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CA 02649236 2008-10-14
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COMPOSITION POUR LUTTER CONTRE LE FEU ET FORMULATIONS DE
LADITE COMPOSITION
La présente invention concerne une composition pour lutter contre le feu et
des
formulations de cette composition.
On sait que les incendies ont du mal à être combattus avec de l'eau et le
résultat
n' est pas satisfaisant pour de nombreuses raisons.
L'eau seule utilisée en grande quantité donne des résultats au contact direct
du
feu mais son efficacité est d'une rendement médiocre.
En effet, on constate d'énormes pertes, de l'ordre de 75 à 80% , par
ruissellement du fait de la fluidité de l'eau et du fait de la très forte
évaporation.
Le ruissellement, lié à un faible coefficient de mouillabilité conduit l'eau
au sol
et celle-ci s'infiltre rapidement surtout en cas de feux de forêt dont les
sols
sont peu étanches.
Quant à l'évaporation, elle provoque des pertes à trois stades
- le premier est celui de la pulvérisation par le moyen mécanique utilisé
lance gros débit, avion, hélicoptère etc...
- le deuxième est l'évaporation à partir des supports qui ont été mouillés
mais non encore attaqués par le feu. Dans ce cas, la chaleur émanant du
foyer généralement peu éloigné, le soleil, le vent provoquent une forte
évaporation limitant faiblement la propagation du feu.
- Le troisième est l'évaporation lors de la projection sur le foyer. C'est le
stade où la projection est directement efficace en absorbant beaucoup
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d'énergie lors du changement de phase liquide/vapeur mais avec une très
forte émission de vapeurs brûlantes voire de fumées toxiques.
Pour pallier ces inconvénients, il est régulièrement adjoint à l'eau des
additifs
notamment des additifs dits retardants et des colorants afin de déterminer les
zones déjà traitées.
Néanmoins, l'utilisation de ces additifs n'est pas satisfaisante pour
plusieurs
raisons indiquées ci-après.
Une de ces raisons est le recours à des produis chimiques présentant une
certaine toxicité et pour le moins un caractère polluant surtout en milieu
naturel.
On peut citer les polyphosphates d'ammonium, le ferrocyanure de sodium ou des
huiles ester.
De tels additifs visent à améliorer la mouillabilité en modifiant la tension
superficielle, à limiter l'évaporation, à augmenter la viscosité.
Ces additifs peuvent être accompagnés d'absorbeurs d'oxygène, d'agents
moussants. Ces additifs ne modifient que peu les pertes par ruissellement et
on a
constaté que l'évaporation, retardée dans un premier temps, peut se développer
brutalement avec des dégagements soudains de vapeur.
Les agents moussants doivent aussi être utilisés en faible quantité si bien
que la
couche protectrice est peu résistante dans la durée car le gaz contenu dans
les
bulles, en se dilatant à la chaleur, déstructure la mousse. Quant à la
quantité
d'eau résultante après déstructuration, elle est nécessairement très limitée
dans le cas d'une mousse.
Un autre inconvénient rencontré avec les solutions moussantes est la
difficulté
de projection surtout en cas de vent, la faible distance de projection et le
peu
de maîtrise de l'orientation. Ainsi, en cas d'incendies de forêts, les cimes
des
arbres ne sont pas atteintes et ceci laisse la possibilité de sautes de feu
aériennes.
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Des gélifiants à très faible teneur en matière sèche, 0,01 % en poids, ont
aussi
été adjoints pour augmenter la viscosité, ce qui a un effet sur le
ruissellement
mais ils ne modifient pas la vitesse d'évaporation. De plus, les gélifiants
actuellement utilisés se fluidifient au contact du feu et le taux de matière
sèche
est trop faible pour avoir un effet.
Les gélifiants sont peu compatibles avec l'eau saline telle que l'eau de mer
ce qui
est aussi un inconvénient.
Enfin, l'efficacité reste très limitée puisque des tests montrent une reprise
en
flamme d'un support au caeur d'un brasier dans les 2 minutes et 30 secondes.
On a constaté aussi durant les incendies que les particules carbonées
incandescentes dites flammèches, emportées par les vents et courants d'air,
propagent aussi les incendies : il faudrait pouvoir lester ces particules avec
la
matière sèche subsistante, ce qui n'est pas le cas avec les additifs
actuellement
utilisés.
Cette faible capacité à retarder le feu et la faible plage de temps de
l'efficacité de ces additifs obligent à des interventions proches du foyer
avec
tous les risques et dangers que cela engendre.
Le mode d'application est également important car l'eau additivée telle
qu'utilisée ne permet pas le recours à de la projection sous moyenne pression,
c'est-à-dire dans la plage 30 à 200 bars, les rendements étant considérés
comme insuffisants. En effet, la fine pulvérisation augmente l'évaporation en
phase aérienne. Or, la moyenne pression conduit à améliorer la précision
d'application, limite la quantité d'eau utilisée et augmente le pouvoir
courant et
enrobant, toujours à condition de pouvoir être éloigné du foyer, ce qui est
actuellement difficile pour les raisons indiquées ci- avant.
La présente invention vise à pallier ces inconvénients et notamment évite tout
impact sur le milieu naturel, augmente la capacité d'extinction même après
évaporation et contient la capacité de reprise en flamme du foyer, leste les
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particules incandescentes en post combustion, confère un contraste visuel sur
les zones traitées sans adjonction de colorants , permet une accroche
verticale,
favorise la capacité d'application.
La composition selon la présente invention peut aussi être formulée de
différentes façons en fonction des applications soit pour pulvérisation
notamment en moyenne pression soit pour la réalisation de barrières.
La composition selon l'invention comprend au moins :
- un premier composé sous forme de poudre, d'origine végétale, hydro
soluble dans l'eau froide et épaississant,
- un deuxième composé sous forme de poudre, d'origine végétale, insoluble
dans l'eau froide mais épaississant et rétenteur d'eau dans l'eau chaude
ou en présence de vapeur d'eau,
- un troisième composé comprenant au moins un agent favorisant la réaction
de Maillard des au moins premier et/ou deuxième composés, et
- de l'eau.
Le premier composé, sous forme de poudre, est plus particulièrement choisi
parmi : farine de guar, farine de caroube, amidons modifiés, alginates.
Ce premier composé doit être exempt d'huiles et/ou d'essences.
Ce premier composé épaississant a pour but de maintenir, dans la composition,
les
particules insolubles en suspension pour obtenir un homogénéité du milieu. La
quantité de premier composé est adaptée en fonction des dimensions des
particules à maintenir en suspension donc apte à éviter la décantation.
On note qu'un tel premier composé est non moussant et soluble y compris dans
l'eau salée.
Le deuxième composé, sous forme de poudre, est plus particulièrement choisi
parmi les amidons natifs et plus particulièrement parmi les amidons natifs
riches
en phosphates et plus particulièrement encore parmi les amidons de pommes de
terre.
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L'amidon natif est constitué d'au moins deux polymères : l'amylose et
l'amylopectine , et la structure est sous forme de grains avec des dimensions
de
grains de quelques microns à quelques dizaines de microns. L'organisation du
réseau sous forme cristalline rend l'amidon natif insoluble.
5 L'intérêt est de retenir de l'amidon natif qui présente des grains de
dimensions
importantes, ce qui est le cas de l'amidon natif de pommes de terre, fécule de
pommes de terre. Les dimensions dans la plage haute contribuent à limiter
l'évaporation durant les différents stades par diminution de la surface pour
une
même quantité et augmente aussi la distance de projection par augmentation de
l'énergie cinétique.
L'amidon natif présente surtout la capacité d'être soluble dans un fluide en
température dès 65 C, eau chaude ou vapeur d'eau par exemple. De plus, cet
amidon devient simultanément épaississant et gonflant dans ces conditions.
Le troisième composé comprend au moins un agent favorisant la réaction de
Maillard des au moins premier et deuxième composés : ce troisième composé est
du chlorure de sodium.
Le chlorure de sodium favorise la transformation des sucres et la
carbonisation.
Le chlorure de sodium est ajouté ou au moins en partie naturellement présent
si
l'eau utilisée est de l'eau de mer.
La carbonisation rapide au moins en surface, même si la composition contient
de
l'eau, a de nombreuses conséquences, notamment :
- la coloration noire très absorbante limite le rayonnement thermique,
- limitation de la propagation de l'onde thermique,
- l'absorption d'énergie favorise le gonflement hydro thermique du
deuxième composé,
- la couche carbonisée limite la vitesse d'évaporation de l'eau, et
- le support est fortement privé d'oxygène de combustion.
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De plus, le chlorure de sodium présente des qualités ignifugeantes naturelles
qui
sont également mises à profit.
Ce troisième composé contribue aussi, par un effet de synergie, à augmenter la
capacité de rétention d'eau des au moins premier et deuxième composés.
La composition selon l'invention peut être améliorée par adjonction de
certains
autres composés.
Selon une première variante, on adjoint à la composition une quatrième
composé,
soluble dans l'eau et f ilmogène. Ce quatrième composé est un agent f ilmogène
naturel.
Ce quatrième composé est constitué d'une poudre de protéines par exemple de la
poudre de blanc d'aeufs ou des alginates avec une plage de thermo gélification
de
l'ordre de 65 C.
Ce quatrième composé assure ainsi une certaine encapsulation et lie les grains
du
second composé lors du gonflement sous l'effet de la chaleur, conduisant à la
production d'une mousse générée par la vapeur au début de l'exposition
thermique.
Ce quatrième composé peut aussi subir une carbonisation à partir de la
réaction
de Maillard, améliorant encore les effets précédemment décrits.
Selon une deuxième variante, la composition inclut un cinquième composé qui
est
un composé de lestage, non soluble, délayable.
Ce cinquième composé est choisi parmi les poudres minérales et plus
particulièrement les poudres d'argiles, notamment les poudres d'argiles
blanches. Ce cinquième composé est optionnel et ne présente un intérêt que
dans
le cas de foyer générant des flammèches, par exemple les feux de forêt.
Avantageusement, les poudres d'argiles sont les moins agressives
mécaniquement. Si ces poudres sont des poudres d'argile blanches, les zones
traitées avec la composition selon l'invention sont visuellement repérables.
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Le lestage évite la propagation par les flammèches issues de la combustion de
parties du support.
On obtient ainsi une composition dont on peut préciser les quantités
respectives
d'un mode de réalisation particulier, quantités données pour 1 litre pour
pulvérisation à moyenne pression, 30 à 120 bars. On note que cette
pulvérisation
est possible puisqu'il n'y a aucun agent moussant, évitant aussi toute
cavitation
ou désamorçage des pompes.
Ces valeurs sont à adapter en fonction du type d'incendie et des valeurs à
protéger. Il en va différemment suivant qu'il s'agit d'un feu de paille, de
forêts,
en présence ou en absence d'habitations.
La composition peut être utilisée aussi bien en attaque directe du foyer,
qu'en
prévention ou encore en retardant.
Ainsi, le premier composé retenu est de la farine de guar à raison de 3 à 14
grammes.
Le deuxième composé retenu est de la fécule de pommes de terre à raison de 20
à 30 grammes.
Le troisième composé retenu est du chlorure de Sodium à raison de 10 à 14
grammes.
Le quatrième composé retenu est de la poudre de blanc d'aeuf à raison de 0, 2
à
2 grammes.
Le cinquième composé retenu est de la poudre d'argile à raison de 5 à 40
grammes.
Des essais réalisés sur un support bois ayant subi une pulvérisation avec la
composition selon l'invention laissant subsister une couche de un (1)
millimètre
d'épaisseur. Ce support est exposé durant plusieurs minute à une flamme
directe.
La composition selon l'invention carbonise et gonfle pour atteindre une
épaisseur
de plusieurs millimètres, huit à neuf millimètres pour préciser plus encore
les
épaisseurs atteintes.
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Cette composition est raclée après suppression de l'exposition du support à la
flamme pour faire apparaître le support bois intact, exempt de toute trace de
carbonisation.
La composition peut être utilisée pour attaquer un feu directement sur le
foyer
pour assurer son extinction mais aussi en prévention ou en retardant.
Cette composition peut être formulée sous forme liquide ainsi qu'indiqué et
être
appliquée par pulvérisation à l'aide des moyens connus de lutte contre les
incendies.
Cette composition peut aussi être formulée sous forme solide, plus
particulièrement sous forme de gel.
Ainsi, l'adjonction d'un gélifiant à la composition selon l'invention permet
de
réaliser des rubans de gel, des balles de gel ou encore des blocs de gel.
Dans le cas de rubans de gel, une armature peut être adjointe pour conférer de
meilleures performances mécaniques, notamment pour réaliser des rouleaux de
bandes et pour permettre une manipulation aisée.
Une face peut aussi être enduite d'un réflecteur, mieux encore de couleur
claire,
d'une part pour limiter l'évaporation et d'autre part pour réfléchir la
chaleur.
Un tel ruban peut être déroulé et placé comme retardateur pour limiter la
propagation d'un feu. Dès l'approche du feu et l'augmentation de la
température, la composition réagit comme dans le cas de la composition liquide
et forme une barrière totale à la propagation.
Les balles de gel peuvent être projetées à de longues distances mécaniquement,
avec une grande précision, par tout moyen adapté.
Quant aux blocs, ils peuvent être également répartis en des lieux déterminés.
Une autre formulation peut être une granulation de ce gel et une distribution
par
des moyens tels que des engins de salage de routes assurant ainsi la formation
de
cordons.
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On note que cette formulation présente un très grand intérêt pour les
intervenants au feu qui, munis de tels produits, évitent la propagation du
feu.
Ainsi, même en cas d'encerclement, il est possible d'isoler une zone de
protection et la composition ne dégageant pas de produits toxiques, ces
intervenants peuvent ainsi au mieux assurer leur sécurité, voire sauvegarder
leur
vie.
Afin d'obtenir une gel suffisamment compact tout en conservant les propriétés
de la composition, on peut aussi adjoindre un gélifiant qui présente des
propriétés de thermo liquéfaction tel que de la gélatine d'origine animale.
Préférentiellement, on recourt à de la gélatine avec un degré bloom de 200 à
300 blooms pour atteindre la viscosité adaptée et la température de fusion
adaptée.
La composition selon la présente invention, quelle que soit sa formulation,
conduit
à des performances extrêmement élevées. La composition selon l'invention
comprend de 44 à 150 grammes de matière sèche pour un litre de composition.
Ainsi comparativement, pour 1150 kg de composition aqueuse selon la présente
invention, il faudrait 20 m3 d'eau soit 20 000 kg d'eau.
La charge à transporter est donc extrêmement réduite tout comme le volume.
