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Pédagogie et formation

La tactique - Cours III
- Paru le 16/01/2016
- Déjà lu 1730 fois.

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Caissons et Simulateurs bulletArticle: Brûlage multi-caissons


Un container c'est bien. Deux containers c'est mieux. Trois containers c'est l'idéal, mais quand ils communiquent entre eux, ce n'est pas forcément facile à gérer...


Les containers

Dans l'ensemble des techniques de simulation (ou d'entraînements) aux progressions rapides du feu, les caissons "maritimes" avec feu au bois occupent une place de choix. Les simulateurs au gaz ont rapidement montré leurs avantages (propreté, absence de pollution) mais également leurs limitations, entre autres avec la complète impossibilité de reproduire les phénomènes. Les flashover, backdraft et autres smoke-explosion étant principalement le résultat du caractère inflammable des fumées, le fait que les simulateurs au gaz ne génère pas de fumées, leur interdit la reproduction de ces phénomènes, les quelques essais avec "plafond de flammes" laissant croire à un flashover étant plus prés de l'effet "cinéma" que de la réalité.

Un entraînement digne de ce nom ne peut donc se réaliser qu'avec un feu "au bois" donc un feu d'apparence banale, mais dont les fumées engendreront progressivement tout un ensemble de phénomènes. De dimensions compatibles avec les habitations (plafond de 2,40 de haut par exemple), les caissons sont déjà utilisés dans quelques départements Français.

Ceci étant, les caissons (containers) dans leur configuration "mono-caisson", montre également des limitations. Il est rare (pour ne pas dire rarissime) qu'un feu ne concerne qu'un local. Si au départ le feu ne concerne qu'un objet donc une seule pièce (par exemple la télévision qui prend feu dans la salle à manger), la mobilité des fumées et la présence de courants d'air passant d'un local à l'autre (fenêtre ouverte dans la cuisine ), vont rapidement amener l'incendie vers une situation "multi-locaux".

Nous ne parlons pas forcément de feu multi-locaux avec des flammes présentent dans les différents locaux. L'aspect multi-locaux peut concerner un feu dont les flammes sont présentes dans une seule pièce mais dont l'apport en comburant peut être "multi-locaux". De même, un feu présent dans la salle à manger, peut très bien chauffer des journaux stockés juste de l'autre côté de la cloison, dans un immeuble avec gaine d'aération, les fumées peuvent se propager dans les étages supérieurs et embraser ceux-ci, à plusieurs dizaines de mètres du foyer initial, etc.

Ce paramètre "géographique", sur lequel il est facile de travailler avec un simple plan du local, se complique rapidement par un aspect thermique et donc aérologique. Sachant que la fumée est chaude, celle-ci monte et met en place une suppression en partie supérieure du local, donc une dépression en partie inférieure et de forts courants d'air font leur apparition. Outre le fait que ces courants d'airs peuvent provoquer de rapides aspirations d'air frais ou au contraire des extractions rapides de gaz chauds, ils peuvent également changer la structure complète du feu, par exemple en fermant ou en ouvrant des portes ou des fenêtres.
De plus, les actions des binômes peuvent perturber l'équilibre que le feu tente en permanence de mettre en place.
Rappeler nous en effet que tous les phénomènes, sans aucune exception, s'expliquent par seulement deux principes : la loi de Charles (les gaz chauds se dilatent, les gaz froids se contractent) et le principe de Lechatellier (toute réaction chimique déséquilibrée va tendre naturellement à se rééquilibrer). Ainsi, confronté à un surplus de comburant, le feu va tendre vers une consommation accrue de combustible jusqu'à ce que la quantité de combustible traité soit en "accord" avec la quantité de comburant disponible.

En cherchant à attaquer le feu, un binôme sans connaissance de cette notion d'équilibre, risque de perturber celui-ci : trop d'eau et c'est la production incontrôlée de vapeur, chaude, aveuglante, générant une surpression qui va pousser les fumées dans les locaux adjacents ou qui va refermer brutalement la porte et provoquer un retour des flammes ou bloquant un autre binôme, etc.

Sans aller jusqu'à donner des solutions "toutes faites" (qui n'existent sans doute pas), les entraînements dans des containers en mode "multi-locaux" apportent une vision très différente, en tout cas beaucoup plus "stratégique". Cette approche, très fortement déconseillée dans le cadre de l'initiation, permet de mettre les binômes en face des problèmes d'observation du moindre signe. La lecture du feu prend ici tout son sens, au risque de se faire rapidement surprendre.

Au niveau des Chefs d'Agrès et Chefs de Groupe, cette approche les amène à voir l'intervention de façon différente : la simple ouverture d'une porte, pourtant éloignée du lieu d'attaque, peut mettre en danger une partie des intervenants, qui ne sont apparemment pas concernés par cette action. La communication inter équipes prend tout son sens : en se déployant dans un ensemble multi-locaux, utilisant les courants d'air, profitant de la moindre ouverture de porte ou de fenêtre, le feu est aux aguets, attendant la moindre action pour en profiter et se propager. Et même un binôme parfaitement entraîné, avec des moyens hydrauliques très puissant ne pourra rien contre un feu qui profitera des erreurs des autres binômes engagés sur les lieux. Paradoxalement, même l'extinction peut devenir un danger : un DMR à 500 lpm, en jet diffusé d'attaque, génère de fortes perturbations de l'équilibre thermique. L'apport d'air par effet de Venturi, la production de vapeur, peuvent provoquer des modifications importantes dans la structure du feu.

La structure et les communications
Les trois containers sont placés comme indiqué sur le schéma ci-dessous.

  • A porte donnant sur l'extérieur. Deux ventaux superposés (0,80 en haut, 1,20 en bas)
  • B baffle de retenue des flammes
  • C porte de communication. Seul le haut (0,80 m) est ouvert.
  • D porte de communication. Seul le haut (0,80 m) est ouvert.
  • E fenêtre (0,80 x 0,80 à environ 1,20 m du sol)
  • F porte avec deux ventaux
  • G porte "appartement"
  • Z1 zone de feu avec les panneaux de bois. Zone allumée
  • Z2 zone de feu avec stockage de quelques planches ainsi qu'un journal et un bloc de mousse, placés en hauteur
  • Z3 zone avec un bloc de mousse placé en hauteur

Les deux portes de communication sont ouvertes dans leur partie supérieure. En fait, la porte A étant ouverte dans sa partie inférieure, les fumées ne peuvent normalement stratifier que jusqu'à 1,20 m du sol. En dessous, elles sortent. Avec la porte C ouverte dans sa partie supérieure, les fumées du container 1 vont dans le 2 et sont piégées. La porte D étant également ouverte en haut, les fumées passant dans le 3 sont également piégées.

Le dosage du combustible a été un des enjeux majeurs. Au départ, le combustible était composé de plaques d'agglomérés de 18 mm d'épaisseur, recouvrant les parois de la zone de feu. Au fur et à mesure, il est apparu que les plaques ne brûlaient pas complètement. La gestion des déchets s'en trouvait donc compliquée.
De plus, les formations étant prévues pour du personnel équipé en ARI 200 bars (afin de satisfaire le plus grand nombre), il était évident que laisser le feu brûler 60 minutes ne servait à rien, les apprenants sortant au bout de 25 à 30 minutes. Le dosage a donc été optimisé après de nombreux brûlages durant lesquels chaque paramètre a été noté et analysé. A l'heure actuel, le coût du combustible est inférieur à 30 Euros par brûlage, là où un brûlage "ordinaire" demande prés de 80 Euros de bois.
La mise en place est beaucoup plus rapide, les déchets minimes (donc coût d'enlèvement réduit), les effets parfaitement maîtrisés et bien visibles. De plus, la dégradation des caissons est réduite et leur durée de vie est donc prolongée.



Maîtrise délicate
Ainsi que l'indique Matthieu Salendres, l'un des formateurs du plateau technique, "Au départ, le feu a bien démarré et la fumée s'est mise en place. Nous avons eu la preuve que notre dosage de combustible est bien maîtrisé car le volume de fumée a largement rempli les trois caissons mais ensuite, rien ne s'est passé comme prévu !". Même la stratification des fumées, parfaitement maîtrisée en mode mono-caisson, s'est avérée difficile à réaliser. "A un certain moment, nous nous sommes retrouvés avec une stratification à 10 cm du sol, alors que la porte était ouverte sur une hauteur de 1,20 ! Dans nos brûlages mono-caisson, ceci nous assure sans aucun mal un plafond de fumée qui ne descend pas sous cette hauteur, puisqu'ensuite la fumée sort du caisson. Là, sans doute par un jeu de pression-dépression, elle ne s'en allait pas et continuait donc à baisser ! Incroyable !". Plus troublant encore, des énormes bouffées de fumées sont apparues, en provenance des autres caissons, alors que les ouvrants de ceux-ci restaient fermés.

"De toutes façons, les fumées n'ont jamais été stables comme dans nos essais mono-caisson. Dès le départ le plafond de fumée a été très mobile et mal défini".
Le comble a été atteint à 19 minutes de l'allumage. Dans une ambiance franchement peut clair, alors que l'opérateur (placé en X) tentait tant bien que mal de nettoyer l'objectif de la caméra, une bouffée de fumées est venue de la droite (porte C) pour envahir le caisson 1. Et ceci sans aucune action dans les autres containers, ni ouverture de porte.



D'autres bouffées sont apparues entre autres lorsque Matthieu, désirant voir ce qui se passait dans le container 2, s'est levé pour aller de la zone X à la porte C. Le simple déplacement d'une personne provoque donc des déplacements de gaz qui, sans doute à cause de leur chaleur, semblent très mobiles.


Roll-over
Les roll-over sont apparus au même moment que dans les brûlages mono-caissons. Mais dans les brûlages mono-caisson, la baffle de cantonnement bloque les roll-over : la fumée passe évidement sous la baffle, mais comme les roll-over apparaissent au moment ou la stratification des fumées est faite en partie supérieure, les flammes tapent sur la baffle et restent derrière celle-ci. L'observation peut donc se faire sans risque de propagation. Là, les points de turbulence de la fumée ont fait que les roll-over sont passés sous la baffle, et ont commencé à envahir le 40 pieds.
"A un certain moment, tout était très enfumé, mais de façon pas très nette. Nous nous sommes levés dans les fumées car nous ne pouvions plus rien voir. Nous avons alors vu toute une zone rouge, une sorte de grosse lueur. Nous nous sommes rebaissés et reculés, sachant que ce genre de lueur n'annonçait rien de bon. Quelques instants plus tard, la fumée a quasiment disparu, les roll-over était presque au-dessus de nous et une bonne partie de la zone de feu était en flashover, avec des langues de flammes descendant jusqu'au sol". Fort heureusement, le local n'étant pas très saturé en fumée, le phénomène est resté sur cette zone et à disparu au bout d'une dizaine de secondes.


Les fumées blanches et les fumées noires
13 minutes après l'allumage du foyer situé en Z1, l'observation de la fenêtre E a montré la présence de fumée "pulsantes". La fenêtre E a alors été ouverte. Elle a montré la présence de fumées blanches, très denses. Lors de l'ouverture, à cause de la dépression causée par le geste, la fumée est sortie. Mais tout de suite après, la vue du container a montré que celui-ci était rempli de cette fumée. La pulsation des fumées a continué à se faire, mais avec un régime plus grand à cause de l'ouverture. Environ 4 secondes après l'ouverture, une grosse bouffée de fumées est sortie , pour ensuite se calmer . Il n'y a malheureusement pas eu d'observation du foyer durant cette ouverture.


Tout de suite après, donc à environ 14 minutes après l'allumage, la porte G "appartement" a été ouverte. Elle a laissé s'échapper des fumées gris-foncées. La différence de couleur entre les deux ouvertures est donc flagrante. De même ces fumées grises possédaient un régime de sortie différent des fumées blanches : ici, pas de pulsion, mais une sortie continue.


La pyrolyse
Les fumées blanches sont les fumées de pyrolyse. Il semblait donc logique qu'en fin de brûlage, les deux blocs de mousse (situés en z2 et en z3) soient retrouvés partiellement fondus ou brûlés. Bizarrement, il n'en est rien ! Les deux blocs, et même le papier-journal placé pourtant en hauteur en z2, sont intacts Cela ne laisse la place qu'à deux suppositions :
1 - Les fumées blanches sont les fumées issues du foyer. Mais comme elles passent de container en container, elles perdent une partie de leur contenu et deviennent blanches. Un peu tiré par les cheveux, mais pourquoi pas.
2 - Les fumées blanches sont issues de la pyrolyse de la mousse et des éléments placés en z2 et z3. Mais la pyrolyse dégage une énorme quantité de fumée, et le simple début de pyrolyse, même minime et difficile à percevoir visuellement, suffit à générer cette masse de fumées. Dans cette seconde hypothèse, cela signifie que des secours confrontés à cette fumée vont très rapidement perdre la totalité de leur vision, compte tenu de l'opacité.

Les mouvements d'air
Alors que le brûlage était quasiment terminé, la fenêtre E a été ouverte, ainsi que le bas de la porte F. Le courant de convection, typique du backdraft, s'est mis en place, mais en se répartissant sur les deux ouvrants. Les fumées sont en effet sorties par la fenêtre E, tandis que tout le bas de la porte F s'est mise en mode "aspiration"avec un très fort mouvement d'air. Le foyer étant pratiquement éteint lors de cette ouverture, aucune explosion n'est survenue.
Mais cela montre que la ventilation (apport d'air) et l'extraction (sotie des fumées) peuvent se produire sur deux ouvrants de façons simultanés, les courants d'air se "répartissant" les ouvrants suivant les facilités d'usage !

Conclusion
Après un grand nombre de brûlage mono-caisson, les brûlages multi-caissons laissent apparaître une grande complexité. Il est clair que l'idée première, visant à faire travailler des sapeurs dans les caissons pendant que les sergents observent de l'extérieur, n'est pas réalisable sans une grande maîtrise de la part de ceux qui sont dedans !
Les prochains essais consisteront à se placer dans un caisson différent de celui dans lequel se trouve le feu, afin de voir la réaction des éléments. D'autres tests seront effectués, tels que mesurer ou du moins observer l'impact d'une attaque sur le mouvement des fumées. En tout cas, il reste encore beaucoup à apprendre!

Structure à priori unique en France, l'ensemble des trois caissons jumelés présents sur le plateau technique SDP2, en Mayenne, offre des possibilités multiples :

  • Feu simple dans un caisson 40' (12 mètres)
  • Feu simple dans un caisson 20' (6 mètres, dit caisson " backdraft")
  • Feu dans un caisson 40' avec ouvrant vers un caisson 20'
  • Feu dans un caisson 40 avec ouvrant vers un caisson 20' ouvrant lui-même sur un autre 20'
  • Feu dans un 20' communiquant sur un autre 20' et éventuellement vers un 40'
  • Feu double (un foyer dans un 40', un foyer dans un 20') Etc..

Dans l'état actuel des scénarios pédagogiques, le plateau technique est ouvert aux sapeurs-pompiers qui en font la demande, pour des formations mono-caissons (formation sapeurs, caporaux, sergent). Dans le cadre des formations de "référents caisson ", des brûlages multi-caissons sont réalisés, mais dans l'état actuel des études, il n'y a pas encore de formation de formateurs multi-caissons.


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Re: Brûlage multi-caissons (Score: 1)
par kegaro le 18 décembre 2007 à 09:54:31
(Profil Utilisateur | Envoyer un message)
Salut Pierre Louis, depuis l'apparition de cet article, comment a évolué le multi caisson?
A-t-on trouvé de nouvelles techniques afin de maitriser au mieux le brulage et d'effectuer une meilleure progression?

A bientt

Greg



Re: Brûlage multi-caissons (Score: 1)
par crackwood79 le 22 décembre 2007 à 04:32:44
(Profil Utilisateur | Envoyer un message) http://www.flashedition.ca
Bonjour je suis nouveau membre sur le site. Je voudrai avoir plus d'infos sur les caisson comme celui ci. Il serais possible que la ville de montreal puisse en fair l'achat


 
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