Faidherbe Christophe BAC PRO SEN - TR SECONDE PROFESSIONNELLE Les Systèmes de Sécurité Incendie : Fonctionnement des détecteurs automatiques Période prévue

Faidherbe Christophe

BAC PRO SEN - TRSECONDE

PROFESSIONNELLE

Les Systèmes de Sécurité Incendie : Fonctionnement des

détecteurs automatiques

Période prévue :1er trimestre Durée de la séquence: XXX H

Liaison avec le référentiel

CAPACITES C1: S’Informer

COMPETENCES

C1.2: Exploiter les consignes verbales ou écrites des tâches

proposées.

SAVOIRS ASSOCIES

S0.1: Les systèmes électroniques d’alarme, sécurité, incendie.

S0-1.4: Les systèmes de sécurité incendie

S0-1.4.1: Système de Détection Incendie (SDI)

Pré-requis

Aucun

Objectif de la séquence

Rendre l'élève capable de:Connaître le fonctionnement et câblage des différents types de détecteurs automatiques

Évaluation prévue

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FICHE DE PREPARATION D’UNE SEQUENCE DE COURS

Seconde Bac Professionnel ELEEC

Synthèse

Plan du Cours

M.FAIDHERBE, Professeur au Lycée Privé Saint Rémi Pôle professionnel Léonard de Vinci

I) Eclairage de Sécurité.

1) Qu’est-ce que l’éclairage de sécurité.

2) Règles d’implantation des BAES et des LSC.

3) Exploitation des BAES.

4) Maintenance des BAES.

5) Signalisation de sécurité.

6) Luminaires sur source centralisée.

Exercices

Cours

Lycée Saint-Rémi, site Léonard de Vinci

CHAMP PROFESSIONNEL: Alarme, Sécurité, Incendie


C7 X

BAC PRO SEN – TRCOURS N°17:

SYSTÈMES DE SECURITE INCENDIE :FONCTIONNEMENT DES

DETECTEURS AUTOMATIQUES

C6 X

C5 X

Seconde ProfessionnelleC4 X

S0: Les Systèmes Electroniques d’Alarme, Sécurité, Incendie

S0 -1.4: Les systèmes de sécurité incendie

C3 X

C2 X

Lieu d’Activité: Classe C1 X

S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7

Cours n°17 – Systèmes de sécurité – Principe de fonctionnement des Détecteurs - FC

Objectif:

Connaître le fonctionnement des différents types de détecteurs automatiques




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SYSTÈMES DE SECURITE INCENDIE :LE FONCTIONNEMENT DES DETECTEURS

AUTOMATIQUES

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C2 XNOM:…………………

C1 XPRENOM:……………

S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7CLASSE:……………

I) LES DETECTEURS DE FUMEES

Selon la nature du risque et la configuration du bâtiment, les détecteurs de fumée peuvent fonctionner de manière ponctuelle (détecteur statique installé à un endroit bien précis), multi ponctuelle ou linéaire. Dans ce dernier cas, au lieu d'attendre que la fumée ou les gaz de combustion aillent naturellement vers le détecteur, on aspire l'air de la pièce à travers un réseau de tuyauterie pour déplacer les particules vers le détecteur.

La détection de fumées peut être réalisée à partir des technologies suivantes :- ionisation,- optique à diffusion de lumière,- optique linéaire à absorption.

1.1 La détection de fumées par la technique d’ionisation

a) Principe de fonctionnementCe détecteur fonctionne selon le principe de la chambre d'ionisation. Il utilise l'influence perturbatrice produite par les gaz de combustion sur de l'air ionisé (air rendu conducteur par une pastille radioactive). La présence de gaz de combustion dans une chambre de mesure a pour conséquence de ralentir le mouvement ionique.





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Ce type de détecteur est sensible à tous les types d'aérosols (particules invisibles, fumées claires ou sombres). Il convient particulièrement aux feux couvants à développement lent.

Il permet de détecter la combustion de très petites quantités de matériel endommagé (installations électroniques par exemple).

Avant l'apparition des optiques de dernière génération (utilisant un microprocesseur

intégré), le détecteur ionique était encore le plus rapide des matériels existants.

b) Limitations Ce type de capteur est aujourd’hui appelé à disparaître, à cause des

coûts de traitement des déchets en fin de vie (présence de la pastille radioactive).

Les performances du capteur sont affectées par toutes les perturbations qui vont jouer sur la mobilité des ions, leur taux de recombinaison, …

Ces perturbations sont liés à :- la température,- la pression,- l’humidité.

De plus, les courants d’air (dus à la ventilation par exemple), en perturbant le déplacement des ions, peuvent provoquer des alarmes intempestives. Un certain nombre de dispositions constructives sont envisageables afin de réduire l’influence de cette ventilation, la plus efficace étant certainement d’étudier un ensemble capot électrode qui réalise le compromis : passage de fumées, réduction de l’influence de la ventilation.

1.2 La détection optique à diffusion de lumière (effet Tyndall)

a) Principe de fonctionnementUn détecteur optique de fumée à diffusion est essentiellement

composé d’un émetteur de lumière et d’un récepteur associé regroupés dans un capot dont le but est de constituer un écran au passage de la lumière et de permettre le passage des aérosols vers le capteur. Lors d’un feu, les produits de combustion pénètrent dans la chambre. La lumière provenant de l’émetteur, est diffusée dans toutes les directions et une partie de celle-ci vient activer le récepteur : le traitement consiste donc simplement à signaler cette augmentation de la lumière reçue. Ils sont particulièrement adaptés à la détection des feux couvants.





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Fumée

b) Limitations

Contrairement au détecteur ionique, ce sont moins les contraintes d’environnement (humidité, température, etc …) que les contraintes fonctionnelles qui vont fixer les limites d’emploi de ce type de détecteur.Les limites d’emplois sont liées essentiellement à la nature de l’émetteur et à la configuration du capot. Les progrès technologiques permettront probablement d’élargir le domaine d’emploi de ce type de détecteur.

1.3 Détecteur optique linéaire (à absorption)

a) Principe de fonctionnementUn émetteur envoie un faisceau infrarouge vers un récepteur. En présence de fumée, la lumière émise est diffusée dans toutes les directions et le récepteur reçoit une quantité de lumière inférieure à celle reçue en veille. Au-dessous d’une valeur déterminée du rayonnement infrarouge, l'alarme se déclenche.On utilise surtout ce type de détecteur pour les grands volumes, lorsque le sol est encombré ou si l'installation d'un détecteur ionique est rendue difficile par l'environnement.


Emmeteur




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schéma 2: Opacimètre, état d’alarme

b) Limitations Ce type de détecteur est sensible aux variations de l’humidité.

II) LES DETECTEURS DE FLAMMES

a) Principe de fonctionnementLes détecteurs de flamme sont des détecteurs optiques à infrarouge (IR) ou ultraviolet (UV).Ces détecteurs réagissent au rayonnement modulé émis par les flammes. Les rayons infrarouges ou ultraviolets sont décelés par des cellules photorésistantes. Mais du fait que ces rayons sont nombreux dans l'environnement de l'entreprise (soleil, appareils de chauffage, lampes à incandescence, arcs électriques...), ces détecteurs ne tiennent compte que des rayonnements vacillants caractéristiques des flammes (dans une gamme d'ondes bien précise) et mettent en oeuvre un traitement du signal très élaboré.Les détecteurs à optiques de flammes sont utilisés pour des locaux de grand volume où la fumée risque de mettre trop de temps à les atteindre (hangar d'avion par exemple) ou dans les locaux abondamment ventilés.De plus, en raison de la précocité de leur réponse (dizaines de millisecondes à quelques secondes) , ils sont également utilisés dans les zones à haut-risque (raffineries, procédés industriels, atmosphères explosives).

LEmetteur Récepteur





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Les détecteurs infrarouge (IR : 5-50 HZ) sont les détecteurs de flamme les plus utilisés (grande variété des capteurs utilisables, coût réduit, emploi aisé). Les capteurs les plus utilisés sont les cellules au silicium ou au sulfure de plomb.





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Les détecteurs infrarouge (IR : 5-50 HZ) sont les détecteurs de flamme les plus utilisés (grande variété des capteurs utilisables, coût réduit, emploi aisé). Les capteurs les plus utilisés sont les cellules au silicium ou au sulfure de plomb.

Leurs points forts sont :- la détection à travers les fumées,- leur performance sur les mauvais taux de combustion,- la détection de la plupart des feux d’hydrocarbures (liquides, gaz, solides),-leur coût.

Il existe également des détecteurs de flammes qui travaillent dans le spectre ultraviolet (UV : 200-270 nm). Leur utilisation n’est conseillée que dans le cas où l’on recherche un temps de réponse très bref et ce, pour des feux de matières très combustibles (gaz, solvants, métaux).

Leurs points forts sont :- une grande sensibilité (détection à plusieurs mètres d’une petite flamme),- un grand angle de vision (160° sur les premiers mètres),- l’insensibilité à la vapeur d’eau,- la détection de feux d’hydrocarbures,-la détection de feux non carbonés (métaux, hygrogène, ammoniac…).

En outre, il existe des détecteurs de flamme qui combinent les deux technologies (UV/IR).

Ils cumulent les avantages de deux technologies :- un niveau d’alarmes intempestives faible,- une sélectivité aux feux d’hydrocarbures,- un temps de réponse de l’ordre de quelques centaines de millisecondes,-un large cône de vision.





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b) Limitations

De façon générale, les détecteurs de flamme doivent être en mesure de voir le feu. Par conséquent, la zone dans laquelle ils sont implantés ne doit pas être encombrée.

Les détecteurs de flamme I.R. sont particulièrement sensibles aux phénomènes suivants :

- les rayonnements IR intenses et aléatoires (rayonnement direct du soleil, éclairage de forte puissance…) ainsi que les rayonnements modulés de longue durée (réflexion de la lumière, éclairage vacillant, vibration du point de fixation),

- la présence d’eau,- Ils sont peu performants sur les combustions très vives (gaz de méthane,

acétylène, GPL…).

Les détecteurs de flamme U.V. sont particulièrement sensibles aux phénomènes suivants :

- aux rayonnements U.V. émis par certains éclairages artificiels (mercure ou xénon), par les arcs électriques et par la foudre,

- aux atmosphères poussiéreuses, brumeuses (aérosols) ou enfumées (la fenêtre

transparente risque d’être encrassée).

III) LES DETECTEURS DE CHALEUR

Les détecteurs de chaleur réagissent à une élévation de température. Les détecteurs thermostatiques réagissent lorsque la température mesurée excède un certain seuil alors que les détecteurs thermovélocimétriques réagissent lorsque la vitesse d’augmentation de température excède une certaine valeur.

1)Détecteur thermostatique

a) Principe de fonctionnementIl existe deux grands types de détecteurs thermostatiques selon qu’ils sont

conçus pour signaler une température fixe de l’ambiance autour du capteur, ou une température fixe du capteur :

- Le premier type de détecteur dit à compensation, donne une information d’alarme pour une même température d’ambiance, quelle que soit la vitesse d’élévation de la température. En réalité, la diffusion de tels détecteurs est actuellement extrêmement limitée, leur mise au point s’avérant délicate.





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- Le second type de détecteur donne une signalisation d’alarme quand le capteur atteint une température Tc qui dans tous les cas est inférieure à la température Td de l’ambiance au même instant. Ceci est lié à l’inertie thermique du capteur. On peut réduire cet écart en utilisant des capteurs dont la constante de temps est très faible. Ces capteurs peuvent être des éléments semi-conducteurs, résistifs, bilames ou mécaniques, du type ponctuel ou linéaire.

Les détecteurs thermostatiques sont peu sensibles aux chocs et aux vibrations. Leur emploi est surtout consacré aux locaux clos et de faible volume dans lesquels la température est relativement stable.

b) LimitationsEn principe, les détecteurs thermostatiques ne se déclenchent que

lorsque le feu est déjà important. Par conséquent, ils ne doivent être utilisés qu' en association avec un autre type de détecteur.

2) Détecteur thermovélocimétrique

a) Principe de fonctionnementPour palier le principal défaut des détecteurs thermostatiques (alarme

tardive), certains détecteurs de chaleur sont conçus pour signaler une vitesse d'élévation de température supérieure à une valeur prédéterminée et qui persiste pendant un certain temps: on les appelle les détecteurs thermovélocimétriques.

Ils peuvent être ponctuels (augmentation de température aux environs du détecteur) ou linéaire (augmentation de température sur une portion du capteur).

Si la température varie fortement en peu de temps, l'alarme est donnée. Leur sensibilité doit être réglée avec soin pour éviter les alarmes intempestives dues à une élévation de température naturelle (ensoleillement brutal, chauffage, etc.).

Les divers types de détecteurs vélocimétriques se distinguent par l’élément capteur qui peut-être semi-conducteur, résistif, constitué de thermocouples ou encore basé sur le principe de l’expansion de gaz. Ce dernier type de détecteur tend à disparaître.





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Ces détecteurs sont efficaces pour :- les petits locaux,- les feux à évolution moyenne ou rapide,- les ambiances agressives ou difficiles (cuisines, tunnel routier...),-Ils sont également utilisés pour confirmer l'alarme de détecteurs plus

sensibles.

b) LimitationsCe type de détecteur n’est pas adapté à un feu de dimension réduite ou

dans un local de grande dimension.

3) détecteur thermovélothermostatique - Principe de fonctionnement

L’adaptation des détecteurs thermovélocimétriques aux évolutions lentes de l’ambiance qui permet de s’affranchir des fausses alarmes, constitue également un point négatif en ce qui concerne la sûreté de détection dans certains cas.

En effet, lors d’un feu de dimension réduite, ou dans un local de

grande dimension,l’élévation de température risque d’être inférieure au seuil de détection

du fait de ladilution des produits de combustion dans l’ambiance. La température de

l’ambiance autour du capteur peut donc devenir critique sans que ce détecteur n’ait signalé ce risque.

Pour palier à cet inconvénient, il faut adjoindre à la fonction thermovélocimétrique une fonction thermostatique.





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1.5 SYNTHESE SUR L’UTILISATION DES DETECTEURS D’INCENDIELe tableau 2 suivant récapitule l’adaptation des différents types de détecteurs aux divers feux.Tableau 1 :Les différents types de détecteurs et leur adaptation aux divers feux2type Bonne adaptation à ladétection desFeux ouverts àévolutionType dedétecteurManifestation du feudétectéePonctuellinéaire,AspirationFeux couvantsLenteMoyenneRapideEmplois les plus fréquents Limites d’emploiDétecteurs de fuméesA chambred’ionisationFumées visibles etinvisibles (distillationgaz combustion)X X Oui Oui Oui Oui Détection particulièrement précoce.À retenir s’il y a risque de feux couvants ou àévolution lente (textile, appareillagesélectriques)Sensibilité aux courants d’air, auxvariations brusques de pression, àl’humidité, à la poussière.Ne détecte pas les aérosols ayant une faiblevitesse de diffusionOptique defuméeFumées visibles decouleur claire ousombre (selon le type)X X X Oui Oui Non Non Pour les risques nécessitant une détectionfumée, mais sans la sensibilité des appareilsioniquesA retenir pour les locaux de grandesdimensions (détecteur optique linéaire)Craint la poussière, l’encrassement





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