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Incendie dans un IGH au Vénézuela
- Paru le 24/10/2004
- Déjà lu 9179 fois.

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Cours formateurs flashover - Draguignan (Canjuers-France) 2009
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Caissons et Simulateurs bulletArticle: Dégradation d'équipements en caisson


A ce jour, la meilleur façon d’apprendre à gérer un feu de local, reste de s‘entrainer dans un caisson alimenté au bois. Faible coût tant à l’achat (3.000 Euros maximum) qu’à l’entretien, facile à utiliser, sans danger, les caissons amènent pourtant deux problèmes. En premier, une détérioration du matériel et en second une sorte de manque de lien entre le caisson et la réalité. Ce second point sera traité dans un autre article. Pour cette fois, intéressons-nous la détérioration des équipements, afin de comprendre le pourquoi de cette détérioration et voir comment l’éviter, ou du moins voir si c’est possible…

Nous allons commencer par analyser les trois types de détériorations que nous avons constaté, puis nous verrons comment les calculs de puissances thermiques doivent être réalisées.

Pourquoi s’y intéresser ?
La mise en place d’une formation caisson n’est pas très compliquée, mais elle est assez complexe. Il faut acheter le bois, organiser les groupes, prévoir du matériel correct… en plus, le résultat étant toujours très appréciés des stagiaires, ce qui soulève parfois des jalousies de la part de ceux qui ne gèrent pas le caisson. La moindre détérioration de matériel est donc une bonne excuse pour tout arrêter. En oubliant, comme nous le verrons, que ce qui se déroule dans un caisson n’est pas du même niveau qu’un véritable feu. Si nous osons la comparaison, le caisson, c’est une voiture à pédale tandis que le feu d’appartement peut largement aller au niveau d’un Grand Prix de Formule 1. Arrêter d’utiliser la voiture à pédale sous prétexte que c’est dangereux ne peut s’accepter que si on se contente de regarder les  Grands Prix de F1 à la télévision.

Les types de détériorations
Le groupement de formateurs flashover Tantad est à ce jour est le seul à avoir documenté en totalité le fonctionnement des caissons au niveau international et à avoir accumulé des données sur plusieurs dizaines de caissons. Avec prés de 200 formateurs et plusieurs milliers de brulages, nous avons là un ensemble de données suffisantes pour être analysées.
Il en ressort trois types de problèmes :

  • Des brûlures très localisées
  • Des détériorations progressives
  • Des détériorations soudaines des équipements

Les brûlures localisés
Elles ont été remarquées à plusieurs reprises, dans des lieux différents. En Belgique à Jurbise, à Bruxelles et à Virton, au Brésil à Brasilia, en France à Canjuers.  A chaque fois ce sont des brûlures circulaires, d’environ 3 cm de diamètre. Lorsqu’elles se produisent au niveau des casques F1 nickelés, elles déforment le casque sur un petit diamètre, comme s’il avait reçu un coup de chalumeau, la partie nickelée étant alors fondue. Lorsque la brûlure se produit sur une partie du corps autre que la tête (main, bras, cuisse) elle produit une brulure de 2éme ou 3éme degré, toujours de cette même forme circulaire. A chaque fois, il a été constaté que le vêtement de protection ne semble pas abimé. Aucun lien n’a été trouvé entre la puissance thermique et ces brûlures, car elles sont survenues dans les différentes phases d’usage du caisson. Par contre, elles ont toutes un point commun : elles surviennent dans la seconde qui suit l’usage malencontreux d’un jet bâton dans la partie supérieure du caisson. Le stagiaire tourne la tête de la lance, se place pour refroidir les gaz et donne non pas un coup de jet diffusé, mais un coup de jet bâton. Il semble se produire alors une sorte de tube froid par lequel redescend la chaleur. Les gaz étant en perpétuels mouvements, cette sorte de «tube» se déplace, expliquant que la source intense de chaleur ne retombe pas sur la lance, mais à côté. Ces brûlures ont été constatées avec n’importe quel type de tenue de feu et ne semblent donc pas pouvoir être évitées par changement des équipements, compte tenu de la très grande puissance thermique subit.

Seules deux solutions semblent exister : interdire l’usage du jet bâton dans les couches chaudes (Intéressant de savoir que l’usage du jet bâton en couche chaude est courant aux USA et que les brulures de ce type y ont été remarquées !), faire travailler les stagiaires en dehors du caisson pour acquérir une bonne maitrise de l’outil lance. Solution complémentaire, préconisée par Tantad : demander au formateur d’avoir toujours en main une lance en jet diffusé. Si le stagiaire donne un coup de jet bâton, le formateur donne immédiatement une ou deux impulsions en jet diffusé, ceci devant théoriquement « diluer » l’effet de tube.

Ne pas oublier non plus de faire travailler le personnel en caserne : les brûlures de ce type, remarquées à Virton (Belgique), ont eu lieu avec des stagiaires qui était passés au caisson mais qui ensuite ne s’était plus entrainés. Lors de leur second passage, ils avaient estimé « savoir faire » et était donc entrés sans se re-entrainer, ce qui avait provoqué de leur part des erreurs de réglages, aboutissant à des coups de jet bâton donc à des brûlures.
F1
Impact de chaleur sur un casque F1, suite à un coup de jet bâton dans la zone chaude, au plafond (Corps des Sapeurs-Pompiers Militaires de Canjuers - France)


Déformations progressives
Ce sont des déformations qui se voient au bout d’un certain temps. Il semble qu’elles ne soient pas évitables. Elles ne sont pas le fait qu’une ambiance thermique trop chaude, mas le résultat de l’accumulation.
Pour prendre une comparaison simple, le moteur de la voiture peut casser si nous roulons peu de temps à une vitesse très excessive. Pour nous, ce serait comparable à une déformation forte et soudaine, traitée au prochain paragraphe. La déformation progressive correspond plutôt au cas du moteur qui casse au bout de plusieurs dizaines de milliers de kilomètres, mais sans que la voiture ait roulé à des vitesses excessives. Ceci ne veut pas dire que le moteur était mauvais, ou qu’il a été mal utilisé. Simplement il a subit des contraintes dont les effets, même minimes, se sont accumulés.
C’est ainsi le cas des visières de casques F1. Nous avons remarqué qu’elles se déformaient généralement au bout d’une douzaines de brulages : la visière subit un brulage, un second etc.. sans paraître abimée, puis un jour, elle semble littéralement s’écrouler, cette déformation importante pouvant survenir alors même que le brulage est à peine commencé donc lorsque la chaleur est faible.
Le problème c’est que les normes des équipements ne prennent pas en compte ce genre d’effet : elles traitent de résistance à de effets puissants, sur de très courtes durées. Ce qui est logique : c’est bien en cas de détérioration extrême des conditions que l’équipement doit permettre la survie. Ainsi, nous avons eu des casques F1, répondant  à la norme EN443 : 2008, totalement déformés alors même que les sondes thermiques placés au niveau de la tête du porteur, indiquaient à peine 150°C. En se contentant seulement de ce relevé de températures, il serait tentant de dire que le casque F1 ne répond pas à la norme. Ce serait une grave erreur. Car dans le cas de l’usage en caisson, ce casque subit des températures de l’ordre de 100 à 150°C pendant des dizaines de minutes puis il refroidit, le lendemain il est remis par un formateur qui lui fait subir à nouveau la même chose est ainsi de suite. C’est donc bien l’accumulation des efforts qui fait faiblir le casque.
Est-ce gênant ? Non. En fait, l’apprentissage en caisson a pour but de montrer l’évolution du feu et de mettre en œuvre des techniques qui vont permettre d’éteindre un feu en un temps extrêmement cours. Dans un feu d’appartement,  l’intervenant formé en caisson,  va subir une très forte chaleur mais pendant un temps extrêmement cours, ce qui correspond exactement à l’esprit des Normes (rappelons que dans le cas d’une attaque combinée, le feu est éteint en 3 à 4 secondes !). Notons d’ailleurs qu’à l’inverse l’intervenant non formé sera en grand danger car lui va rester longtemps en présence de chaleur, ce qui ne correspond pas du tout à l’esprit de la Norme de ses EPI !
Paradoxalement, le problème qui se pose dans le cas des caissons ne correspond pas du tout au contexte des normes. Alors, comme faire ? La première chose, c’est d’équiper le personnel avec le même équipement qu’en intervention (formateurs et stagiaires). Si nous utilisons des EPI spéciaux pour le caisson, nous allons amener les stagiaires à s’interroger sur la qualité des EPI qu’ils ont en intervention, ce qui, d’un point de vue stress est particulièrement mauvais.
Mais nous n’allons pas utiliser les EPI d’intervention dans le caisson car le caisson leur ferait subir cette accumulation d’effets. Et le jour où ces EPI, ayant subit coup de chaleur sur coup de chaleur, seront utilisés en intervention et subiront ne serait-ce qu’une fois une très forte chaleur, ils n’assureront plus efficacement la protection du personnel. Un peu comme une voiture avec laquelle nous aurions roulé 150.000km e à qui nous demanderions un effort énorme pendant un temps très court. Il y a fort à parier qu'elle n'y résisterait pas.
En clair, il faut une tenue pour le caisson et une autre pour l’intervention, mais les deux doivent être exactement du même type, du même modèle.

Les EPI dédiés au caisson sont déformés ? Les bandes réfléchissantes sont détériorées ? Les visières sont tordues ? Ce n’est pas gênant. Nous n’avons jamais constaté que des EPI déformés avaient une plus mauvaise résistance que les autres. En tout cas, si leur résistance est moindre, sachant que le caisson est un lieu très contrôlé avec une puissance beaucoup plus faible que dans un feu d’appartement, cela ne pose pas problème. Le casque avec la visière déformée, la sangle d’ARI dont la fixation plastique est tordue, tout ça n’est en fin de compte pas très gênant.
Il faut simplement indiquer aux stagiaires que ces déformations ne sont pas dues à une trop forte chaleur, mais simplement à l’accumulation des effets d‘une chaleur somme toute raisonnable.
Attention: nous parlons bien ici d’une déformation résultant d’une répétition d’effet et d’un usage exclusif en caisson. Il est clair que l’équipement qui subit une déformation importante et surtout très soudaine, comme décrite dans le prochain paragraphe, doit être retiré du service, que cette déformation violente ait lieu en exercice ou en intervention.

Déformations soudaines
Le troisième  type de problèmes concerne les déformations très soudaines. A chaque fois ces déformations ont été associées à des mauvais réglages des caissons, soit de la faute des formateurs, soit par la structure même du caisson. Casques F1 totalement détruits, ARI dont les sangles dorsales fondent, glaces d’ARI déformées etc. le tout en une seule fois.
Concernant le groupement Tantad, ces déformations instantanée ont été très peu constatées, du fait que le dosage du combustible a fait l’objet de calcul précis et que les caisson n’utilisent pas d’exutoire (voir plus bas)

Deux cas principaux de déformations soudaines ont néanmoins été observés. Le premier s’est produit en Belgique suite à une erreur de livraison des plaques de bois servant de combustible. Les demi-plaques latérales ayant été oubliées, les formateurs les ont remplacées par des petites palettes. Or, la densité du bois et l’évolution de sa combustion étant différente, le brulage a démarré classiquement puis s’est emballé.
A un certain moment le formateur placé devant a commencé à remarquer que les stagiaires arrivaient sans mal  à repousser le front de flamme, mais que, lors des quelques secondes sans impulsion, au moment où les stagiaires changeaient de place, ce front de flamme revenait nettement plus vite que d’habitude. En plus, la visibilité semblait devenir moindre. Pensant que sa glace d’ARI était sale, le formateur a voulu l’essuyer et a constaté que ses doigts s’enfonçaient dans cette glace (synthétique), qui était en train de fondre ! L’ordre de sortie a été immédiat. Personne n’a été brulé alors même que le personnel utilisait du matériel opérationnel et en aucun cas un équipement spécial, preuve s’il en fallait que le niveau de protection des tenues est particulièrement bon !

Le second problème est survenu à Brasila (Brésil), là encore sur des glaces synthétiques d’ARI. Cette fois, c’est le caisson qui étant mal positionné : le CBMDF (Corps de Sapeurs-Pompiers Militaires) avait fait installer deux caissons de 12m à angle droit l’un par rapport à l’autre. L’un recevait le vent de travers, comme préconisé dans le protocole Tantad, tandis que l’autre le recevait de face, ceci provoquant des variations de ventilation. La déformation de quelques glaces d’ARI a incité les formateurs à demander le changement de position du caisson, ce qui a été effectué. Aucun problème n’a plus été constaté.
ARI
Déformation de la glace synthétique d’un ARI survenu suite au mauvais positionnement d’un caisson. Brasilia (Brésil)

Dans le cas des caissons avec exutoire, ces déformations sont plus fréquentes. Sous prétexte de permettre une sortie des gaz chauds en cas de trop forte chaleur, on place un exutoire sur le toit du caisson. Le problème c’est que ce sont les gaz chauds qui prennent feu et produisent cette mer de flamme sur laquelle les stagiaires agissent. Si nous n’avons pas cet effet, les stagiaires ne font rien, donc le brulage ne sert à rien. Si nous ouvrons l’exutoire, nous perdons les gaz chauds. Il faut donc, une fois l’exutoire refermé, attendre que la zone chaude se reconstitue. Pour cela il faut beaucoup de combustible.  C'est un cercle vicieux : sous prétexte d’évacuer le trop plein de gaz chaud, on a exutoire, mais sa présence oblige a augmenter le combustible, qui produit donc trop de gaz chauds, que l’on évacue avec l’exutoire, etc. De plus, l’exutoire amène trois problèmes :

  1. Défaillance mécanique possible. L’exutoire est un élément complexe placé à l’endroit le plus chaud et qui va donc subir des déformations. De plus son emplacement est tel qu’il est rarement vérifié (car il faut monter sur le caisson !)
  2. Défaillance humaine. Généralement c’est le formateur qui est le plus à l’arrière qui doit le manœuvrer. Or le plafond de fumée n’est jamais plat: il est assez haut au niveau du premier rang de stagiaires puis tombe derrière eux. Lorsque l’on est à l’arrière et que l’on entend le formateur de devant ordonner des impulsions, on ne voit pas les flammes ni l’effet car on est noyé dans la fumée. Le formateur de l’arrière n’a donc pas une vision fiable de la situation. Il doit généralement attendre l’ordre d’ouverture de la part du formateur de devant, mais dans le caisson, la communication n’est jamais bonne. On voit alors apparaître des idées de radios, de bandeaux de communication, de code lumineux etc… tout ceci participant en fin de compte à une complication source de nouveaux problèmes.
  3. Défaillance par l’effet du vent. Sur certains secteurs entre autre les secteurs proches de la mer avec présence de montagne, ce point est à surveiller. C’est le cas par exemple avec le Sud de la France, sur le pourtour méditerranéen. Le vent y change très souvent d’orientation avec des bourrasques parfois très violentes. A l’ouverture de l’exutoire, ce ne sont pas les fumées qui vont sortir, mais le vent qui va s’engouffrer, provoquant l’effet inverse de celui espéré et brulant parfois gravement les intervenants.

La solution la plus simple consiste sans doute  à ne pas avoir d’exutoire et à doser le combustible pour que la puissance atteinte ne puisse jamais dépasser le seuil de sécurité.

Note: ces déformations soudaines peuvent survenir même en extérieur. Un sapeur-pompier de Virton (Belgique) en a fait l’expérience lors d’un feu de garage. Positionné dehors, de profil par rapport au feu, il arrosait la façade de l’habitation voisine pour la protéger lorsqu’il a senti d’un coup, une violente douleur au bras exposé à la chaleur. Il s’est reculé rapidement et la douleur a disparu. Extérieurement et intérieurement, sa tenue ne présentait aucun signe de détérioration. C’est en retirant la couche intermédiaire qu’il a découvert que celle-ci avait fondu (photo ci-contre). Nous avons remarqué qu’assez souvent les équipements semble résister parfaitement  la chaleur mais que, passé un certain niveau tant de temps que de puissance (les deux semblant liés) la protection semble disparaître, d’un seul coup. Cette anecdote montre d’ailleurs l’importance de la vérification de la couche intérieure des tenues par le biais de la fameuse « trappe de visite » qui doit logiquement exister sur toutes les tenues de feu.

Ci-contre: Couche intermédiaire de la veste de feu d’un sapeur-pompier de Virton (Belgique) après exposition à la chaleur lors d’un incendie traité en extérieur.
Veste


Le calcul
Dans le protocole Tantad, le combustible est pré-calculé. En fait, si nous allumons le caisson et que nous ne touchons à rien, le feu atteindra une certaine puissance, restera à cette puissance, puis la puissance retombera. Et la puissance maxi sera toujours acceptable. Par contre, dés que le formateur ouvre un peu la porte arrière, il extrait les fumées et fait progresser le feu. La puissance dégagée est alors supérieure, mais comme à partir de cet instant les stagiaires pulsent, le trop plein d’énergie est largement absorbé par les coups de lances. D’ailleurs, il faut parfois que le formateur freine le stagiaire qui pulse,  au risque que celui-ci baisse trop l’intensité et que le stagiaire suivant n’ait plus rien à faire, preuve que le dosage peut difficilement être réduit.
Comment ce calcul a-t-il été fait ? Il a été réalisé par l’analyse des puissances thermiques dégagées par des échantillons de bois, testés au cône calorimeter. Cet outil fait le lien entre puissance thermique et consommation de comburant pour déterminer la courbe de combustion d’un objet. Les calculs ont été réalisés à partir des courbes de bois aggloméré. Pour les pays d’Amérique du Sud, le bois aggloméré étant remplacé par une sorte de contreplaqué (appelé « maderite »), le groupement Tantad a fait parvenir des échantillons à l’Ecole Polytechnique de Mons (Belgique) pour procéder aux essais. Les calculs de surface ont ensuite été réalisés.
La puissance thermique maximale, donc calculé en pointe en supposant que toute la surface de bois soit en feu en même temps, a été utilisée pour calculer la possibilité de flashover, en fonction du volume du caisson et de sa ventilation, par le biais de la corrélation de Thomas. Il a ainsi été déterminé un dosage ne permettant pas d’aller au flashover, mais permettant d’obtenir le plus facilement possible les signes précurseurs de ce phénomène, tout en garantissant une durée d’exercice permettent une bonne observation, une pratique des impulsions pour progresser, une attaque et le déblai, le tout sur une durée compatible avec la capacité des appareils respiratoire utilisés par des stagiaires souvent stressés et dont la consommation d’air est assez importante.

Tantad-2009
Présentation réalisée par un officier Brésilien, lors de la rencontre internationale Tantad à Canjuers (Var-France), et montrant la différence entre le caisson suivant le protocole Tantad et un feu dans une véritable intervention, afin de démontrer que le caisson ne présente pas de danger.

Cone Calorimeter
Cône calorimètre comme celui utilisé pour mesurer les échantillons de bois (Univesrsity of Dayton Research Institue)

CS-02
Température mesurée dans un caisson, dans le cas d’un brûlage de niveau 2. Ce type de brulage n’est jamais réalisé avec les stagiaires compte tenu de sa trop forte puissance. Ceci étant, la couche la plus froide est au dessus de la tête du premier rang de stagiaire et ne dépasse pas 300°C ce qui reste inférieur à la norme de résistance des EPI, sachant qu’en plus, quelques centimètres plus bas, il fait encore moins chaud (mesure prise lors d’un stage formateur, à Charleroi – Belgique)

CS-01
Température mesurée dans un caisson, dans le cadre d’un brulage de niveau 1, avec des stagiaires . La courbe la plus basse est issue d’un thermocouple placé au niveau du premier formateur, à environ 5cm au dessus de son casque. La température y est au maximum de 175°C environ, donc très largement sous les températures de tests des équipements.  Notons aussi que dans le cas d’équipement placés derrière les personnes (ARI par exemple) la température subie est encore plus faible. Les déformations éventuelles ne viennent donc que de la répétition des effets. (Stage formateur caisson - SDIS-34 / Montpellier)


Conclusion
La déformation des équipements, suite à une utilisation répétée en caisson et sans nul doute inévitable. Elle n’est pas le signe d’une trop forte chaleur, celle-ci se manifestant au contraire par des déformations très fortes, mais surtout, soudaines. Ceci étant, les contraintes subies par les équipements utilisés en caisson, les rendent sans doute plus sensible à des contraintes soudaines et violentes comme celle potentiellement rencontrées en interventions. Il convient donc de réserver quelques casques et quelques tenues pour les caissons, mais sans trop de soucier des déformations qui ne manqueront pas d’arriver.



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