Brouillard d'eau
Un système de brouillard d'eau est un système de protection contre les incendies qui utilise des jets d'eau dans lesquels 90% du volume pulvérisé est sous forme de gouttelettes d'un diamètre inférieur à 400 microns très fins. Ces petites gouttelettes d'eau permettent la formation d’un brouillard d'eau qui contrôlera, puis éteindra les incendies.
Le brouillard d'eau combine les avantages extincteurs de l'eau (comme les sprinkler) et de l'agent gazeux.
Ainsi, les capacités d'extinction de l'eau sont amplifiées:
Ces mécanismes résultent donc de l'évaporation de l'eau dans la zone entourant le feu.
En plus de cette efficacité, l'utilisation du brouillard d'eau dans la lutte contre l'incendie, a démontré les nombreux avantages :
La norme NFPA 750:2015 expose un certain nombre d'aspects et de règlements concernant les systèmes de brouillard d'eau, y compris les catégories, les essais, la conception, les composants et les stipulations de base.
De même, la documentation technique APSAD D2 est le référentiel pour la France :il définit des exigences minimales d'installation, de maintenance et de fiabilité.
En tout état de cause, les systèmes de brumisation d'eau doivent être envisagés au cas par cas pour déterminer si le système proposé répondra aux objectifs de protection contre l'incendie, qui doivent être clairement énoncés.
L'eau a des propriétés exceptionnelles pour la suppression des incendies. Sa capacité calorifique (4,2 J/g. K) et sa chaleur latente élevée de vaporisation (2442 J/g) peuvent absorber une quantité importante de chaleur (au niveau des flammes et des combustibles). De plus, lors de son évaporation, l'eau augmente son volume de 1700 fois, ce qui entraîne la dilution de l'oxygène et des vapeurs de carburant environnant le foyer.
Avec la formation de fines gouttelettes, ou brouillard d’eau, l'efficacité de l'eau est encore augmentée en raison de l'augmentation significative de la surface d’échange disponible pour l'absorption et l'évaporation de la chaleur.
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Taille des gouttes (mm) |
6 |
1 |
0.1 |
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Nombre total de goutte |
8.8 x 103 |
1.9 x 106 |
1.9 x 109 |
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Surface d’échange (m2) |
1 |
6 |
60 |
Ainsi, pour e même volume d’eau, la diminution de la taille des gouttelettes provoque un accroissement de la surface d’échange : ceci amplifie les mécanismes principaux amenant à l’extinction (refroidissement de la zone et dilution de l'oxygène.
A noter que de nombreux autres facteurs, peuvent accroitre l'efficacité du brouillard d'eau : l'effet de confinement, le mélange dynamique créé par le brouillard d'eau, les types de systèmes de brouillard d'eau appliqués (application totale ou locale) et l'utilisation d'additifs et le type de buse utilisée pour générer le brouillard.
Comme nous l'avons, de nombreux paramètres peuvent influer sur l'efficacité du brouillard d'eau, mais ils peuvent néanmoins être regroupés en trois grands paramètres: la distribution de la taille des gouttelettes, la densité de flux et le momentum de projection. Ces trois paramètres principaux déterminent non seulement directement l'efficacité du brouillard d'eau, mais également l'espacement des buses ainsi que la hauteur du plafond pour une installation donnée.
En théorie, les petites gouttelettes sont plus efficaces dans l'extinction des incendies que les grosses gouttelettes, en raison de leur plus grande surface totale disponible pour l'évaporation et la captation de chaleur. Par conséquent, la NFPA 750 a divisé les gouttelettes produites par un système de brouillard d'eau en trois classes pour distinguer les gouttelettes "plus grossières" et "plus fines" dans la fenêtre de 1000 microns. Les classifications sont les suivantes: le brouillard de classe 1 a 90 % de ses gouttelettes dont le diamètre est inférieur à 200 microns; le brouillard de classe 2 a 90 % de ses gouttelettes dont le diamètre est inférieur à 400µm; et le brouillard de classe 3 a des gouttelettes dont le diamètre est supérieur à 400 microns.
En conclusion, il n'y a pas de distribution de taille unique capable de s'adapter à tous les scénarii de feu (carburants, ventilation, compartiment...). De plus, il est avéré que la performance d’un brouillard d'eau, avec une distribution bien mélangée (gouttelettes fines et grossières), sera meilleure que celle obtenue avec une taille uniforme de gouttelettes.
La densité de flux de pulvérisation fait référence à la quantité d'eau pulvérisée dans un volume unitaire (L par minute/m3) ou appliquée à une surface unitaire (L par minute/m2). Sans une densité de flux d'eau suffisante pour évacuer une certaine quantité de chaleur émise par un feu ou pour refroidir le combustible en dessous de son point d'incendie, le feu sera toujours actif en maintenant une température de flamme élevée et une température de combustible élevée.
Comme l'eau ne se comporte pas comme un "véritable" agent gazeux, il est difficile d'établir la "concentration critique" de gouttelettes d'eau nécessaire pour éteindre un feu (c.-à-d. la masse totale minimale d'eau par unité de volume ou par unité de surface pour l'extinction). La quantité de brouillard atteignant le feu est déterminée par de nombreux facteurs (énumérés précédemment).
De plus, souvent, la répartition de la densité des gouttelettes d'eau dans un cône de pulvérisation n'est pas homogène. Certains types de buses pour la production de brouillard d'eau concentrent un pourcentage élevé de l'eau pulvérisée au centre du cône alors que d'autres types de buses peuvent avoir une concentration de brouillard d'eau inférieure à la zone centrale. Lorsque les cônes de pulvérisation d'un groupe de buses se chevauchent, les densités de flux à n'importe quel point sont également différentes de celles observées avec une seule buse en raison de la dynamique de l'interaction de pulvérisation.
Le momentum de projection d'eau fait référence à la nécessité de rapprocher le plus possible des flammes, au cœur du feu en fait, un nombre maximum de gouttelettes. Or de multiples paramètres peuvent influencer la trajectoire des gouttelettes : la taille et la vitesse initiale des gouttelettes, mais aussi la pression de décharge et l'angle du cône. La géométrie du compartiment et la taille du combustible (= température ambiante).
En fait, la vitesse de pulvérisation diminuera graduellement à mesure que les gouttelettes fines se déplacent dans le gaz chaud et que la vitesse et la taille des gouttelettes sont réduites en raison des forces gravitationnelles et des traînées exercées sur les gouttelettes par l'évaporation. C'est pourquoi la performance du brouillard d'eau avec une distribution bien mélangée de gouttelettes fines et grossières est meilleure que celle d'une gouttelette de taille uniforme (les fines étant très efficaces dès le haut des flammes ; alors que les lourdes/grosses gouttelettes pourront atteindre, sans trop être déviées, les cœur du foyer).
C'est pourquoi une étude, au cas par cas, par nos experts, est nécessaire pour concevoir l'installation la plus efficace
