves de trempe.

Dans la NFPA Manuel sur les risques d'incendie industriels, Simmons (1990) a identifié les problèmes d'incendie avec l'équipement de chauffage comme étant :

1. la possibilité d'enflammer des matériaux combustibles stockés à proximité
2. les dangers liés au carburant résultant de carburant non brûlé ou d'une combustion incomplète
3. surchauffe entraînant une défaillance de l'équipement
4. inflammation de solvants combustibles, de matières solides ou d'autres produits en cours de traitement.

Ces problèmes d'incendie peuvent être surmontés grâce à une combinaison d'un bon entretien, de contrôles et de verrouillages appropriés, de la formation et des tests des opérateurs, et du nettoyage et de l'entretien dans le cadre d'un programme efficace de prévention des incendies.

Des recommandations détaillées pour les différentes catégories d'équipements d'utilisation de la chaleur sont énoncées dans les Manuel de protection contre les incendies (Cote 1991). Ceux-ci sont résumés ci-dessous.

Fours et fourneaux

Les incendies et les explosions dans les fours et fournaises résultent généralement du combustible utilisé, de substances volatiles fournies par le matériau dans le four ou d'une combinaison des deux. Beaucoup de ces fours ou fournaises fonctionnent à 500 à 1,000 XNUMX °C, ce qui est bien au-dessus de la température d'inflammation de la plupart des matériaux.

Les fours et les chaudières nécessitent une gamme de commandes et de verrouillages pour garantir que les gaz combustibles non brûlés ou les produits de combustion incomplète ne peuvent pas s'accumuler et s'enflammer. En règle générale, ces dangers se développent lors de l'allumage ou pendant les opérations d'arrêt. Par conséquent, une formation spéciale est nécessaire pour s'assurer que les opérateurs suivent toujours les procédures de sécurité.

La construction de bâtiments incombustibles, la séparation des autres équipements et des matériaux combustibles et une certaine forme d'extinction automatique des incendies sont généralement des éléments essentiels d'un système de sécurité incendie pour empêcher la propagation en cas d'incendie.

Fours

Les fours sont utilisés pour sécher le bois (Lataille 1990) et pour traiter ou « cuire » les produits argileux (Hrbacek 1984).

Encore une fois, cet équipement à haute température représente un danger pour son environnement. Une bonne conception de la séparation et un bon entretien sont essentiels pour prévenir les incendies.

Les séchoirs à bois utilisés pour le séchage du bois sont en outre dangereux car le bois lui-même est une charge calorifique élevée et est souvent chauffé à une température proche de sa température d'inflammation. Il est essentiel que les fours soient nettoyés régulièrement pour éviter l'accumulation de petits morceaux de bois et de sciure afin que ceux-ci n'entrent pas en contact avec l'équipement de chauffage. Les fours en matériaux de construction résistants au feu, équipés de gicleurs automatiques et dotés de systèmes de ventilation/circulation d'air de haute qualité sont préférés.

Déshydrateurs et séchoirs

Cet équipement est utilisé pour réduire la teneur en humidité des produits agricoles tels que le lait, les œufs, les céréales, les graines et le foin. Les séchoirs peuvent être à feu direct, auquel cas les produits de la combustion entrent en contact avec le matériau à sécher, ou ils peuvent être à feu indirect. Dans chaque cas, des commandes sont nécessaires pour couper l'alimentation en chaleur en cas de température excessive ou d'incendie dans la sécheuse, le système d'évacuation ou le système de convoyage ou en cas de panne des ventilateurs de circulation d'air. Encore une fois, un nettoyage adéquat pour éviter l'accumulation de produits qui pourraient s'enflammer est nécessaire.

Cuves de trempe

Les principes généraux de la sécurité incendie des bacs de trempe sont identifiés par Ostrowski (1991) et Watts (1990).

Le processus de trempe, ou refroidissement contrôlé, se produit lorsqu'un élément métallique chauffé est immergé dans un réservoir d'huile de trempe. Le processus est entrepris pour durcir ou tremper le matériau par changement métallurgique.

La plupart des huiles de trempe sont des huiles minérales combustibles. Ils doivent être choisis avec soin pour chaque application afin de s'assurer que la température d'inflammation de l'huile est supérieure à la température de fonctionnement du réservoir lorsque les pièces métalliques chaudes sont immergées.

Il est essentiel que l'huile ne déborde pas des côtés du réservoir. Par conséquent, des contrôles de niveau de liquide et des drains appropriés sont essentiels.

L'immersion partielle d'objets chauds est la cause la plus fréquente d'incendies de réservoirs de trempe. Cela peut être évité par un transfert de matériau ou des dispositifs de transport appropriés.

De même, des contrôles appropriés doivent être fournis pour éviter les températures excessives de l'huile et l'entrée d'eau dans le réservoir qui peuvent entraîner un débordement et un incendie majeur dans et autour du réservoir.

Des systèmes d'extinction d'incendie automatiques spécifiques tels que le dioxyde de carbone ou la poudre chimique sèche sont souvent utilisés pour protéger la surface du réservoir. Une protection aérienne par gicleurs automatiques du bâtiment est souhaitable. Dans certains cas, une protection spéciale des opérateurs qui doivent travailler à proximité du réservoir est également requise. Souvent, des systèmes de pulvérisation d'eau sont fournis pour protéger les travailleurs contre l'exposition.

Par-dessus tout, une formation adéquate des travailleurs en intervention d'urgence, y compris l'utilisation d'extincteurs portatifs, est essentielle.

Équipement de procédé chimique

Les opérations visant à modifier chimiquement la nature des matériaux ont souvent été la source de catastrophes majeures, causant de graves dommages aux usines et des décès et des blessures aux travailleurs et aux communautés environnantes. Les risques pour la vie et les biens résultant d'incidents dans les usines de traitement chimique peuvent provenir d'incendies, d'explosions ou de rejets de produits chimiques toxiques. L'énergie de destruction provient souvent d'une réaction chimique incontrôlée des matériaux de traitement, de la combustion de carburants entraînant des ondes de pression ou des niveaux élevés de rayonnement et de missiles volants qui peuvent causer des dommages à de grandes distances.

Exploitation et équipement de l'usine

La première étape de la conception consiste à comprendre les processus chimiques impliqués et leur potentiel de libération d'énergie. Lees (1980) dans son Prévention des pertes dans les industries de transformation décrit en détail les étapes à suivre, notamment :

• conception de processus appropriée

• étude des mécanismes de défaillance et de la fiabilité

• identification des dangers et audits de sécurité

• évaluation des dangers—causes/conséquences.

• L'évaluation des degrés de danger doit examiner :

• émission et dispersion potentielles de produits chimiques, en particulier de substances toxiques et contaminantes

• effets du rayonnement du feu et de la dispersion des produits de combustion

• des explosions, en particulier des ondes de choc de pression qui peuvent détruire d'autres usines et bâtiments.

Plus de détails sur les dangers du procédé et leur contrôle sont donnés dans Directives de l'usine pour la gestion technique de la sécurité des procédés chimiques (AIChE 1993) ; Les propriétés dangereuses de Sax pour les matériaux industriels (Lewis 1979); et la NFPA Manuel sur les risques d'incendie industriels (Linville 1990).

Protection de l'emplacement et de l'exposition

Une fois que les dangers et les conséquences des incendies, des explosions et des rejets toxiques ont été identifiés, l'implantation des usines de traitement chimique peut être entreprise.

Encore une fois, Lees (1980) et Bradford (1991) ont fourni des lignes directrices sur l'emplacement des usines. Les usines doivent être suffisamment séparées des communautés environnantes pour s'assurer que ces communautés ne peuvent pas être affectées par un accident industriel. La technique d'évaluation quantitative des risques (QRA) pour déterminer les distances de séparation est largement utilisée et légiférée dans la conception des usines de traitement chimique.

La catastrophe de Bhopal, en Inde, en 1984 a démontré les conséquences de l'implantation d'une usine chimique trop près d'une communauté : plus de 1,000 XNUMX personnes ont été tuées par des produits chimiques toxiques dans un accident industriel.

La mise à disposition d'un espace de séparation autour des usines chimiques permet également un accès facile pour la lutte contre l'incendie de tous les côtés, quelle que soit la direction du vent.

Les usines chimiques doivent fournir une protection contre l'exposition sous la forme de salles de contrôle antidéflagrantes, de refuges pour les travailleurs et d'équipements de lutte contre l'incendie afin de garantir que les travailleurs sont protégés et qu'une lutte efficace contre l'incendie peut être entreprise après un incident.

Contrôle des déversements

Les déversements de matières inflammables ou dangereuses doivent être limités par une conception de processus appropriée, des vannes à sécurité intégrée et un équipement de détection/contrôle approprié. Cependant, si des déversements importants se produisent, ils doivent être confinés dans des zones entourées de murs, parfois de terre, où ils peuvent brûler sans danger s'ils s'enflamment.

Les incendies dans les systèmes de drainage sont fréquents et une attention particulière doit être portée aux canalisations et aux systèmes d'assainissement.

Risques de transfert de chaleur

L'équipement qui transfère la chaleur d'un fluide chaud vers un fluide plus froid peut être une source d'incendie dans les usines chimiques. Des températures localisées excessives peuvent provoquer la décomposition et la combustion de nombreux matériaux. Cela peut parfois provoquer la rupture de l'équipement de transfert de chaleur et le transfert d'un fluide dans un autre, provoquant une réaction violente indésirable.

Des niveaux élevés d'inspection et d'entretien, y compris le nettoyage de l'équipement de transfert de chaleur, sont essentiels pour un fonctionnement sûr.

Réacteurs

Les réacteurs sont les récipients dans lesquels les processus chimiques souhaités sont entrepris. Ils peuvent être de type continu ou discontinu mais nécessitent une attention particulière à la conception. Les récipients doivent être conçus pour résister aux pressions pouvant résulter d'explosions ou de réactions incontrôlées ou doivent être équipés de dispositifs de décompression appropriés et parfois d'une ventilation d'urgence.

Les mesures de sécurité pour les réacteurs chimiques comprennent :

• instrumentation et contrôles appropriés pour détecter les incidents potentiels, y compris les circuits redondants

• nettoyage, inspection et entretien de haute qualité de l'équipement et des contrôles de sécurité

• formation adéquate des opérateurs en matière de contrôle et d'intervention d'urgence

• matériel d'extinction d'incendie et personnel de lutte contre l'incendie appropriés.

Soudage et coupage

La Factory Mutual Engineering Corporation (FM) Fiche de données sur la prévention des pertes (1977) montre que près de 10 % des pertes de biens industriels sont dues à des incidents de coupage et de soudage de matériaux, généralement des métaux. Il est clair que les températures élevées requises pour faire fondre les métaux lors de ces opérations peuvent déclencher des incendies, tout comme les étincelles générées dans bon nombre de ces processus.

La FM Fiche technique (1977) indique que les matériaux les plus fréquemment impliqués dans les incendies dus au soudage et au coupage sont les liquides inflammables, les dépôts huileux, les poussières combustibles et le bois. Les types de zones industrielles où les accidents sont les plus probables sont les zones de stockage, les chantiers de construction de bâtiments, les installations en cours de réparation ou de modification et les systèmes d'élimination des déchets.

Les étincelles de coupe et de soudage peuvent souvent parcourir jusqu'à 10 m et se loger dans des matériaux combustibles où des feux couvants et plus tard des flammes peuvent se produire.

Procédés électriques

Le soudage à l'arc et le coupage à l'arc sont des exemples de processus impliquant l'électricité pour fournir l'arc qui est la source de chaleur pour la fusion et l'assemblage des métaux. Les éclairs d'étincelles sont courants et la protection des travailleurs contre l'électrocution, les éclairs d'étincelles et le rayonnement d'arc intense est nécessaire.

Procédés de gaz oxycombustible

Ce processus utilise la chaleur de combustion du gaz combustible et de l'oxygène pour générer des flammes à haute température qui font fondre les métaux assemblés ou coupés. Manz (1991) a indiqué que l'acétylène est le gaz combustible le plus largement utilisé en raison de sa température de flamme élevée d'environ 3,000 XNUMX °C.

La présence d'un carburant et d'oxygène à haute pression augmente le risque, ainsi que la fuite de ces gaz de leurs bouteilles de stockage. Il est important de se rappeler que de nombreux matériaux qui ne brûlent pas, ou ne brûlent que lentement dans l'air, brûlent violemment dans l'oxygène pur.

Garanties et précautions

Les bonnes pratiques de sécurité sont identifiées par Manz (1991) dans la NFPA Manuel de protection contre les incendies.

Ces garanties et précautions comprennent :

• la conception, l'installation et l'entretien appropriés de l'équipement de soudage et de coupage, en particulier le stockage et les tests d'étanchéité des bouteilles de carburant et d'oxygène

• préparation adéquate des zones de travail pour éliminer tout risque d'inflammation accidentelle des combustibles environnants

• contrôle de gestion strict sur tous les processus de soudage et de coupage

• formation de tous les opérateurs aux pratiques sécuritaires

• vêtements résistants au feu et protection oculaire appropriés pour les opérateurs et les travailleurs à proximité

• une ventilation adéquate pour empêcher l'exposition des opérateurs ou des travailleurs à proximité aux gaz et vapeurs nocifs.

Des précautions particulières sont requises lors du soudage ou de la découpe de réservoirs ou d'autres récipients ayant contenu des matériaux inflammables. Un guide utile est celui de l'American Welding Society Pratiques sécuritaires recommandées pour la préparation au soudage et au découpage des contenants ayant contenu des substances dangereuses (1988).

Pour les travaux de construction et les modifications, une publication britannique, le Loss Prevention Council's Prévention des incendies sur les chantiers de construction (1992) est utile. Il contient un modèle de permis de travail à chaud pour contrôler les opérations de coupage et de soudage. Cela serait utile pour la gestion de n'importe quelle usine ou site industriel. Un exemple de permis similaire est fourni dans le FM Fiche technique sur le coupage et le soudage (1977).

Protection contre la foudre

La foudre est une cause fréquente d'incendies et de décès de personnes dans de nombreux pays du monde. Par exemple, chaque année, quelque 240 citoyens américains meurent des suites de la foudre.

La foudre est une forme de décharge électrique entre les nuages ​​chargés et la terre. La FM Fiche technique (1984) sur la foudre indique que les coups de foudre peuvent aller de 2,000 200,000 à 5 50 A en raison d'une différence de potentiel de XNUMX à XNUMX millions de V entre les nuages ​​et la terre.

La fréquence de la foudre varie selon les pays et les régions en fonction du nombre de jours d'orage par an pour la localité. Les dégâts que la foudre peut causer dépendent beaucoup de l'état du sol, avec plus de dégâts se produisant dans les zones de haute résistivité de la terre.

Mesures de protection—bâtiments

La norme NFPA 780 Norme pour l'installation de systèmes de protection contre la foudre (1995b) définit les exigences de conception pour la protection des bâtiments. Alors que la théorie exacte des décharges de foudre est encore à l'étude, le principe de base de la protection est de fournir un moyen par lequel une décharge de foudre peut entrer ou sortir de la terre sans endommager le bâtiment protégé.

Les systèmes d'éclairage ont donc deux fonctions :

• pour intercepter la décharge de foudre avant qu'elle ne frappe le bâtiment

• fournir un chemin de décharge inoffensif vers la terre.

• Cela nécessite que les bâtiments soient équipés de :

• paratonnerres ou mâts

• conducteurs de descente

• bonnes connexions à la terre, généralement 10 ohms ou moins.

Plus de détails sur la conception de la protection contre la foudre pour les bâtiments sont fournis par Davis (1991) dans la NFPA Manuel de protection contre les incendies (Cote 1991) et dans le British Standards Institute's Code de pratique (1992).

Les lignes de transmission aériennes, les transformateurs, les sous-stations extérieures et d'autres installations électriques peuvent être endommagés par des coups de foudre directs. Les équipements de transmission électrique peuvent également capter les surtensions et courants induits qui peuvent pénétrer dans les bâtiments. Des incendies, des dommages à l'équipement et de graves interruptions des opérations peuvent en résulter. Des parafoudres sont nécessaires pour détourner ces pics de tension vers la terre grâce à une mise à la terre efficace.

L'utilisation accrue d'équipements informatiques sensibles dans le commerce et l'industrie a rendu les opérations plus sensibles aux surtensions transitoires induites dans les câbles d'alimentation et de communication dans de nombreux bâtiments. Une protection transitoire appropriée est requise et des conseils spéciaux sont fournis dans le British Standards Institute BS 6651:1992, La protection des ouvrages contre la foudre.

Entretien

Un bon entretien des systèmes d'éclairage est essentiel pour une protection efficace. Une attention particulière doit être portée aux connexions à la terre. S'ils ne sont pas efficaces, les systèmes de protection contre la foudre seront inefficaces.

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