Comment fonctionne un feu, quels mécanismes sont en jeu et comment fonctionne un outil de sécurité incendie ? Ce sont des questions expliquées de différentes manières par différents acteurs. Dans cet article de blog, nous utiliserons un extrait de la thèse de Max Nijman sur un retardateur de flamme pour décrire les mécanismes d'un incendie de manière scientifique. Cela est fait en utilisant le tétraèdre du feu, une version légèrement plus complexe mais complète du triangle du feu populaire.
Citation de : Nijman, M. (2024). Kaumera comme retardateur de flamme – les opportunités et obstacles à la mise en œuvre sociétale selon le SBMI comparé au modèle Lean Startup. TU Delft.
Tout d'abord, il est important de mentionner que les mécanismes du fonctionnement du feu, et donc la mécanique de la réaction des outils d'extinction d'incendie, sont mal compris. Cela vaut pour la plupart des mécanismes liés aux incendies et aux produits de sécurité incendie ; ils ont donc été principalement déterminés de manière empirique. Cela n'empêche pas les parties de développer de nouveaux produits de sécurité incendie, mais cela est rarement fait d'un point de vue théorique. Cela signifie également que la législation est élaborée à partir de preuves empiriques auxquelles un produit doit se conformer (Price et al., 2001).
Le triangle du feu est une méthode couramment utilisée pour expliquer les exigences d'un feu, mais il s'agit d'une simplification. Le triangle identifie trois éléments nécessaires aux incendies et donc à leur extinction : la chaleur, l'oxygène et le combustible. Il serait plus précis de le décrire comme un tétraèdre du feu, car quatre composants sont pertinents pour l'existence d'un feu, comme le montre la figure 4. Le quatrième composant est la propagation. Ce tétraèdre décrit les composants qui constituent un incendie, et donc un ou plusieurs de ces composants doivent être supprimés pour éteindre le feu (Till & Coon, 2018).
Figure 4 : Tétraèdre du feu représentant les trois aspects traditionnels combinés avec l'aspect plus technique de la propagation.
Le feu est une combustion, qui, par définition, est une réaction exothermique nécessitant de l'oxygène. Supprimer l'oxygène arrête donc la réaction exothermique et donc le feu.
Pour démarrer un feu, une certaine température doit être atteinte. La chaleur générée par la réaction permet au feu de maintenir la température d'ignition nécessaire pour réaliser la réaction exothermique, et il devient donc auto-propagé. En abaissant la température, le feu est arrêté de deux manières. Supprimer la chaleur générée par le feu empêche la propagation en évitant que la température d'ignition ne soit atteinte. De plus, abaisser la température ralentit les réactions chimiques, ralentissant ainsi la propagation de la réaction.
En plus de l'oxygène, un combustible est nécessaire : il s'agit souvent d'un composé organique qui réagit avec l'oxygène, mais cela peut aussi être un métal ou un autre composé riche en énergie comme les composés ammoniacaux (Rogaume & Batiot, 2023). En éliminant l'accès au combustible, les réactions exothermiques supplémentaires sont évitées et le feu est éteint.
The last component, as mentioned, is the propagation. A fire is a chain reaction of radical molecules that radicalise other molecules such as oxygen and the stable fuel. This allows the fuel to become radical as well as the oxygen, which then combusts, releasing more volatiles into the fire. This is a chain reaction, being propagated until either the fuel is gone, the oxygen is gone or the volatiles are captured. By capturing these volatiles, one can both extinguish the fire and minimise the number of toxic compounds being generated (European Chemicals Agency, 2023).
Sources:
European Chemicals Agency. (2023). Regulatory strategy for flame retardants. Publications Office. https://data.europa.eu/doi/10.2823/854233
Price, D., Anthony, G., & Carty, P. (2001). Introduction: Polymer combustion, condensed phase pyrolysis and smoke formation. In Fire Retardant Materials (pp. 1–30). Elsevier. https://doi.org/10.1533/9781855737464.1
Rogaume, T., & Batiot, B. (2023). Combustion and Fluid Mechanics, Advance in Fire Safety Science, Volume 1. Applied Sciences, 13(1), Article 1. https://doi.org/10.3390/app13010324
Till, R. C., & Coon, J. W. (2018). Fire Protection: Detection, Notification, and Suppression. Springer.
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