FR2999637A1 - Dispositif de confinement a rideau sec - Google Patents

Abstract

L'objet de l'invention est un dispositif de confinement caractérisé en ce qu'il comporte un rideau sec (3, 27) de dimensions supérieures aux dimensions d'une surface de décharge à reconfiner formée par une ouverture d'un bâtiment, comme par exemple une porte, ledit rideau se déployant en réponse à une onde de surpression émise par une explosion. Avantageusement, le rideau (3, 27) est disposé dans une enveloppe (1, 26) et est libéré de l'enveloppe et déployé en réponse à l'onde de surpression émise par l'explosion.

Description

DISPOSITIF DE CONFINEMENT A RIDEAU SEC Arrière plan de l'invention Domaine de l'invention L'invention concerne le domaine du confinement de procédés comportant des risques élevés d'émission de substances particulièrement toxiques ou radioactives. Elle concerne plus généralement la sécurisation des infrastructures mettant en jeu des processus à haut risque lorsque sont présents des risques d'explosion (pyrotechnique, chimique, ...) et des risques d'émission de substances chimiques toxiques ou de substances radioactives. Son objectif est d'assurer une protection collective en sécurité industrielle et civile. Arrière plan technologique Lorsqu'un procédé met en présence des risques élevés d'explosion avec des risques élevés d'émission de substances particulièrement toxiques ou radioactives, il est souhaitable d'assurer un confinement du procédé dans une infrastructure telle qu'un bâtiment s'opposant à la dissémination de ces substances. En fonction de la quantité d'énergie mise en jeu en cas d'explosion, il peut être illusoire, ou tout du moins prohibitif, de réaliser un bâtiment totalement étanche à l'explosion. Dans le cas d'un bâtiment non étanche, il est possible de limiter la quantité d'effluents émis en définissant une surface de décharge qui va permettre de conserver l'intégrité du bâtiment, cette surface de décharge fonctionnant en 30 soupape de décharge.

Dans le cadre de la présente invention on se place dans une configuration pour laquelle le bâtiment résiste à l'explosion et ne s'effondre pas. Même si une partie des substances toxiques ou radioactives est émise au moment de l'explosion au travers de la surface de décharge du bâtiment, un reconfinement immédiat du bâtiment au niveau de la surface de décharge est très bénéfique et permet de fortement limiter, voire annuler, les émissions gazeuses ou particulaires après l'explosion et ainsi de limiter les risques d'effets délétères sur les personnels et les populations environnantes. Les solutions de confinement pour une protection collective dans le domaine des risques industriels sont à des stades de développement différents. En cas d'incendie, le confinement par rideau d'eau déclenché sur détection incendie et cloisonnement coupe-feu sont aujourd'hui largement utilisés et de nombreux dispositifs réalisés selon sur ce principe sont disponibles.

La réalisation de zones de confinement d'émissions gazeuses ou particulaires est bien connue pour les installations ne comportant pas de risque d'explosion. Pour des zones totalement déconfinées les technologies d'abattement par rideau d'eau sont largement employées.

Les inconvénients du confinement par rideau d'eau sont son efficacité décroissante dans le temps et son autonomie limitée ou nécessitant une alimentation continue en eau. Il existe aussi une technologie de reconfinement par porte mobile automatique ou commandée mais le problème principal est de garantir l'état fonctionnel de la porte après les effets de l'explosion et notamment l'onde de choc, les chocs de fragments ou la déformation du bâtiment. En outre ces portes ont un temps de mise en oeuvre non négligeable. Brève description de l'invention La présente invention vise à fournir une solution de reconfinement à très court temps de réponse, à haute efficacité et étanchéité, à haute fiabilité et résistante aux agressions liées à l'explosion initiale : onde de choc, fragments, déformation du bâtiment.

Pour ce faire l'invention propose d'utiliser un rideau sec, surdimensionné par rapport aux dimensions de la surface à reconfiner, conçu pour fonctionner de manière autonome et protégé vis à vis de l'explosion initiale. Plus particulièrement la présente invention propose un dispositif de confinement d'un bâtiment qui comporte un rideau sec de dimensions supérieures aux dimensions d'une surface de décharge à reconfiner formée par une ouverture du bâtiment, comme par exemple une porte, ledit rideau étant configuré pour se déployer en réponse à une onde de surpression émise par une explosion.

Selon un mode de réalisation préférentiel du dispositif, ce dernier comporte une enveloppe dans lequel le rideau est disposé, le dispositif étant tel que le rideau est libéré de l'enveloppe et déployé en réponse à l'onde de surpression émise par l'explosion. Le rideau sec est préférablement placé sur une face externe d'un linteau de l'encadrement de l'ouverture du bâtiment, l'explosion étant susceptible de se produire à l'intérieur du bâtiment. Le matériau du rideau est avantageusement constitué d'une trame tissée d'un tissu technique enduite sur les deux faces d'une ou plusieurs couches d'un matériau adapté à assurer l'étanchéité du rideau et chimiquement compatible avec les gaz dégagés lors de l'explosion. Le rideau est avantageusement muni de raidisseurs horizontaux. Le rideau comporte préférablement une barre de lest inférieure d'aide au déploiement du rideau. La barre de lest est avantageusement munie d'un joint sous le rideau, ledit joint étant adapté à assurer l'étanchéité du rideau en partie basse du rideau. Avantageusement, le dispositif de confinement comporte en outre un système d'extraction des gaz permettant de mettre le bâtiment en dépression après l'explosion en sorte de plaquer le rideau contre un encadrement de l'ouverture.

Selon un premier mode de réalisation, le rideau est replié dans un coffre comportant un panneau inférieur d'arrachement qui, sous l'action de l'onde de surpression d'une explosion, est adapté à éjecter le coffre et libérer le rideau susceptible de se déployer sous la seule action de la gravité.

Selon un deuxième mode de réalisation, le dispositif comporte des vérins pneumatiques rétractables de libération du rideau, comporte des allumeurs pyrotechniques d'activation des vérins et comporte une chaîne de détection d'explosion adaptée pour générer un signal électrique d'activation des allumeurs. Selon un troisième mode de réalisation, le dispositif comporte des vérins électriques rétractables de libération du rideau et une chaîne de détection d'explosion adaptée à générer un signal électrique d'activation des vérins. Le dispositif comporte avantageusement une enveloppe souple dans laquelle le rideau est lové ou enroulé, l'enveloppe étant retenue par les vérins au moyen d'ceillets retenant l'enveloppe souple avant rétractation des vérins. Dans ce cas, le rideau se déploie préférablement suite au relâchement de l'enveloppe suite à rétractation des vérins. Le dispositif comporte avantageusement une alimentation électrique sécurisée. Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront apparents à la lecture de la description qui suit d'exemples non limitatifs accompagnée des dessins qui représentent: aux figures 1A et 1B: des vues en coupe de côté d'un dispositif selon un premier mode de réalisation de l'invention; aux figures 2A et 2B: des vues en coupe de côté d'un dispositif selon un deuxième mode de réalisation de l'invention; en figure 3 un détail d'un dispositif selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Description détaillée de modes de réalisation de l'invention L'invention prévoit un dispositif comportant un rideau sec disposé de façon à pouvoir confiner ou reconfiner une zone de décharge, par exemple une porte, en réponse à une explosion. Le dispositif de l'invention est réalisé en sorte d'être de déploiement rapide et peu susceptible d'être mis en défaut suite à une explosion. L'exemple de réalisation décrit aux figures 1A et 1B respectivement avant déploiement et après déploiement du rideau sec correspond à un premier mode de réalisation de l'invention pour lequel le rideau est logé dans un coffre amovible. Selon la figure 1A, le rideau 3 est placé dans un coffre 1 lui-même placé sur la face externe du linteau de la porte à reconfiner.

Le dispositif disposé à l'extérieur du bâtiment à reconfiner est ainsi protégé par le linteau des projections issues d'une explosion. Le rideau est fixé à une tôle d'interface 12 elle-même fixée au mur au dessus de la porte. La tôle est de faible épaisseur ce qui permet d'obtenir une interface relativement souple, capable de supporter les déformations du linteau sous la contrainte des ondes de surpression d'une explosion. Le matériau du rideau est choisi en fonction des performances de résistance chimique nécessaires mais est typiquement constitué d'une trame tissée enduite sur les deux faces d'une ou plusieurs couches d'un ou plusieurs matériaux d'étanchéité, la trame étant en outre munie de raidisseurs horizontaux répartis sur toute la hauteur du rideau. Le rideau comporte une barre de lest inférieure 4 qui est munie d'un joint 5 , par exemple un joint en mousse, EPDM dont la fonction est notamment de compenser des différences de hauteur du sol ou du rideau ou de parallélisme entre le rideau et le sol et qui permet d'assurer l'étanchéité du rideau en partie basse, la hauteur du rideau déroulé étant légèrement supérieure, par exemple de l'ordre de 1 cm, à la distance entre le fil haut du rideau et le sol. Le bâtiment peut en outre être muni d'un système d'extraction des gaz non représenté, ce système permettant de mettre en dépression le local après l'explosion et donc d'assurer une meilleure étanchéité périphérique du rideau en le plaquant contre l'encadrement de l'ouverture. Le dispositif comprend un panneau d'arrachement 8 en portée visuelle du centre d'explosion. Ce panneau fixé au coffre 1 va, sous l'action de l'onde de surpression d'une explosion, éjecter le coffre et libérer le rideau qui se déploie et chute alors sous la seule action de la gravité, du fait de son poids et du poids de la barre de lest située en partie basse du rideau. Selon la figure 1A, le rideau est disposé en écheveaux dans un coffre en tôles d'acier. Une paroi supérieure 110 du coffre est posée sur un support 6 lié à une plaque d'interface par des liaisons de montage 2 et le coffre 1 tient en appui simple sur le support 6. Deux interfaces de levage 11 soudées au coffre permettent un montage aisé de l'ensemble à l'aide d'un chariot à fourches.

Le support 6 du coffre est constitué de deux équerres disposées aux extrémités du rideau et ne gênant pas sont déploiement, sur lesquelles reposent des barres en acier qui s'étendent au dessus du rideau et supportant le coffre 1. Ainsi les supports 6 et les barres qui s'étendent entre eux sont reçus à l'intérieur du coffre. Cette conception selon laquelle la face supérieure 110 du coffre repose sur des barres permet lorsque le coffre est en train de s'éjecter, que la contrainte de surpression s'applique à l'intérieur du coffre et non sur le support pour poursuivre correctement l'éjection du coffre. Le rideau pour sa part repose sur la face inférieure 111 du coffre.

L'éjection du coffre est provoquée par la contrainte de l'onde de surpression sur le panneau d'arrachement 8 qui est positionné sous le linteau. L'impulsion transmise provoque alors la rotation puis l'éjection du coffre et la libération du rideau 3. La mise en place de jambes de force 7 permet de transmettre l'effort d'arrachement à l'ensemble du coffre et non de déformer uniquement le panneau d'arrachement 8. Dès que l'effacement du coffre est suffisant, le rideau chute et se déploie sous son poids et celui de la barre de lest 4 et vient se plaquer contre le dormant autour de l'ouverture. Des moyens de freinage en fin de course réalisés ici par des adhésifs mécaniques 10 tels que connus sous la marque velcro liant le dernier écheveau, permettent de ralentir la barre de lest 4 en fin de chute et d'éviter sa détérioration. Cette barre de lest 4 comprend un joint de compensation en mousse 5 qui permet d'assurer l'étanchéité en partie basse du rideau.

Des raidisseurs 9 sont régulièrement répartis dans le rideau 3. Les raidisseurs sont selon l'exemple constitués par un profilé. Pour positionner ce profilé, une bande de tissu est cousue localement sur le tissu du 2 9 9 96 3 7 7 rideau par exemple en laissant une ouverture longitudinale et le profilé est glissé par l'ouverture entre les deux tissus. La longueur du profilé est telle que le profilé s'appuie sur les linteaux de la porte de façon à retenir le rideau mais les profilés sont plus courts que la 5 largeur du rideau de telle façon que des bandes de rideau au delà des profilés gardent leur souplesse et puissent faire joint avec le mur. Une fois en place, le rideau ne nécessite aucun apport d'énergie ou autre consommable, il peut ainsi assurer sa fonction sans interventions ou maintenance. 10 Pour une porte de 4 m de largeur, en considérant un débordement du rideau de 50 cm de chaque côté du dormant et en considérant des écheveaux d'environ 0,5 m, il faut un coffre sous forme d'un parallélépipède d'environ 0,6 x 0,4 x 5 m. Le coffre peut par exemple être réalisé en tôle d'acier de 2 mm et 15 comporter un panneau d'arrachement d'environ 0,3 m de haut. La masse du coffre est alors d'environ 150 kg. Une faible explosion fixée par exemple à 40 g de TNT, localisée au sol à 5 m de la porte générera un pic de surpression dynamique d'environ 7 000 Pa sur le panneau d'arrachement ce qui conduit à un pic de contrainte dynamique de 5 20 600 N, largement suffisant pour assurer l'arrachement du coffre. La durée de mise en place du rideau peut être estimée à moins d'une seconde puisque son déploiement correspond approximativement à une chute libre de 4 m de haut. Il est à noter que le coffre peut être divisé sur la largeur de la porte en 25 plusieurs parties pour qu'une déformation du mur suite à l'explosion ne bloque pas le système de descente du rideau. La figure 1B représente le rideau déployé le long de l'encadrement de la porte avec le joint de compensation 5 qui repose sur le sol. L'exemple des figures 2A et 2B correspond à un dispositif piloté qui utilise 30 un rideau sec libéré par des vérins rétractables. Selon ce mode de réalisation, les vérins sont des vérins pneumatiques rétractables.

Ces vérins rétractables sont activés par des allumeurs pyrotechniques eux-mêmes mis à feu par un signal électrique provenant d'une chaîne de détection d'explosion. Cette chaîne de détection d'explosion pourra être du type de celle décrite dans le brevet US 6 031 462 A.

Le dispositif de ce mode de réalisation est un dispositif autonome dans la mesure où il utilise une alimentation électrique sécurisée, par exemple une alimentation secteur secourue par des batteries. Selon la figure 2A, le rideau 27 est enroulé sur lui même et retenu par dans une enveloppe de stockage souple 26, fixée d'une part sur la structure principale 33 et d'autre part suspendue à deux vérins rétractables 23 par l'intermédiaire de deux boucle métalliques en appui glissant sur la tige 45 de chaque vérin 23. la structure principale 33 est elle-même solidaire du linteau du local à protéger et les vérins 23 sont solidaires de la structure principale 33.

Chaque vérin 23, typiquement vérin de type double action monté en action de rétraction, est activé par un inflammateur pyrotechnique 22. Les deux allumeurs 22 sont activés par une chaîne de détection de surpression à capteur et contrôleur de type connu et non décrite ici. Les allumeurs comportent une résistance électrique sur laquelle se trouve un mélange pyrotechnique. Lorsqu'un courant d'une intensité suffisante circule dans la résistance durant un temps donné, le mélange pyrotechnique brûle ce qui génère un gaz actionnant le vérin pneumatique. Les vérins 23, les allumeurs 22 et le rideau 27 sont protégés des intempéries, de la poussière et des agressions mécaniques par un capot 21.

Le capot 21 est lié à la structure principale 33 et comporte un retour vertical 210 qui vient limiter la course des boucles métalliques ou oeillets sur les tiges 45 de chaque vérin 23. Ceci permet d'éviter une chute intempestive du rideau par sortie des boucles métalliques des tiges des vérins. De plus, une goupille 24 peut être mise en place lors des opérations de 30 montage/démontage de l'ensemble ou sa maintenance afin d'empêcher une chute intempestive du rideau 27. Deux panneaux latéraux 30 protègent le rideau des agressions mécaniques latérales.

Suite à la détection d'une explosion, le signal électrique émis par la chaîne de détection provoque l'inflammation des deux allumeurs 22 et par suite la rétractation des axes des vérins 23. Ce mouvement des axes libère les boucles métalliques de l'enveloppe de stockage 26 qui s'efface au passage du rideau 27 qui se déploie sous l'action de la gravité entraîné par son poids et le poids de la barre de lest 28. La barre de lest 28 comprend ici aussi un joint de compensation en mousse 29 qui permet d'assurer l'étanchéité en partie basse du rideau. Des raidisseurs 31 sont régulièrement répartis dans le rideau 27 pour assurer la rigidité du rideau sous contraintes de pression. L'étanchéité du rideau contre l'encadrement de l'ouverture à protéger est également favorisée par une contre-plaque 25 qui vient plaquer le rideau 27 et l'enveloppe de stockage 26 en compensant l'épaisseur de la structure principale 33. Dans le présent mode de réalisation et dans le précédent, le rideau 27 peut notamment être constitué d'un tissu technique enduit d'un matériau adapté à assurer l'étanchéité du rideau. Le matériau enduisant le rideau doit être un matériau chimiquement compatible avec les gaz dégagés lors de l'explosion c'est à dire un matériau ne se dégradant pas au contact de ces gaz.

Le matériau est par exemple un matériau qualifié NBC (nucléaire, bactériologique, chimique) voire même NRBC (nucléaire, rayonnement, bactériologique, chimique). Un exemple peut être le matériau fourni par la société Saint-Gobain sous la marque Coretech Shelterguard 1450.

Le tissu du rideau peut notamment être réalisé en fibres aramides. Comme pour le premier mode de réalisation, la durée de mise en place du rideau peut être estimée à moins d'une seconde. Une fois en place comme représenté aux figures 1B et 2B, le rideau peut assurer sa fonction sans nécessiter d'apport d'énergie et sans consommer d'eau ou autre fluide ce qui permet d'envisager de mettre en oeuvre d'autres actions de sécurisation du bâtiment sans être pressé par le temps.

En variante selon la figure 3, les vérins 40 sont des vérins électriques directement commandés par un signal électrique provenant d'une chaîne de détection d'explosion. Cette chaine comporte selon l'exemple un capteur 41, selon l'exemple disposé au niveau du dispositif de l'invention ou du côté opposé de la structure principale et un boîtier électronique détecteur 42 relié à une alimentation par un câble 43. Le boîtier électronique 42 peut être pourvu éventuellement d'une batterie de secours incorporée. Il peut être disposé à proximité du rideau comme représenté mais peut aussi être réalisé dans une armoire électronique de grande dimensions regroupant plusieurs fonctions et située dans un local annexe au local d'essais. De même le capteur 41 peut être positionné ailleurs qu'à proximité du rideau, sa position devant notamment être prévue pour une bonne détection de l'explosion. La figure 3 permet notamment de mieux visualiser l'enveloppe de stockage souple 26 similaire à celle du dispositif de la figure 2A et qui est par exemple réalisée à partir d'un morceau de tissu rectangulaire fixé sur un premier bord par des ancrages 44 dans le mur et retenue au travers de la structure porteuse 33 et comportant les oeillets 46 passés sur les tiges 45 des vérins 40 sur un second bord opposé au premier bord. Comme dans le mode de réalisation précédent, la contre plaque 25 favorise l'étanchéité du haut du rideau contre l'encadrement de la porte en venant plaquer le rideau et l'enveloppe de stockage et en compensant l'épaisseur de la structure porteuse 33. L'invention définie par les revendications n'est pas limitée aux exemples représentés et notamment s'applique à d'autres ouvertures que des portes. Par ailleurs le dispositif à vérins peut agir pour libérer une trappe au lieu de l'enveloppe 26.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS1 - Dispositif de confinement d'un bâtiment caractérisé en ce qu'il comporte un rideau sec (3, 27) de dimensions supérieures aux dimensions d'une surface de décharge à reconfiner formée par une ouverture du bâtiment, comme par exemple une porte, ledit rideau étant configuré pour se déployer en réponse à une onde de surpression émise par une explosion.
2. 2 - Dispositif de confinement selon la revendication 1 pour lequel le rideau (3, 27) est disposé dans une enveloppe (1, 26) et est libéré de l'enveloppe et déployé en réponse à l'onde de surpression émise par l'explosion.
3. 3 - Dispositif de confinement selon la revendication 1 ou 2 pour lequel le rideau sec (3) est placé sur une face externe d'un linteau de l'encadrement de l'ouverture du bâtiment, l'explosion étant susceptible de se produire à l'intérieur du bâtiment.
4. 4 - Dispositif de confinement selon l'une quelconque des revendications précédentes pour lequel le matériau du rideau est constitué d'une trame tissée d'un tissu technique enduite sur les deux faces d'une ou plusieurs couches d'un matériau adapté à assurer l'étanchéité du rideau et chimiquement compatible avec des gaz dégagés lors de l'explosion.
5. 5 - Dispositif de confinement selon la revendication 4 pour lequel le rideau est muni de raidisseurs horizontaux (9, 31).
6. 6 - Dispositif de confinement selon la revendication 4 ou 5 pour lequel le rideau comporte une barre de lest inférieure (4, 28) d'aide au déploiement du rideau.
7. 7 - Dispositif de confinement selon la revendication 6 pour lequel la barre de lest (4, 28) est munie d'un joint (5, 29) sous le rideau, ledit joint étant adapté à assurer l'étanchéité du rideau en partie basse du rideau.
8. 8 - Dispositif de confinement selon l'une quelconque des revendications précédentes comportant en outre un système d'extraction desgaz permettant de mettre le bâtiment en dépression après l'explosion en sorte de plaquer le rideau contre un encadrement de l'ouverture.
9. 9 - Dispositif de confinement selon l'une quelconque des revendications précédentes pour lequel le rideau est replié dans un coffre (1) comportant un panneau inférieur d'arrachement (8) qui, sous l'action de l'onde de surpression, est adapté à éjecter le coffre et libérer le rideau susceptible de se déployer sous la seule action de la gravité. - Dispositif de confinement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 comportant des vérins pneumatiques rétractables (23) de 10 libération du rideau, comportant des allumeurs pyrotechniques (22) d'activation des vérins et une chaîne de détection d'explosion adaptée pour générer un signal électrique d'activation des allumeurs. 11 - Dispositif de confinement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 comportant des vérins électriques rétractables (23) de libération du rideau et une chaîne de détection d'explosion adaptée à générer un signal électrique d'activation des vérins. 12 - Dispositif de confinement selon la revendication 10 ou 11 comportant une enveloppe souple (26) dans laquelle le rideau (27) est lové ou enroulé et pour lequel l'enveloppe (26) est retenue par les vérins (23) au moyen d'ceillets retenant l'enveloppe souple avant rétractation des vérins. 13- Dispositif de confinement selon la revendication 12 pour lequel le rideau se déploie suite au relâchement de l'enveloppe (26) suite à rétractation des vérins. 14 - Dispositif de confinement selon l'une quelconque des revendications 10 à 13 utilisant une alimentation électrique sécurisée.