Il n'y A pas de Fumée Sans Feu
Les incendies résidentiels font partie des dangers les plus redoutés de la vie quotidienne. Heureusement, nous pouvons prendre des précautions : dans de nombreux pays, les propriétaires sont tenus de couvrir les risques financiers par une assurance incendie et les experts recommandent d'avoir un extincteur à portée de main. La plupart de ces mesures ne concernent toutefois que la caractéristique la plus évidente d'un incendie : les flammes. Pendant longtemps, l'aspect le plus dangereux est passé inaperçu. La plupart des décès liés aux incendies sont causés par la fumée. Ce n'est qu'il y a une dizaine d'années que les autorités de nombreux pays ont pris en compte cette réalité et ont rendu les détecteurs de fumée obligatoires dans tous les foyers.
Technologies Optiques dans la Protection
CONTRE L'INCENDIE
Les Tueurs Silencieux
En 2019, environ 90 % des décès et des blessures liés aux incendies aux États-Unis se sont produits dans des maisons ou des appartements. Il n'existe pas de statistiques officielles pour l'UE, mais les estimations de l'Alliance européenne pour la sécurité incendie font état de taux similaires, soit environ 80 %. Dans ces cas, la plupart des personnes ne meurent pas à cause des flammes, mais de la fumée. En fonction des matériaux en combustion et de la quantité de chaleur générée par le feu, la fumée se compose de différents gaz. Ils sont tous dangereux, mais de manière différente.
Les composants les plus fréquents et les plus mortels sont les gaz dits "toxiques", qui comprennent le monoxyde de carbone (CO), le dioxyde de carbone (CO2) et même le cyanure d'hydrogène (HCN). Ils affectent la respiration de différentes manières : Le dioxyde de carbone est communément appelé le "déchet" de la respiration qui est libéré lorsque nous expirons. Le problème est que l'ensemble du métabolisme est déséquilibré lorsque la concentration de CO2 augmente. Si l'air que vous inspirez contient plus de 10 % de CO2, vous serez mort en moins d'une minute. Le monoxyde de carbone est tout aussi mortel, mais d'une manière différente. Ses molécules se fixent sur l'hémoglobine du sang, qui a pour fonction de transporter l'oxygène vers les cellules.
En conséquence, les cellules ne reçoivent pas suffisamment d'oxygène pour fonctionner, ce qui entraîne une asphyxie du corps. Le fait le plus dangereux concernant le CO est qu'il n'a ni odeur ni goût. Le cyanure provoque très rapidement des difficultés respiratoires lorsqu'il est inhalé ou absorbé par la peau. Comme le CO, il affecte également le métabolisme, mais à un niveau différent, en interdisant la production d'énergie dans les cellules. En fait, la plupart des victimes suffoquent dans leur sommeil avant même d'avoir remarqué l'incendie.
C'est là que les détecteurs de fumée entrent en jeu. Dès qu'ils détectent une quantité de fumée potentiellement dangereuse, ils déclenchent une alarme et veillent à ce que les habitants se réveillent.
La Détection IR Sauve des Vies
Beyond Borders
Dans la plupart des cas, les détecteurs de fumée utilisent des technologies optiques. Le concept est aussi simple qu'efficace : Il se compose d'une source de lumière, de quelques petits miroirs et d'une photodiode. Les miroirs guident un faisceau lumineux à travers une boîte sombre et veillent à ce qu'il ne touche jamais le détecteur. Dès que de la fumée pénètre dans la boîte, la lumière est diffusée et atteint la photodiode, qui déclenche alors l'alarme. Cependant, il doit y avoir une certaine marge : Vous ne voulez pas que l'alarme se déclenche à chaque fois que vous allumez une bougie. En revanche, elle doit se déclencher lorsque ladite bougie tombe sur le sol et met le feu à la moquette. Les applications domestiques utilisent un simple émetteur IR et une photodiode standard, tandis que les applications industrielles plus coûteuses utilisent la combinaison plus sensible d'une source lumineuse (laser) plus intense et d'une photodiode plus "professionnelle".
Que ce soit à la maison ou dans une entreprise, tous les détecteurs de fumée exigent que la fumée atteigne physiquement le détecteur. Un temps précieux s'écoule sur ce chemin, et la direction du mouvement de la fumée dépend de nombreux facteurs externes. Un léger coup de vent peut avoir un effet profond sur la direction de la fumée. Les détecteurs de flammes optiques, en revanche, ne nécessitent pas de contact : ils fonctionnent rapidement et à distance. Leurs capteurs IR réagissent au scintillement des flammes ou des étincelles. Un algorithme analyse s'ils correspondent à des modèles qui se produisent pendant les incendies. Par exemple, ils sont également capables de détecter des étincelles à travers des vitres, des volutes de fumée et un brouillard dense. La détection des étincelles est particulièrement importante lorsque des poussières explosives flottent dans l'air (par exemple, dans les usines de traitement du bois, de transformation des céréales et les cimenteries). L'essentiel est de réagir rapidement et, si possible, d'éteindre les étincelles pendant qu'elles sont encore en vol pour éviter tout dommage supplémentaire. Les détecteurs quantiques (PbS, x-InGaAs) dominent ces capteurs.
Une autre application industrielle est la détection des flammes. Dans cet environnement, de nombreux incendies proviennent de la combustion de composés d'hydrocarbures. Ces incendies se propagent souvent plus loin que ne le suggèrent les flammes visibles. Les détecteurs pyroélectriques peuvent être utilisés pour déterminer leur véritable étendue. Cette technologie détecte les produits de la combustion, comme le CO2, en mesurant les émissions de lumière à des longueurs d'onde spécifiques. À des températures élevées, les gaz émettent la même longueur d'onde de lumière qu'ils absorbent autrement. Il est donc possible de déterminer clairement le type de gaz dans le champ de vision du détecteur. Les détecteurs pyroélectriques sont toujours utilisés en combinaison avec des filtres infrarouges qui bloquent le "bruit ambiant" généré par le rayonnement solaire ou le CO2 atmosphérique. Pour la détection multispectrale du rayonnement IR des flammes, on utilise généralement une combinaison multiple de trois paires détecteur/filtre ou plus.
Tous ces systèmes fonctionnent rapidement et avec une extrême précision car, dans l'industrie, on ne peut pas se permettre de fausses alarmes. Si les systèmes de sprinklers ou d'autres systèmes d'extinction sont déclenchés de manière incorrecte, ne serait-ce qu'une seule fois, les conséquences peuvent être tout aussi dévastatrices qu'un incendie.
Des Solutions Intelligentes
Pour Aller Plus Loin
Jusqu'à présent, les solutions standard consistaient à combiner le détecteur de fumée avec un capteur de chaleur ou un capteur de monoxyde de carbone. DEF, un fournisseur français de solutions et de services de systèmes de sécurité incendie, a récemment mis au point un dispositif intelligent et connecté qui combine pour la première fois ces trois technologies. La plupart des détecteurs multi-capteurs standardisés combinent des détecteurs de fumée avec soit un capteur de chaleur, soit un capteur de monoxyde de carbone. La version haut de gamme de cette solution est auto-apprenante : Elle utilise des algorithmes intégrés pour traiter les signaux provenant des différentes technologies de capteurs.
À cette fin, ils enregistrent et analysent le contexte de l'alarme et les 100 derniers événements. De cette manière, ils peuvent déterminer le type d'incendie et ainsi adapter leur sensibilité pour permettre une détection plus précoce mais aussi réduire le nombre de fausses alarmes.
Si les premiers de ces appareils multifonctionnels ont été conçus comme des produits haut de gamme pour les usines et les centres commerciaux, ils sont déjà en route pour nos domiciles. Dans le cadre d'une maison intelligente, ils pourraient être contrôlés à l'aide de n'importe quel type d'appareil mobile et vous permettre de réagir à des situations dangereuses, même si vous êtes à des kilomètres de là... à condition d'avoir accès à un réseau de données performant.
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