EP1221328B1 - Procédé et dispositif utilisant du brouillard d'eau pour la lutte anti-incendie et/ou contres les toxiques dans un tunnel - Google Patents

Procédé et dispositif utilisant du brouillard d'eau pour la lutte anti-incendie et/ou contres les toxiques dans un tunnel Download PDF

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    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/02—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for area conflagrations, e.g. forest fires, subterranean fires
    • A62C3/0221—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for area conflagrations, e.g. forest fires, subterranean fires for tunnels
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A62C3/02—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for area conflagrations, e.g. forest fires, subterranean fires
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    • A62C3/0264—Fire curtains, blankets, walls, fences by creating water curtains
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    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/02—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for area conflagrations, e.g. forest fires, subterranean fires
    • A62C3/0292—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for area conflagrations, e.g. forest fires, subterranean fires by spraying extinguishants directly into the fire

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for protection against fumes generated by a fire and / or toxic especially in tunnels.
  • the present invention which is defined by the appended claims advantageously makes it possible to use the effects of thermal convection and balancing flow to block the smoke in the upper part of the tunnel in order to avoid as long as possible that the fumes do not go down and asphyxiate the people.
  • the main feature of the present invention is that by generating a water mist at the bottom of a closed volume or a tunnel, it acts directly on the heat transfers and the balancing flows.
  • the invention is also characterized by the implementation of a device capable of generating a water mist so as to limit its height to about 2 meters in the tunnel volume over its entire length or in a part thereof for the specific purpose of preventing the fallout of smoke and / or a toxic aerosol. (figure 1)
  • the process allows to "block” the fumes in the upper part of the tunnel preventing them from going down, allowing people to move safely, in a "saving” fog out of toxic fumes.
  • This process has the great advantage on the one hand, to secure people by preventing fumes from going down thanks to a "saving" water mist, on the other hand, by protecting them from heat and thermal radiation, and moreover not to disturb the extraction of fumes.
  • the Mont Blanc tunnel disaster highlighted the deadly effects caused by fumes and toxins resulting from a fire. Indeed, it is known that very quickly the fumes are destratifying and expanding in all the volume, this is mainly due to the pressure difference induced by the difference in temperature between the top and the bottom of the tunnel, which, as a result, separates into two volumes, a high volume and a low volume, which generates balancing flows. As a result, users are even very far from the disaster can be endangered not only by fumes but also by toxic gases or powders. To combat these effects, the present invention provides an advantageous, simple and effective method.
  • the method of the invention consists in creating, with the aid of a cloud of droplets of water generated at the bottom and which heavier than the ambient air, flow and form a cloud occupying the lower part of the tunnel, forming a "vault” preventing air movement between the floor and the ceiling of the tunnel.
  • This "vault” creating a significant pressure drop and forming an obstacle to fumes, limits the movement of air and smoke in the upper part of the tunnel above the water mist. We therefore understand the great interest of this process that promotes the evacuation of people and facilitates access to relief.
  • the method of the invention can give rise to various applications including to prevent the spread of fumes, reduce or even prevent the spread of chemical pollutants, especially to the lower part of a tunnel.
  • the process will therefore have the advantage of preventing the smoke from going down, but also to fight against all the effects of the fire, and in particular to prevent its expansion, because as the cloud of droplets encompass the part the fire will weaken, it is obvious that even if the droplets do not succeed in extinguishing it, it will be circumscribed rapidly, thus allowing the emergency services to approach it more easily.
  • the process will allow people in the tunnel, either to flee to the outside, or to join a shelter, Of course, it would be desirable that the shelter is also protected, as proposed by another recent patent, the combination of both would multiply the benefits.
  • the method provides for the implementation of a device for achieving the proposed purpose.
  • the tunnel device according to the invention is equipped with a device, which will therefore generate a cloud of droplets limited to a height allowing on the one hand to block the smoke in the upper part, on the other hand to allow people to move in. security in a cloud of droplets.
  • This device will work either on the total length of the tunnel, or by "Cantons” in this case it will work sequentially and the sequence can be mobile as needed.
  • the sequence corresponds to one or more cantons or sections serviced together or successively, the sequence must always be “calibrated” so that in all cases the cloud of droplets occupies the lower half of the tunnel to the right of the fire zone.
  • the device provides the possibility of implementing a programmed automaton so as to actuate the sections as and when required, by successive opening of the solenoid valves or manual valves.
  • the device of the invention operates in the following manner: detection of the fire by an appropriate means for example detection from the operator by camera, or by infrared which can be preceded or confirmed by a smoke and / or thermal detection.
  • the various detection means installed from one end to the other end of the tunnel give the information to the PLC that controls the opening of the zones to be misted, the PLC is programmed so that it opens systematically a section of fog upstream of people and / or vehicles in motion and closes the section downstream as and when advancement which has the advantage of protecting people and property and facilitate and more secure rescue intervention.
  • the device also provides for the installation of nozzles installed in the upper part of the tunnel, but the nozzles would be used only by the emergency services, when they would find it useful.
  • controller is programmed to implement the means for pressurizing and supplying water to the device.
  • the device provides that the user of the tunnel has the ability to trigger the water fog at the bottom of the tunnel by pressing one of the "punches” that will be arranged along the tunnel at a suitable distance.
  • a tunnel equipped with a device comprising: one or more main pipes which pass through the tunnel from one end to the other (1), secondary lines ( 2) connected in branches (3) of or main lines, solenoid valves (6) of the manual valves (16) of the water mist nozzles (4) installed on bypass tees (5) and located about 2 meters from height in the lower part of the tunnel on the secondary pipes and distributed to allow the water mist to cover only the lower part of the tunnel to prevent fumes from descending.
  • the device can operate manually, but it is possible and even advisable to operate it remotely automatically, or through an operator, in this case the device also comprises: a solenoid valve (6) controlled by a punch (17) and / or by a an automaton (8) and / or by an operator (18) remotely via an electric or optical or radio wire network (7), infrared, thermocouple (9), thermobelocimetric (10) and / or smoke detectors (11).
  • a non-pressurized tank, (14) a thermal and / or low or high pressure electric pumping unit (12) controlled by an automaton, a pressurized tank (13) controlled by an automaton .
  • Another possibility would be the installation of a reservoir at a height sufficient to supply the main network. It is also possible to install nozzles in the upper part of the tunnel which could only be used by the emergency services, and when the danger created by the fumes would be eliminated (15). There is a set of valves and valves enabling the connection to be made. from the device to the fire network when it exists, as well as the manual operation of the device, likewise the appropriate frost protection is provided, either by antifreeze, insulator or heater if necessary. It is of course possible to connect to the device, an additive injection system, either against fire or against pollution by chemical, a neutralizer for example, if necessary.

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Description

  • La présente invention concerne un procédé et un dispositif de protection contre les fumées générées par un incendie et/ou des toxiques notamment dans les tunnels.
  • Il est connu de WO-A-01/26739 , qui appartient à l'état de la technique au sens de l'article 54(3) CBE, d'arroser la partie supérieure de la bâche d'une remorque avec un produit à base d'eau. Il est également connu de DE-U-299 11 569 de projeter un solvant dans un tunnel à la fois en parties haute et basse, ce qui ne permet pas de protéger les personnes qui s'y trouvent dans la mesure où une circulation d'air a lieu verticalement dans le Tunnel.
  • La présente invention qui est définie par les revendications ci-jointes permet avantageusement d'utiliser les effets de convection thermique et d'écoulement d'équilibrage pour bloquer la fumée en partie haute du tunnel afin d'éviter le plus longtemps possible que les fumées ne redescendent et asphyxies les personnes.
  • La présente invention se caractérise principalement par le fait qu'en générant un brouillard d'eau en partie basse d'un volume clos ou d'un tunnel, elle agit directement sur les transferts thermiques et les écoulements d'équilibrage. L'invention se caractérise aussi par la mise en oeuvre d'un dispositif capable de générer un brouillard d'eau de façon à limiter sa hauteur à environ 2 mètres dans le volume du tunnel sur toute sa longueur ou dans une partie de celui-ci dans le but précis d'empêcher la retombée des fumées et / ou d'un aérosol toxique. (figure 1)
  • En limitant la hauteur du brouillard le procédé permet de « bloquer» les fumées en partie haute du tunnel les empêchant de descendre, ce qui permet aux personnes de se déplacer sans danger, dans un brouillard « salvateur» hors des fumées toxiques.
  • Il est donc très facile de comprendre que ce procédé, c'est à dire la projection et la mise en oeuvre d'un brouillard d'eau limité en partie basse du tunnel à une hauteur d'environ deux mètres, apporte une solution extraordinairement efficace et économique pour lutter contre les effets des fumées produites lors d'un incendie de tunnel.
  • On comprend qu'il sera souhaitable, de faire fonctionner le système d'extraction de fumée, ce qui renforcera l'effet de stratification des fumées en partie haute du tunnel.
  • Ce procédé a donc l'extrême avantage d'une part, de sécuriser les personnes en empêchant les fumées de descendre grâce à un brouillard d'eau « salvateur », d'autre part, en les protégeant de la chaleur et des rayonnements thermiques, et de plus de ne pas perturber l'extraction des fumées.
  • La catastrophe du tunnel du Mont Blanc a mis en évidence les effets mortels provoqués par les fumées et les toxiques issus d'un incendie. On sait en effet que très rapidement les fumées se déstratifient et s'expansent dans tous le volume, cela est principalement dû à la différence de pression induite par la différence de température entre le haut et le bas du tunnel, qui, de ce fait se sépare en deux volumes, un volume haut et un volume bas, ce qui engendre des écoulements d'équilibrage. De ce fait, des usagers se trouvant même très loin du sinistre peuvent être menacés, non seulement par les fumées mais aussi par des gaz ou des pulvérulents toxiques. Pour lutter contre ces effets, la présente invention propose un procédé avantageux, simple et efficace.
  • Le procédé de l'invention consiste à créer à l'aide d'un nuage de gouttelettes d'eau générées en partie basse et qui plus lourdes que l'air ambiant, s'écoulent et forment un nuage occupant la partie inférieure du tunnel, formant une « voûte » empêchant les mouvements d'air entre le sol et le plafond du tunnel. Cette « voûte» en créant une perte de charge importante et formant obstacle aux fumées, limite le mouvement de l'air et des fumées en partie haute du tunnel au dessus du brouillard d'eau. On comprend donc le grand intérêt de ce procédé qui favorise l'évacuation des personnes et facilite l'accès des secours. Le procédé de l'invention peut donner lieu à différentes applications notamment permettre d'empêcher la propagation des fumées, réduire, voire empêcher la propagation de polluants chimiques, notamment vers la partie basse d'un tunnel. Nos études et essais privés ont montré que le procédé du nuage de gouttelettes d'eau limité en partie basse du tunnel est efficace pour réaliser le confinement en partie haute des fumées produites par un incendie. On a pu constater que la propagation des fumées est stoppée vers le bas et reste limitée en partie haute, on a constaté aussi que le « bouchon » de fumée se déplace facilement au dessus du nuage de gouttelettes dans le sens de l'écoulement d'air. On constate aussi que la vision à l'intérieur du nuage de gouttelettes reste possible et qu'une personne peut se déplacer sans trop grande difficulté. On comprend que ce procédé peut être également appliqué dans d'autres lieux. On entend par brouillard d'eau une pulvérisation d'eau sous forme de gouttelettes de diamètres suffisants pour ne pas s'expanser vers le haut du tunnel.
  • Le procédé aura donc l'avantage d'empêcher les fumées de descendre, mais aussi de lutter contre tous les effets de l'incendie, et notamment d'empêcher son expansion, car au fur et à mesure que le nuage de gouttelettes englobera la partie basse de l'incendie, celui-ci s'affaibliera, il est évident que même dans le cas où les gouttelettes n'arriveraient pas à l'éteindre, il sera circonscrit rapidement permettant ainsi aux services de secours de l'approcher plus facilement. En résumé le procédé permettra aux personnes se trouvant dans le tunnel, soit de fuir vers l'extérieur, soit de rejoindre un refuge, Bien entendu, il serait souhaitable que le refuge soit aussi protégé, tel que le propose un autre brevet récent, la combinaison des deux multplierait les avantages. Le procédé prévoit la mise en oeuvre d'un dispositif pour parvenir au but proposé. Le dispositif tunnel selon l'invention est équipé d'un dispositif, qui générera donc un nuage de gouttelettes limité à une hauteur permettant d'une part de bloquer la fumée en partie haute, d'autre part de permettre aux personnes de se déplacer en sécurité dans un nuage de gouttelettes. Ce dispositif fonctionnera soit sur la longueur totale du tunnel, soit par « cantons » dans ce cas il fonctionnera séquentiellement et la séquence pourra être mobile selon les besoins. La séquence correspond à un ou plusieurs cantons ou tronçons mis en services ensemble ou successivement, la séquence devra toujours être « calibrée» pour que dans tous les cas le nuage de gouttelettes occupe la moitié basse du tunnel au droit de la zone en feu. On fera en sorte que le brouillard émis soit avantageusement généré non seulement sur la zone, mais aussi à l'avant et à l'arrière de la zone en feu, que la séquence soit fixe ou mobile Pour parvenir à ce résultat le dispositif prévoit la possibilité de mettre en oeuvre un automate programmé de façon à actionner les tronçons au fur et à mesure des besoins, par ouverture successive des électrovannes ou des vannes manuelles.
  • Il est facile de comprendre que le dispositif de l'invention fonctionne de la manière suivante : détection de l'incendie par un moyen approprié par exemple détection à partir de l'opérateur par caméra, ou par infrarouge qui peut être précédé ou confirmé par une détection de fumée et / ou thermique. Les divers moyens de détection installés d'une extrémité à l'autre du tunnel, donnent les informations à l'automate programmable qui commande l'ouverture de ou des zones à brumiser, l'automate est programmé de façon à ce qu'il ouvre systématiquement un tronçon de brouillard en amont des personnes et ou des véhicules en mouvements et ferme le tronçon en aval au fur et à mesure de l'avancement ce qui a comme avantage de protéger les personnes et les biens et de faciliter et plus sécuriser l'intervention des secours.
  • Le dispositif prévoit aussi la mise en oeuvre de buses installées en partie haute du tunnel, mais les buses ne seraient utilisées que par les services de secours, lorsqu'ils le jugeraient utile.
  • Il est prévu que l'automate soit programmé pour mettre en oeuvre le ou les moyens de mise en pression et d'alimentation en eau du dispositif.
  • Le dispositif prévoit que l'usager du tunnel a la possibilité de déclencher le brouillard d'eau en partie basse du tunnel en appuyant sur un des « coups de poing » qui seront disposés le long du tunnel à une distance appropriée.
  • Pour obtenir les effets du procédé de l'invention on peut mettre en oeuvre un tunnel équipé d'un dispositif comprenant : - une ou des canalisations principales qui traversent le tunnel d'une extrémité à l'autre (1), des canalisations secondaires (2) raccordées en dérivations (3) de ou des canalisations principales, des électrovannes (6) des vannes manuelles (16) des buses brouillard d'eau (4) installées sur des tés en dérivation (5) et situées à environ 2 mètres de hauteur en partie basse du tunnel sur les canalisation secondaires et réparties afin de permettre au brouillard d'eau de ne couvrir que la partie basse du tunnel pour empêcher les fumées de descendre . Le dispositif peut fonctionner de façon manuelle, mais il est possible et même conseillé de le faire fonctionner à distance de façon automatique, ou par l'intermédiaire d'un opérateur, dans ce cas le dispositif comprend aussi : une électrovanne (6) commandée par un coup de poing (17) et / ou par un automate (8) et / ou par un opérateur (18) à distance par réseau filaire électrique ou optique ou radio (7), des détecteurs infrarouge, thermocouple (9), thermovélocimétrique (10) et / ou de fumées (11). En secours du réseau incendie, il est possible de rajouter un réservoir non pressurisé, (14) un groupe de pompage thermique et / ou électrique basse ou haute pression (12) commandé par un automate, un réservoir pressurisé (13) commandé par un automate.
  • Une autre possibilité serait la mise en place d'un réservoir à une hauteur suffisante pour alimenter le réseau principal. Il est aussi possible d'installer des buses en partie haute du tunnel qui ne seraient utilisables que par les services de secours, et lorsque le danger produit par les fumées serait écarté (15) Il est prévu un ensemble de vannes et clapets permettant le raccordement du dispositif au réseau incendie lorsqu'il existe, ainsi que le fonctionnement manuel du dispositif, de même il est prévu la mise hors gel appropriée, soit par antigel, isolant ou réchauffeur si besoin est. Il est bien entendu possible de raccorder sur le dispositif, un système d'injection d'additifs, soit contre l'incendie soit contre les pollutions par produit chimique, un neutralisant par exemple, en cas de besoin.

Claims (10)

  1. Procédé de protection contre les effets d'un incendie et/ou de toxiques dans un tunnel, caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à générer un brouillard d'eau limité en partie basse du tunnel, sur une hauteur limitée à environ 2 mètres à partir du sol.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le brouillard est généré sur la longueur totale du tunnel.
  3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le brouillard est généré de façon séquentielle sur la longueur du tunnel.
  4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la séquence de génération du brouillard est déterminée en fonction de la zone de feu dans le tunnel.
  5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le brouillard est généré de telle sorte que la nuage de gouttelettes d'eau occupe la moitié basse du tunnel, au droit de la zone en feu.
  6. Tunnel équipé d'un dispositif de protection contre les effets d'un incendie et/ou de toxiques, caractérisé en ce que le dispositif de protection comprend des moyens (1-17) de génération d'un brouillard d'eau limité en partie basse du tunnel, lesdits moyens comprenant des buses installées à environ 2 mètres de hauteur dans le tunnel.
  7. Tunnel selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent des organes automatiques (8-11) et/ou manuels (16, 17) de commande desdites buses (4).
  8. Tunnel selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits organes de commande comprennent une électrovanne (6) commandée par un coup de poing (17) et/ou par un automate (8) et/ou par un opérateur (18), par un réseau filaire électrique ou optique ou radio (7), des détecteurs de type infrarouge, thermocouple (9), thermovelocimétrique (10) et/ou des détecteurs de fumées (11).
  9. Tunnel selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le dispositif de protection est apte à être commandé à distance.
  10. Tunnel selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le dispositif de protection comprend au moins une canalisation principale (1) traversant le tunnel d'une extrémité à l'autre, des canalisations secondaires (2) raccordées en dérivation (3) sur la ou les canalisations principales et des vannes (6, 16) d'alimentation des buses (4).
EP01430001A 2001-01-09 2001-01-09 Procédé et dispositif utilisant du brouillard d'eau pour la lutte anti-incendie et/ou contres les toxiques dans un tunnel Expired - Lifetime EP1221328B1 (fr)

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