Dimensionnement d’un Réseau Incendie │ Arar Mohamed Salah │ IAP/ESK/SIE │ Octobre 2021 Programme Séminaire Après midi Matin J1 l. PROCESSUS GLOBAL DE DIMENSIONNEMENT D’UN R. INC 1. 2. 3. Logigramme de dimensionnement Définition du besoin Analyse préliminaire des risques (APR) et EDD II . PREVENTION - DETECTION - PROTECTION 1. 2. 3. Prévention Détection de l’évènement et de ses conséquences Protection incendie - Principes de base J2 III - PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT J3 J4 1. 2. 3. 4. Objectifs Caractéristiques des différents éléments d’une installation fixe Réseau maillé Pompes incendie IV. PROTECTION PAR MOUSSE 1. 2. 3. 4. 5. Formation de la mousse Domaine d’application Caractéristiques principales des éléments d’une installation à mousse Configuration typique d’une installation de mousse fixe Dimensionnement de l’installation fixe de mousse 5. Réserve d’eau et de carburant diesel 6. Système déluge 7. Autres éléments du réseau 8. Calcul du besoin en eau pour une installation 9. Logiciel pour le calcul du réseau incendie V. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION 1. Généralités 2. Bac à toit conique 3. Bac à toit flottant 4. 5. Bac à écran flottant Cuvette de rétention VI. PROTECTION PAR EAU DES UNITES PROCESS IX. RIDEAUX D’EAU 1. Taux d’application d’eau sur les équipements d’une unité process 2. Géométrie d’un système déluge 1. Rôle des rideaux d’eau 2. Caractéristiques des rideaux scion l’effet recherché VII. POSTES DE CHARGEMENT J5 VII. STOCKAGE DE LPG XI. SPRINKLERS XII. TEST ET MAINTENANCE DU RESEAU D’EAU INCENDIE 1. Description 2. Dimensionnement d’une installation sprinkler 3. Comparaison des réglementations françaises et américaines XIII. PRECAUTIONS D’UTILISATION XIV. LISTES DES REFERENCES Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 2 Chapitre N° 01 PROCESSUS GLOBAL DE DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU INCENDIE 1.2 Logigramme de dimensionnement Dimensionnement d’un réseau incendie /Logigramme IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 4 2. Définition du besoin Dimensionnement d’un réseau incendie /Définition du besoin Les critères ci-dessous permettent de définir le besoin pour le dimensionnement du réseau : Eléments pris en compte pour la définition du réseau incendie IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 5 IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU INCENDIE Dimensionnement d’un réseau incendie / Introduction INTRODUCTION IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 7 1. INTRODUCTION Dimensionnement d’un réseau incendie /Scénarios redoutés et fonctions de sécurité 1.1 SCÉNARIOS REDOUTÉS ET FONCTIONS DE SÉCURITÉ IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 8 3. Analyse préliminaire des risques (APR) et Etude de dangers (EDD) Dimensionnement d’un réseau incendie /APR Sur un site industriel, l’ensemble des évènements redoutés (ou initiateurs) est identifié le plus souvent lors de l’analyse préliminaire des risques. Un événement redouté et ses conséquences constituent un scénario. Il nécessite la mise en place des mesures de prévention et / ou de détection et / ou de protection. La quantification des conséquences d ’un scénario (en terme de gravité et de probabilité) permet d’élaborer l’étude des dangers du site. Bien utilisée, l ’EDD représente un outil précieux pour la mise en place des moyens de prévention de détection / protection sur un site. L’impact de chaque scénario est traduit sous forme de cercles de danger. Les cercles représentés sur le plan d’implantation permettent d’identifier les équipements / unités / bâtiments / accès, impactés par l’événement. Certains de ces éléments peuvent alors à leur tour générer eux-mêmes un nouveau événement initiateur, avec ses propres conséquences (effet domino). Cet effet domino doit être pris compte dans le design des moyens de prévention. IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 9 3. Analyse préliminaire des risques (APR) et Etude de dangers (EDD) Dimensionnement d’un réseau incendie /APR L’ensemble des scénarios dimensionnant sur un site constitue la « Design Accidental Load >> Design accidentelle de conception (DAL spécification , sur la base de laquelle sont établies sur le site, les différentes mesures de: prévention (réduction des probabilités d’occurrence des accidents), Détection protection (limitation des conséquences des accidents). IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 10 Chapitre N° 02 II. PREVENTION - DETECTION - PROTECTION II. PREVENTION - DETECTION - PROTECTION Dimensionnement d’un réseau incendie /Prévention 1. Prévention La prévention passe par la gestion de l’événement initiateur et de ses causes. a. Process Design Différentes mesures de prévention sont applicables : maîtrise des procédés utilisés dans l’exploitation, et donc un design adapté des unités et d’ équipements et des sécurités process. maîtrise du mode opératoire (et consignes de sécurité) associé à l’exploitation des unités établissement de programme d’inspection et de maintenance des unités b. Implantation Les unités sont organisées de façon à séparer la source de combustible de la source d’ignition. Il est de plus en plus fréquent dans les installations nouvelles de créer des groupes d’équipements représentant des risques identiques (type, gravité). IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 12 II. PREVENTION - DETECTION - PROTECTION Dimensionnement d’un réseau incendie /Définition du besoin Les différents scénarios constituant le DAL <<Design accidentelle de conception>> se traduisent en terme de : surpression liée à une explosion radiation liée à un incendie dispersion d’un produit toxique (process ou issue d’une combustion) ou inflammable On peut : => Limiter la gravité d ’un scénario Pour limiter la gravité d’un scénario, différentes mesures « passives » sont prises face à une explosion : renforcement de structure, de supports, éloignement des équipements unités sensibles ou à risque, ventilation de l’installation, mise en place de zone tampon face à une radiation : optimisation des distances entre unités / équipements, mise en place cuvette de rétention, collecte des épandages accidentels de produits inflammables, mise en place de zone tampon Face à risque toxique : collecte des épandages et émissions, localisation de l’unité présentant un risque toxique par rapport au reste de l’installation (bâtiment, prise d air, ..) Les données météo sont prises en compte lors de l’implantation des unités / équipements, dès naissance du site, ou plus tard lors d’extensions ou rajouts de nouveaux équipements IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 13 II. PREVENTION - DETECTION - PROTECTION Limitation clés effets liés à la surpression IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 14 II. PREVENTION - DETECTION - PROTECTION c. Aspect Règlementaire La réglementation est complexe et variée. En France, plusieurs réglementations, codes, standards se superposent : arrêté du 4 septembre 1967 (distance entre unités, classement de zone) réglementation ATEX (nornes européennes de 92 et 99) arrêté de septembre 2005 (Etude de danger) règles d’aménagement et d’exploitation des dépôts d’hydrocarbures liquides de 1 ère et 2ème classe (9 nov 72, 19 nov 75) les différentes Rubriques selon les produits considérés l’ADR (transport routier) le RID (transport ferroviaire) l ’arrêté préfectoral d ’exploitation du site Standards des différentes compagnies, pouvant faire appel à des codes étrangers o API 500 (classement de zones) o IP code part 15 (Classement de zones), part 3 (distances) o NFPA30 Cette liste est non exhaustive, et une veille réglementaire doit être réalisée à chaque modification d’ unité existante, ou création d’unité nouvelle IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 15 II. PREVENTION - DETECTION - PROTECTION 2. Détection de l’évènement et de ses conséquences a. Rôle du système de la détection Un système de détection a pour objectif : d’informer le personnel de déclencher des actions automatiques, ou non, au niveau du process et des moyens de protection. En fonction de l’événement redouté et de ses conséquences immédiates, la détection peut être : humaine (ronde opérateur, monitoring en salle de contrôle avec déclenchement manuel ou alarmes / actions) automatique grâce à des systèmes instrumentés (instruments adaptés à l’ évènement à détecter de la chaîne de traitement adaptée au niveau de fiabilité requis et aux actions déclenchées). IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 16 II. PREVENTION - DETECTION - PROTECTION 2. Détection de l’évènement et de ses conséquences b. Principes de base d’un système de détection Les principes du système de détection sont décrits le plus souvent par un document appelé «Matrice Causes et effets » Exemple de Matrice « Causes et effets » IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 17 II. PREVENTION - DETECTION - PROTECTION 2. Détection de l’évènement et de ses conséquences b. Principes de base d’un système de détection Différents paramètres sont pris en compte pour concevoir au mieux un système de détection (types , le nombre de détecteurs, implantation, actions): type de produits véhiculés (propriétés physico-chimiques (densité des gaz, toxicité, inflammabilité...) conditions process (température, pression, débit) risques identifiés données météo (rose des vents en particulier) environnement (atmosphère marine, corrosive, hautes températures, très basses températures) type de zone couverte par la détection (équipement, unité, milieu ouvert, confiné, fermé..) protection incendie mise en place mise en sécurité de la zone (niveaux d’arrêt d’urgence prédéfinis niveau d’ESD (Emergency Shut Down)) alarmes / Actions à déclencher suite à détection Ventilation dans un local fermé IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 18 II. PREVENTION - DETECTION - PROTECTION 2. Détection de l’évènement et de ses conséquences b. Principes de base d’un système de détection Différents paramètres sont pris en compte pour concevoir au mieux un système de détection (types , le nombre de détecteurs, implantation, actions): type de produits véhiculés (propriétés physico-chimiques (densité des gaz, toxicité, inflammabilité...) conditions process (température, pression, débit) risques identifiés données météo (rose des vents en particulier) environnement (atmosphère marine, corrosive, hautes températures, très basses températures) type de zone couverte par la détection (équipement, unité, milieu ouvert, confiné, fermé..) protection incendie mise en place mise en sécurité de la zone (niveaux d’arrêt d’urgence prédéfinis niveau d’ESD (Emergency Shut Down)) alarmes / Actions à déclencher suite à détection Ventilation dans un local fermé La conception de l ’installation de détection doit être consolidée après définition des moyens de protection, automatiques en particulier, afin de s ’assurer de la fiabilité du système et du temps de réponse de celui-ci à une sollicitation. Un mauvais design du système de détection a forcément un impact sur le système de protection IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 19 II. PREVENTION - DETECTION - PROTECTION 2. Détection de l’évènement et de ses conséquences c. Alarmes Les alarmes sont : en adéquation avec le système de détection et de protection pour une zone concernée sonores et / ou visuelles, et doivent être audibles / visibles en tout point de la zone concernée (passage en hauteur en particulier). Elles peuvent indiquer : soit la détection d’un incident ou d’une situation anormale soit le déclenchement d’un système de protection, en particulier des systèmes autres que l’eau (C02, N2, FM200..) Alarmes sonores et visuelles IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 20 II. PREVENTION - DETECTION - PROTECTION 3. Protection incendie - Principes de base c. Alarmes La protection incendie met en œuvre l’ensemble des techniques disponibles, afin d adapter au mieux les solutions possibles par rapport au risque identifié : protection passive (ignifugeage, mur coupe-feu, mur anti-explosion, ...) protection active (eau, mousse, autres systèmes) La combinaison de ces différentes possibilités détermine le plan d’intervention, en permettant d’optimiser les moyens mis en œuvre et le temps de réaction associé. La grande variété et l’intensité des feux possibles dans les installations de traitement des hydrocarbures impliquent que la détermination du moyen de protection et donc du besoin en eau associé n est pas i science exacte. Il est pratiquement impossible (et prohibitif en terme de coût) de dimensionner les installation protection incendie sur la base d’un événement catastrophique (gravité élevée, et faible probabilité). L’objectif principal d’un système de protection est de pouvoir empêcher un événement mineur de se développer en événement majeur pour l’installation et son environnement. IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 21 II. PREVENTION - DETECTION - PROTECTION 3. Protection incendie - Principes de base c. Alarmes Le dimensionnement de l’installation incendie repose généralement sur le critère suivant : 1 seul événement à la fois (single jeopardize event) sur l’installation. Certains pétroliers ont étendu ce critère à : Simultanément, 1 seul événement en unité ET un seul événement en zone de stockage. La plupart des installations utilise 3 types d’équipements de lutte incendie, pouvant être mis en œuvre immédiatement : systèmes fixes : système de protection installé en permanence et connecté à une source d’agents extincteur (eau, mousse, C02, ..) systèmes semi-fixes : système de protection installé en permanence non connecté à une source d’agent extincteur (connexion effectuée par du personnel entraîné) équipements portables : équipements amenés sur le lieu de l’incident et mise en œuvre manuellement. IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 22 Chapitre N° 03 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 1. Objectifs L’eau est le premier agent utilisé pour refroidir des équipements, des structures, des bacs exposés feu. Ceci permet d’empêcher (ou de réduire) les dégâts causés au matériel par la chaleur ou surpression résultant de la surchauffe du contenu des capacités. L’eau est appliquée directement sur la surface à protéger. L’eau peut être utilisée pour protéger l’accès du personnel en charge de fermer l’arrivée combustible, permettant ainsi la suppression du feu. Le réseau incendie est conçu de façon à protéger les emplacements sensibles d’un site. La détermination de ces emplacements et des besoins constitue un des aspects essentiels du design du réseau incendie. IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 24 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 2. Caractéristiques principales des différents éléments d’une installation fixe Une installation de protection fixe comprend classiquement : Des systèmes de détection et d’alarme une réserve d’eau incendie (et d’émulseur) une pomperie (pompes principales et pompes jockey) un réseau maillé sectionnable d’eau incendie (et de solution moussante) des consommateurs (déluge, rideaux, hydrants (ou poteaux incendie), lance monitors) IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 25 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT schéma simplifié d un réseau incendie IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 26 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 27 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT schéma simplifié d un réseau incendie IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 28 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT Les caractéristiques des éléments d ’une installation fixe sont résumées dans le tableau ci-après Eléments Pression nominale (bar) Débit nominal en m3/H Vitesse dans la tuyauterie en m/s Réseau maillé 10 Q requis (max) Pompes principales 10 3X50% 2X100% 2X(2X50%) Si n est le nombre de pompes pour couvrir le Q requis (max ), alors le nombre de pompes installées est de n+1 Pompes jockey 07 3 0 - 45 Pression maintenue la plus haute possible pour éviter de démarrer trop souvent les pompes principales Réseau déluge 3.5 min Débit requis pour équipement ou (la zone ) Vanne déluge 10 b amont Débit requis pour équipement ou (la zone ) PI (hydrant) 4,5 — 6,5 (m) 45-60 Lance monitor 7-10 120 Rideau d ’eau 3.5 min Débit requis selon objectif (toxique ou thermique) Réserve d ’eau Pression ATM IAP-ESK- Département SIE 3 OBSERVATION 5-6 P m in = 4 barg au point le plus éloigné (verticalement et horizontalement Réseau sec en aval de la vanne déluge Diametre min des buses 6 mm 5-6 réseau sec en aval de la vanne de déluge -Réservoir dédié, - Réserve naturelle (EDM , Lac , Nappe soutérraine Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 29 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 3. Réseau maillé a. Description Le réseau principal, dit réseau maillé, part de la sortie des pompes incendie, jusqu’aux consommateurs Le réseau incendie est représenté selon un PID dit géographique, c’est à dire tracé sur le plan d’implantation de l’installation. Exemple de PID Géographique IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 30 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 3. Réseau maillé b. Règles de design Réseau maillé autour de chaque unité et des cuvettes de rétention, permettant la possibilité d’amener l’eau par deux chemins différents diamètre minimum 8” , avec un diamètre moyen de 12” à 16” et dimensionné pour le débit maximal Q requis (max) vitesse maximale dans les tuyauteries pleines d’eau de l’ordre de 3 à 4 m/s, et de 5 m/s pour les tuyauteries sèches après vanne déluge matériaux les plus utilisés : - pour une eau douce: acier carbone, galvanisé - pour une eau saline: acier revêtu en ciment ou fibre de verre (SVR - Stratifié verre résine, GRP - Glass Reinforeed Plastic) ou inox ou Cupro nickel (CuNi) pour les petits diamètres des tuyauteries sèches IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 31 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 3. Réseau maillé Comparaison des propriétés de l'acier et du GRP pour le réseau incendie IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 32 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 3. Réseau maillé Vannes d’isolement à chaque intersection, avec Nb vannes = Nb branches – un. Les vannes d’isolement permettent d’isoler manuellement une branche du réseau maillé, suite à une rupture ou une maintenance effectuée sur le tronçon. Elles sont localisées dans des fosse vannes, de façon à être hors du gel. On vérifie le positionnement et le nombre de consommateur entre deux vannes de sectionnement. Pression nominale du réseau à 10 bars, avec une pression minimale de 4 bars pour un réseau déluge et 7 bars pour un lance monitors, au point le plus éloigné de la pomperie (verticalement, horizontalement) Capteurs de pression aux points stratégiques du réseau principal (près de la pomperie, point le plus éloigné, ..). L’échelle doit être au moins égale à 2 fois la pression de fonctionnement normale du réseau. IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 33 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 3. Réseau maillé c. Protection contre le gel Le réseau est passé en revue pour identifier les points nécessitant une protection contre le gel. Le réseau enterré est localisé sous la ligne de gel (à au moins 1m sous le niveau du sol), avec mesures de protection adaptées contre la corrosion (protection cathodique). Dans les pays froids, les lignes aériennes sont vides ou sinon avec traçage et calorifuge, les vannes déluge et accessoires (filtres. ) seront dans des armoires chauffées ou munies de traçage et calorifuge . IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 34 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT d. Clapet de décharge automatique Quand une pompe fonctionne, elle peut atteindre son débit minimum. Si on ne veut pas que la pompe s’arrête, il fout installer un clapet de décharge qui permet d’assurer le fonctionnement de la pompe en continu. Ce clapet est à prendre en compte lors de la spécification de la pomperie, car il induit des pertes de charges non négligeables. Les clapets de type Schroeder sont très souvent utilisés.. Principe de fonctionnement d'un clapet de décharge IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 35 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT e. Séquence de démarrage des pompes La séquence de démarrage des pompes est généralement la suivante : Le réseau est maintenu sous pression par la pompe Jockey à Pj = 8 bars (débit d’envi 30m3/h). PSL1 taré à 6 bars sur le réseau capte une baisse de pression, non maintenue par la pompe jockey. La pompe principale 1 démarre. PSL2 taré à 4 bars (temporisation) sur le réseau capte une baisse de pression, non maintenue la pompe principale PI. La pompe principale 2 démarre. Le PSL3 taré à 3 bars (temporisation) sur le réseau enregistre une baisse de pression, î maintenue par la pompe principale P2. La pompe principale P3 démarre. La pression du remonte à sa pression de fonctionnement (10 bars). Quand toutes les pompes ont accompli leur premier cycle de démarrage, et si la pression du réseau est toujours insuffisante, alors la séquence entière est répétée, pour les pompes ne fonctionnant pas encore Le nombre de tentatives de démarrage pour chaque pompe par cycle est limité dans le temps (de l’ordre de 3 tentatives en 1 min 30 pour des pompes électriques à 6 tentatives pour des pompes diesel en moins 5 min). Néanmoins, la pression peut continuer à baisser dans le réseau pour différentes raisons : montée en puissance des consommateurs non démarrage d’une des pompes rupture du réseau. Dans ce dernier cas, les vannes de sectionnement doivent être manœuvrées le plus rapidement possible. IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ ESK incendie /Octobre 2021/ IAP ESK Dimensionnement d’unIAP réseau 36 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT e. Séquence de démarrage des pompes IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 37 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 4. Pompes incendie a. Pompes Principales Les pompes incendie doivent couvrir 100% de la demande maximale, à la pression requise en tous points du réseau. On trouve les combinaisons suivantes : - 2x100% - 2 x (2 x 50%) - 3x50 % (combinaison la plus fréquente) Le nombre de pompes installées est an moins égal an nombre de pompes nécessaires + 1, pour couvrir le cas où une pompe serait indisponible (maintenance). Les pompes sont localisées de part et d’autre de l’installation. Elles doivent être entraînées par des sources d’énergie indépendantes l’une de l’autre, par exemple électricité et moteur diesel. La courbe caractéristique des pompes (débit / pression) doit répondre aux critères énoncés dans le NFFA 20 : - pression maximale à débit nul = 140% pression nominale - pression minimale à 150% du débit nominal = 65% pression nominale. IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 38 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 4. Pompes incendie a. Pompes Principales IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 39 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 4. Pompes incendie b. Pompes Jockey Une ou deux pompes jockey sont prévue pour maintenir Ce réseau sous une pression d’environ 6- 8 bars, avec un débit variant de 20 à 50 m3/h. Les pompes jockey ont un moteur électrique. IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 40 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT c. Configuration classique d’une pomperie Configuration classique d'une pomperie incendie (Source : IFP Training) IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 41 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 5. Réserve d’eau et de carburant diesel La réserve d’eau (bassin, réservoir) doit être disponible, calculée sur la base du plus grand besoin en eau dans l’usine. Selon les réglementations, on a les valeurs suivantes : Réglementation Volume (m3) Française Q requis (max) (m3/h) x 12 heures Américaine Q requis (max) (m3/h) x 4 à 6 heures Anglaise Q requis (max) (m3/h) x 10 heures Pour les réserves en bassin ou aériennes, des mesures préventives sont nécessaires contre le gel (type boudin gonflable..). Il faut aussi vérifier périodiquement la propreté des dispositifs d’aspiration (puits, crépine, filtres.). IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 42 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 6. Système déluge a. Choix système déluge versus lance-monitor Une unité de process type est protégée par un ensemble de systèmes déluge fixes» de lance monitors, poteaux incendie (des tuyaux incendie pouvant être fournis en secours à proximité des poteaux). Certains équipements ne nécessitent pas d’être protégés par des systèmes déluge capacités pouvant être dépressurisées à distance ou ayant un système déplaçant eut contenu zone sans risque. structures, tuyauteries ou capacités protégées par de la protection passive. Un système déluge est utilisé face à des risques élevés, demandant, un e application d immédiate. C’est pourquoi la plus part des systèmes déluge sont de plus en plus associés à la détection redondante, permettant le déclenchement automatique. IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 43 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 6. Système déluge a. Choix système déluge versus lance-monitor Les applications classiques sont : capacités non isolées, contenant des fluides inflammables capacités inaccessibles aux équipements de protection mobiles pompes véhiculant des liquides volatiles (en particulier si elles sont localisées sous des pipes racks Aéro réfrigérants pipe-racks considérés comme critiques manifolds et équipements de contrôle Lorsque l ’installation d ’un système déluge s ’avère impossible, des monitors orientés de manière fixe dédié à l’équipement à protéger, sont utilisés. IAP-ESK- Département SIE Dimensionnement d’un réseau incendie /Octobre 2021/ IAP ESK 44 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 6. Système déluge b. Le réseau déluge Le réseau fixe de déluge est dimensionné pour permettre le fonctionnement de toutes les buses dans les 30 secondes après l’ouverture de la vanne déluge. Les dispositifs de protection par déluge sont déclenchés manuellement à partir d’un tableau commande déporté ou localement, ou de façon automatique par des détecteurs pneumatiques électriques. Le dimensionnement du réseau incendie permet d’équilibrer le réseau quelle que soit l’élévat ion des couronnes (ou antennes) de déluge (les orifices de restriction ne sont utilisés qu’après approbation de l’utilisateur). Le calcul hydraulique du système est nécessaire, et est souvent effectué par un installateur, l’ingénierie effectuant un prédimensionnement uniquement. Un système déluge est de préférence alimenté par 2 points (soit par 2 vannes déluge automatiques soit par une vanne automatique et une vanne manuelle, soit pour les plus anciens systèmes, par des vannes manuelles), chacun des points étant alimenté par des collecteurs (mailles) séparés . L’alimentation du réseau déluge est alors entièrement possible par l’une ou l’autre vanne. IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 45 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 6. Système déluge b. Le réseau déluge Le réseau déluge est conçu de façon à être auto-drainant, afin de limiter les problèmes de corrosion. Les points bas sont identifiés, avec la mise en place d’une buse spéciale pour le drain; voire d’un simple orifice (de diamètre supérieur ou égal à 3 mm). Des facilités temporaires pour le rinçage par eau douce dans le cas d’une eau incendie salée doivent être prévues. Le supportage suit les règles classiques de tuyauterie. Les supports sont auto-protégés par le système déluge lui-même. Dans le cas d ’un risque avéré d ’explosion, le cheminement des tuyauteries déluge est étudié de façon à être protégé par les structures existantes (métalliques ou béton). IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 46 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 6. Système déluge b. Le réseau déluge Système déluge en fonctionnement IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 47 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 6. Système déluge c. Les filtres Les filtres doivent être capables de séparer les particules solides pouvant obturer les buses (de l’ordre 3 mm), ou même endommager la vanne déluge. Ces filtres sont placés en amont de la vanne déluge. Ils doivent avoir une connexion pour le flushing et pouvoir être utilisés sur de longues périodes sans que soit notée une augmentation significative de la perte de charge. Des filtres individuels peuvent être rajoutés pour les buses, selon la recommandation du fournisseur. Certains industriels utilisent un filtre dit « piège à cailloux », placé après la vanne déluge type papillon et dont l’efficacité est plus ou moins prouvée. IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 48 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 6. Système déluge c. Les filtres Filtre en Té. Amont vanne déluge à membrane IAP-ESK- Département SIE Piège à cailloux. aval vanne déluge papilles RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 49 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 6. Système déluge d. Les vannes déluge La vanne déluge est une vanne spéciale à ouverture « rapide », alimentée par la pression du réseau incendie. Aujourd’hui, aucun moyen extérieur n’a à être utilisé pour garder la vanne fermée, seule pression de l’eau incendie remplit ce rôle. La vanne doit être à passage direct pour éviter toute obstruction en cours de fonctionnement. IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 50 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 6. Système déluge d. Les vannes déluge Vanne à m e m b ra n e (nouveau type) Vanne papillon (ancien type, a\ motorisation pneumatique IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 51 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 6. Système déluge d. Les vannes déluge Vanne à membrane et vanne papillon en position fermée IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 52 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 6. Système déluge d. Les vannes déluge L’activation de la vanne déluge peut être : pneumatique (réseau sprinkler sec, bouchons fusibles, ) et /ou électrique (électrovanne actionnée par bouton poussoir, détection gaz, détection feu) et / ou manuelle. Une vanne déluge couvre les équipements localisés dans une même zone, et non sur deux zones différentes (de part et d’autre d’une route par exemple). Les vannes déluge doivent être situées hors de la zone protégée (hors des cuvettes entre autres), dans un emplacement où il est possible d’intervenir manuellement sur les vannes en cas d’incendie. La vannes déluge doit être installée à un minimum de 15 mètres de la zone protégée ou derrière un mur coupe-feu. Le réarmement d’une vanne est toujours effectué localement et manuellement. IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 53 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 6. Système déluge d. Les vannes déluge 03 vannes déluge (01 à eau + 02 avec émulseur) protégés dans une armoire déluge avec mur coupe feu IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 54 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 6. Système déluge d. Les vannes déluge Arrangement typique d ’une vanne déluge (ancien type) IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 55 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 6. Système déluge d. Les vannes déluge Arrangement typique d ’une vanne déluge (nouveau type) IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 56 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 6. Système déluge e. Buses de déluge L’installation déluge est une installation dont les buses (ou pulvérisateurs ou nez) sont de type ou\ (sans fusibles). La totalité de la zone alimentée par la vanne déluge déclenchée est arrosée simultanément. Les buses sont installées de façon à ne pas être sur la génératrice inférieure de la ligne, afin d’éviter la corrosion et l’accumulation de dépôt au niveau de la buse. Installation de pulvérisateurs à jet conique IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 57 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 6. Système déluge e. Buses de déluge Pour des raisons à la fois de dimensionnement, d’approvisionnement, et de maintenance, homogénéise autant que possible, les types de buses sur une installation. Le type le plus souvent utilisé est le pulvérisateur à moyenne vitesse, avec 3 types de jet possible : pulvérisateurs écran, destiné au rideau d’eau pulvérisateurs à jet demi-sphérique, permettant la protection générale des locaux pulvérisateurs à jet conique, pour couvrir les appareils isolés IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 58 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 6. Système déluge e. Buses de déluge Pour des raisons à la fois de dimensionnement, d’approvisionnement, et de maintenance, homogénéise autant que possible, les types de buses sur une installation. Le type le plus souvent utilisé est le pulvérisateur à moyenne vitesse, avec 3 types de jet possible : pulvérisateurs écran, destiné au rideau d’eau pulvérisateurs à jet demi-sphérique, permettant la protection générale des locaux pulvérisateurs à jet conique, pour couvrir les appareils isolés Différents types de pulvérisateurs (ouverts) IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 59 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 6. Système déluge e. Buses de déluge Différents types de pulvérisateurs (ouverts) IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 60 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 6. Système déluge e. Buses de déluge Les pulvérisateurs sont de type imbouchables, avec la pièce de diffusion placée à l’extérieur de la buse, et à une distance telle que le passage libre est supérieur au diamètre du jet. La pression de fonctionnement varie de 2 à 12 bars. Chaque pulvérisateur est défini par : son profil de distribution (jet plat, jet conique, jet demi-sphérique) son angle sa position de montage (orientée vers le haut / vers le bas) le diamètre de la buse (jet) son coefficient K, tel que Q = K racine carré de P la distance à la cible les conditions atmosphériques (vent) le matériau souhaité. IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 61 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 6. Système déluge e. Buses de déluge Différents types de jet IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 62 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 7. Autres éléments du réseau a. Hydrants (poteaux incendie) Un hydrant ou poteau incendie : est souvent en 6 ”, avec une seul vanne d ’isolement, et avec 4 sorties en 2 ” 1/2 (DN 65) ou une sortie de 4” (DN 100) + deux sorties 2” 1/2 (DN 65), avec des bouchons enchaînés. Des tuyaux incendie peuvent y être connectés. peut être mécano-soudé. préfabriqué avec des éléments de tuyauterie doit être de type incongelable (drainage automatique) lorsqu’il y a risque de gel doit être facilement accessible depuis la route, à 15 ni au moins des équipements protégés e l’abri de tout dommage possible par les véhicules. IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 63 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 7. Autres éléments du réseau a. Hydrants (poteaux incendie) Poteaux de type mécano-soudé IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 64 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 7. Autres éléments du réseau b. Lance monitors à eau Les lances monitors sont destinées à fournir de l’eau ou de la mouse pour le refroidissement et l’extinction des incendies. Ils complètent les systèmes de déluge fixes. Un lance monitor est un appareil destiné à projeter de l’eau sous pression sous forme de : jet plein pour bénéficier d’une grande portée et d’un effet de choc jet diffusé en cône ou en nappe pour refroidir, ventiler et couvrir une grande surface. Lance monitor eau montée sur un poteau IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 65 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 7. Autres éléments du réseau b. Lance monitors à eau La lance monitor peut être: à jet réglage fixe oscillante localisée soit au niveau du sol, soit en hauteur commandée localement ou à distance Caractéristiques principales d’un fiance monitor : portée horizontale moyenne : 40 mètres Débit : 120 m3/h, à 10 bar Angle de rotation horizontal : 360° Angle de rotation vertical +/- 65° - 10° La poussée des lances à eau est fonction du jet (plein ou diffusé) et du type de lance (eau ou mousse). Un dispositif permet d’orienter le jet en hauteur et en direction IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 66 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 7. Autres éléments du réseau c. Espacement des hydrants et Lance monitors le long do réseau maillé Des lances monitors et des poteaux sont localisés le long du pourtour d’une unité De process de l’emplacement le plus approprié pour pouvoir appliquer de l’eau sur des zones particulières ou sur les équipements ou près des zones à risque. Le nombre d’hydrants (poteaux incendie) dans une zone est déterminé par le design du réseau et du type du risque de l’unité process ou de stockage. La distance entre deux hydrants varie de 45 à 90 mètres, en fonction type de risque, de l’implantation, de la demande en eau, et du nombre de sorties de l’hydrant. On prend généralement : 50 à 60 mètres autour des unités 80 mètres en offsite Le nombre de lance monitors doit être suffisant pour pouvoir atteindre tous les équipements dans rayon de 40 m (portée moyenne horizontale) et en respectant une distance de 15m entre les lances et équipements à protéger. IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 67 III. PROTECTION PAR EAU DE REFROIDISSEMENT 7. Autres éléments du réseau Espacement des lances monitors, positionnées en hauteur IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 68 8. Calcul du besoin en eau pour une installation Sur la base du choix retenu pour les différents systèmes de protection de l’installation et en fonction des scénarios, on peut déterminer la demande en eau maximale de l’installation. Cette valeur est approximative (débit dimensionnant, et correspond au scénario «dimensionnant» du réseau incendie.. Etape 1: Le calcul est d’abord effectué équipement par équipement, puis le cumul effectué vanne déluge vanne déluge, et éventuellement zone par zone. (a) Pour une vanne déluge DVn Vanne déluge DVn Taux d ’application d’eau (l/min.m2) Equipement 1 Tl Q1 = T l x S I / 1 0 0 0 x 6 0 Equipement 2 T2 Q2 Equipement i Ti Qi . Surface considérée (m2) Total DVn Débit par équipement (m3/h) Q n = la somme de Qi Zone Débit / zo Zî Qzl IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK Zj Qzj 69 8. Calcul du besoin en eau pour une installation Le débit Q n, de la vanne DVn, permet de dimensionner la vanne déluge (diamètre en particulier] celui de l’antenne principale. La vanne de déluge est dimensionnée pour le débit DVn (sauf exception, son diamètre n ’excède pas 8 ” ). Le débit total Q zj, pour la zone Zj Zone Débit / zone (m3/h) Débit / zone (m3/h) Z1 Qz1 Z2 Qz2 Zj Qzj IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 70 8. Calcul du besoin en eau pour une installation Etape 2: Après avoir calculé le débit pour chacune des vannes déluge / zones, on fait intervenir la cinétique des différents scénarios. Plusieurs combinaisons des débits d’eau sont effectuées pour reproduire la mise en œuvre des système de protection active en fonction des différents évènements quantifiés par l’étude de dangers. Le débit dimensionnant Q requis (max) est égale au maximum des débits Q a. A ce débit. on rajoute le débit, de 1 ou 2 lances monitors ( 120 m/h et par lance) Ce débit permet de : -dimensionner le diamètre du réseau maillé, en fonction de la vitesse retenue (3 m/s). déterminer le débit des pompes incendie, avec : le Q requis (max) = nb de pompes disponibles en permanence x Q pompe IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK - 71 8. Calcul du besoin en eau pour une installation Etape 3: Le débit maximal étant calculé, une vérification préliminaire des pertes de charge dans le réseau sera effectuée, selon la formule d’H AZEN-WILLIAMS. La vérification complète est ensuite effectuée par un logiciel, type Pipenet. IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 72 9. Logiciel pour le calcul du réseau incendie Le programme PIPENET ( société Sunrise)est le plus utilisé dans la profession, a. Module « Steady State » Ce module permet d’analyser : les réseaux maillés, sur la base du pré-dimensionnement manuel effectué au préalable. Il permet de s’assurer que les spécifications requises (vitesse, débit, pression) sont correctes. Les pompes incendie (courbe P/Q) peuvent être intégrées. Il est également possible d’étudier les conséquences sur l’alimentation en eau des différents consommateurs, en cas de rupture de ligne. Les systèmes déluge / sprinkler, afin d’équilibrer de façon optimale le réseau. Ce programme permet également la simulation d’un incendie complet, incluant (en régime permane la pomperie, le réseau et les consommateurs impliqués par le scénario étudié. Ce programme est basé sur les règles NFPA et les méthodes de calcul de Bernoulli et d’Haz Williams pour le calcul des pertes de charge. IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 73 9. Logiciel pour le calcul du réseau incendie b. Module « Transient » Ce module permet de calculer les phénomènes transitoires (coup de bélier) sur le réseau. Sa mise œuvre est complexe, et on lui préfère souvent des règles de précautions dans le dimensionnement du réseau, de la pomperie et des différents consommateurs, par exemple : vanne déluge à ouverture progressive système de contrôle de pression en pied d’hydrants ou de lances bouteilles anti-pulsatoires pas de clapet en série vitesse réduite dans les tuyauteries séquence de démarrage des pompes utilisation de coudes 5D en sortie des vannes déluge réducteur de pression smooth sur les poteaux incendie minimiser les longueurs droites trop importantes IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 74 IV. protection par mousse La mousse éteint un incendie de différentes façons : par étouffement de l'incendie empêchant l’air de se mélanger avec des vapeurs inflammables par réduction du dégagement de vapeurs inflammables par séparation du combustible des flammes par refroidissement du combustible et des surfaces adjacentes 1. Formation de la mousse La mousse est un assemblage de bulle constituées par une atmosphère d’air emprisonnée dans une paroi mince de solution moussante. Cette solution ou pré mélange est composé d ’eau et d ’un pourcentage d ’émulseur compris entre 3 et 6%. La mousse est produite par un mélange d’eau, d’émulseur et d’air. La mise en œuvre comprend d étapes : le prémélange : eau + émulseur la mousse : prémélange + air IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 75 IV. protection par mousse Etapes pour la production de mousse (Source : Eau & Feu) IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 76 IV. protection par mousse La mousse est caractérisé par son foisonnement, c’est-à-dire le rapport entre le volume de mousse obtenu et le volume de solution moussante (eau + émulseur). Il existe 3 types de foisonnement, tel que l’on introduit plus ou moins d’air: Haut foisonnement : 200 à 1000 Moyen foisonnement : 20 à 200 Bas foisonnement : 2 à 20. Une bonne mousse doit être: stable (ne se décanter pas rapidement), adhérente (la mousse doit se coller sur une surface verticale), fluide (se répand rapidement sur la nappe IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 77 IV. protection par mousse La mousse se détruit au contact de la chaleur. Il est donc utile : pour les feux de réservoirs de refroidir les tôles externes par de l’eau appliquée en déluge ou lance monitors au-dessus du liquide, principalement dans la zone où s écoule la mousse (e môme à l(intérieur du bac) pour les feux de cuvettes de refroidir les tôles des réservoirs en utilisant le système fixe en p] (eau ou mousse). IAP-ESK- Département SIE RESEAU INCENDIE/ Octobre 2021/ IAP ESK 78 2. Domaine d’application En fonction du foisonnement, les applications sont différentes : Haut foisonnement : la mousse est déversée à la sortie même de l’appareil de mise en œuvre. Cette mousse est essentiellement destinée au remplissage de volume importants tels entrepôt, galerie de câbles, ..et utilisée en milieu fermé (sensible au vent) (NFPA 11 A) Moyen foisonnement : La mousse peut être projetée à une dizaine de mètres. Elle est * sensible aux conditions météorologiques que la mousse à bas foisonnement et sa résistance ré-inflammation est aussi inférieure. Le moyen foisonnement est employé quand des quantités importantes de mousse sont nécessaires pour des moyens en eau limités. Le moyen foisonnement est également adapté à la rétention des fuites ou épandages de gaz liquéfiés ou de produits toxiques. (NFPA 1 IA) Bas foisonnement : La mousse, produite par des lances ou des canons, permet de projeté la mousse à une longue distance. Cette mousse est stable, peu sensible aux conditions atmosphérique (pluie, vent, ..), et assure une couverture résistante. Elle est très adaptée pour lutter contre les grands feux de l’industrie pétrolière. (NFPA 11) IAP-ESK- Département SIE 2. Domaine d’application Cas d ’une unité de process Sauf demande spécifique de l’industriel et sur des critères précis, la protection se fait par des moyens mobiles, à partir d’un camion incendie ou d ’une prise d ’eau (poteaux) pour des équipements portables IAP-ESK- Département SIE 2. Domaine d’application Cas des stockages: Configuration d ’une installation mousse sur des bacs IAP-ESK- Département SIE 3 . Caractéristiques principales des éléments d’une installation à mousse a. Le système de prémélange Les différents systèmes de pré-mélange sont présentés ci-après. Le tableau ci-après compare leurs avantages / inconvénients respectifs Types Avantages Inconvénients Injecteur/Venturi Pas de source d’énergie simple, pas de pièce en mouvement dosage ajustables Bas prix Maintenance faible Remplissage simple du réservoir d ’émulseur même en fonctionnement Débit constant réserve d’émulseur doit être à proximité de l’injecteur Une seule zone à la fois Faible contre-pression Perte de charge jusqu’à 3.5 bars Proportionneur à débit constant, avec pompe Appareil simple facilement ajustable bas prix Débit, pression et dosage constants Nécessité d’une pompe (volumétrique) électrique ou diesel L’émulseur doit être à une pression de 2 bars au-dessus du réseau d’eau Maintenance important IAP-ESK- Département SIE Schéma 3 . Caractéristiques principales des éléments d’une installation à mousse Types Avantages Inconvénients Proportionneur à débit variable, avec pompe Appareil simple facilement ajustable bas prix Le débit total passe par la pompe pression constante, débit constant Nécessite d’une pompe (volumétrique) électrique ou diesel Maintenance importante Perte de charge jusqu’à 1.6 bar Proportionneur à diaphragme Pas d’énergie Appareil simple débit ajustable pas d’effet avec la contrepression Dosage non ajustable petite quantité d’émulseur stockée (5000 litres max) remplissage difficile, impossible en fonctionnement Pompe doseuse Débit ajustable Prix élevé énergie électrique pourcentage non ajustable Perte de charge jusqu’à 1.6 bar Doseur à entraînement hydraulique Pas d ’énergie Appareil simple Dosage ajustable maintenance faible Prix élevé pièce en mouvement Perte de charge jusqu’à 1.9 bar utilisation d’émulseur haute viscosité sans réglage technologie récente, peu de retour IAP-ESK- Département SIE Schéma 3 . Caractéristiques principales des éléments d’une installation à mousse IAP-ESK- Département SIE 3 . Caractéristiques principales des éléments d’une installation à mousse b. Générateurs Générateurs bas foisonnement (2-20) Ces générateurs ont un foisonnement le plus souvent compris entre 6 à 8. Ils peuvent soit utiliser un prémélange, soit avoir une injection d’émulseur au niveau du nez. Le taux d’application doit être conforme à ceux indiqués dans le NFPA 11 (pour les bacs et cuvette). Il pourra être pris, par défaut, à 6.5 l/min/m2 de solution moussante (bas foisonnement) si rien n’est indiqué. La concentration est de 3% pour des feux hydrocarbure classique, avec une mousse de type fluoroprotéinique, ou fluoroprotéinique filmogène. Pour les liquides polaires, il est nécessaire de se rapprocher du fournisseur de mousse pour déterminer la concentration (allant de 3% à 6%, selon les fournisseurs). IAP-ESK- Département SIE 3 . Caractéristiques principales des éléments d’une installation à mousse b. Générateurs On trouve : Des nez adaptables sur tuyaux flexibles (connectés à un poteau) Des canons à mousse (lance monitors) Si une lance est utilisée pour l’application de mousse, un type spécifique doit être utilisé : lorsqu’un émulseur doit être ajouté, l’injecteur effectue le mélange eau + mousse (= solution moussante), le nez effectue le mélange solution moussante + air (= mousse) et projette la mous ainsi obtenue. Injecteur et lance peuvent être réunis en un même appareil. Lorsque des lances eau / mousse sont nécessaires, il est important de choisir une lance double canon (un pour l’eau et l’autre pour la mousse). Une lance à mousse peut être utilisée avec de l’eau (l’inverse ne fonctionne pas), mais la protéinique sera alors réduite à 30m. La lance peut être remplacée par un générateur de mousse. Les canons à mousse sont utilisés pour projeter de la mousse à bas foisonnement sur le sinistre Si l ’injection d ’émulseur se fait au niveau du nez, la réserve d ’émulseur doit être située à proximité du canon lance eau ou mousse lance à mousse IAP-ESK- Département SIE 3 . Caractéristiques principales des éléments d’une installation à mousse Schéma de lance monitor avec réserve d ’émulseur IAP-ESK- Département SIE 3 . Caractéristiques principales des éléments d’une installation à mousse Application de mousse sur une citerne camion IAP-ESK- Département SIE 3 . Caractéristiques principales des éléments d’une installation à mousse Des buses (avec pré mélange uniquement, peuvent fonctionner avec de l’eau seule) . Les buses (système ouvert) sont alimentées également par le pré mélange. La surface couverte moyenne par une buse est d environ 12m2. Pulvérisateur mousse bas foisonnement IAP-ESK- Département SIE 3 . Caractéristiques principales des éléments d’une installation à mousse Des boîtes à mousse Les générateurs à bas foisonnement fixes reçoivent le pré mélange à une pression minimale de 5 bars. Ils se présentent sous la forme tubulaire avec une entrée de 2 à 4” et une sortie de mousse de 2 ” 1/2 à 8 ” . Générateur bas foisonnement IAP-ESK- Département SIE 3 . Caractéristiques principales des éléments d’une installation à mousse Dans le cas d’application pour la protection des réservoirs, ces générateurs sont suivis d’une chambre mousse, interdisant l’entrée des gaz dans la tuyauterie, ainsi que d’un déversoir favorisant l’application de la mousse le long de la paroi. Chambres à mousse positionnées en haut d ’un bac IAP-ESK- Département SIE 3 . Caractéristiques principales des éléments d’une installation à mousse Générateurs moyen foisonnement(20-200) Les générateurs à moyen foisonnement peuvent être fixes, installés par exemple sur des cuvettes rétention, ou mobiles. Générateurs moyen foisonnement La mousse est formée par projection du prémélange sur une grille de diffusion, le mélange avec l’air se fait par induction d’air. Ils sont alimentés par le prémélange, via une installation fixe ou semi-fixe. Les canons à mousse fonctionnent aussi en moyen foisonnement. Le matériel portable (générateur) est plus encombrant que dans le cas du bas foisonnement. IAP-ESK- Département SIE 3 . Caractéristiques principales des éléments d’une installation à mousse Générateurs moyen foisonnement(20-200) IAP-ESK- Département SIE 3 . Caractéristiques principales des éléments d’une installation à mousse - Des buses à moyen foisonnement peuvent être installées sous toiture. Pulvérisateurs mousse moyen foisonnement Le taux d’application doit être déterminé, ainsi que la durée par des tests. Le taux souvent retenu lors d’un pré-dimensionnement est basé sur le taux des générateurs à haut foisonnement selon le NFPA 1 IA soit un taux permettant de couvrir le danger, avec une épaisseur de 0.6m en 2 minutes . IAP-ESK- Département SIE 3 . Caractéristiques principales des éléments d’une installation à mousse Générateurs haut foisonnement(200-1000 fois) Les générateurs à haut foisonnement, peuvent être utilisés en fixe, ou mobiles pour l’extinction ou le contrôle de feu de LPG (NFPA 11 A). Dans le cas d’une utilisation en milieu ouvert ou semi-ouvert, les pertes dues au vent doivent être compensées. Générateur haut foisonnement (700 fois) Eli fixe, ils sont adaptés essentiellement pour la protection des surfaces planes, comme un épandage confiné, caniveaux, locaux fermés ... IAP-ESK- Département SIE 3 . Caractéristiques principales des éléments d’une installation à mousse Mousse haut foisonnement dans un local IAP-ESK- Département SIE 3 . Caractéristiques principales des éléments d’une installation à mousse Une quantité de mousse suffisante doit être déchargée à un taux permettant de couvrir le danger , avec une épaisseur de 0.6m en 2 minutes. La réserve d’émulseur doit être telle que la mise en œuvre continue de la mousse peut durer 12 minutes (NFPA 11 A) Générateur haut foisonnement en fonctionnement Dans le cas d’un générateur mobile (portable), on trouvera des équipements ayant le proportionneur mousse intégré ou non au générateur. Leur encombrement peut rendre leur utilisation difficile IAP-ESK- Département SIE 3 . Caractéristiques principales des éléments d’une installation à mousse C- Stockage de l’émulseur Les émulseurs sont des produits stables pouvant être conservés jusqu’à 10 ans, dans des conditions normales de stockage (température ambiante, à l’abri de la lumière, emballage fermé). La plupart des matières plastiques conviennent en tant que matériau de stockage pour tous les émulseurs. En cas de gel, les émulseurs retrouvent leurs propriétés en revenant à l’état liquide. Leur température d’utilisation va de -15°C à +60°C. Les émulseurs doivent être non toxiques et biodégradable Stockage d ’émulseur IAP-ESK- Département SIE 3 . Caractéristiques principales des éléments d’une installation à mousse d. Réseau mousse Dans certains cas, un réseau « mousse » peut être prévu. Deux types de réseaux existent : réseau avec émulseur, le pré mélange étant fait à proximité de chaque consommateur (réseau plein) réseau avec prémélange, le prémélange étant fait à proximité de la réserve commune d’émulseur (réseau vide) Les matériaux utilisés pour les réseaux doivent être compatibles avec l’émulseur, et l’eau incendie employés. Une vérification auprès du fournisseur d’émulseur de la compatibilité des matériaux employés, avec l’émulseur sélectionné sera effectuée systématiquement. Le design du réseau mousse répond aux mêmes critères que le réseau incendie (dimensionnement, vannes de sectionnement, maillage, protection mécanique,...). Tous les tuyaux à l’intérieur des cuvettes de rétention ou à moins de 15m d’un bac doivent être mécaniquement protégés ou enterrés à 0.3 m sous la surface. Les pertes de charge dans le réseau sont calculées avec la formule d’HAZEN-WELLIAMS, selon le NFPA 11. IAP-ESK- Département SIE 3 . Caractéristiques principales des éléments d’une installation à mousse e. Pompe d’émulseur Les pompes d’émulseurs (souvent appelées pompe à mouse) doivent permettre de répondre à la demande maximale du système de protection par mousse. Pour assurer l’injection de T émulseur, la pression de design au refoulement de la pompe doit être supérieure à la pression maximale du réseau incendie, quelles que soient les conditions de fonctionnement du réseau d ’eau au point d ’injection d ’émulseur. La pression de fonctionnement de la pompe ne doit pas excéder la pression de fonctionnement du réseau mousse. Les pompes volumétriques ou centrifuges capables de mettre le système en surpression doivent être équipées de moyens adéquates de limitation de pression au refoulement. Les pompes doivent avoir des facilités permettant leur rinçage avec de l’eau. L’alimentation électrique des pompes à mousse doit être en accord avec le NFPA 20. IAP-ESK- Département SIE 3 . Caractéristiques principales des éléments d’une installation à mousse e. Configuration typique d’une installation de mousse fixe Schéma type de protection par mousse d’une installation de stockage IAP-ESK- Département SIE 5. Dimensionnement de l’installation fixe de mousse On procède de la même manière que pour le dimensionnement en eau de l’installation en remplissant tableau ci-dessous : Le débit total de mousse Qmzj, pour la zone Zj est la somme des débits des vannes comprises dans la zone Zj. Le volume total de mousse Vmzj, pour la zone Zj est la somme des volumes calculés dans la zone Zj. On fait ensuite intervenir la cinétique des différents scénarios. On reporte également les résultats dans un tableau synthétique, tel celui présenté ci-après. IAP-ESK- Département SIE 5. Dimensionnement de l’installation fixe de mousse Le débit maximal Q mousse requis est égal au maximum des débits Q m a. Le volume maximal V mousse requis est égal au maximum des volumes Va. IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION 1. Généralités 1. Extinction L’eau est insuffisante pour traiter un feu sur un réservoir. En termes pratiques, la mousse (bas foisonnement - NFPA 11, API 2021) est la meilleure méthode pour éteindre un feu sur un stockage. La mousse doit être appliquée à l’intérieur, tangentiellement à la paroi du bac, par des systèmes fixes possible. Une fois que le feu a été éteint par application de mousse, il faut rester vigilant jusqu’à ce que la plupart du produit soit retiré, la dégradation naturelle de la mousse pouvant créer une augmentation de la char ge électrostatique du liquide et générer une ignition. IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION 1. Généralités a. Refroidissement Face à un feu extérieur, l’application d’eau offre un bénéfice potentiel en termes de refroidissement, surtout pour les parties exposées de la paroi non mouillées par le liquide contenu, ou le toit. Si un déluge est utilisé, généralement sur la partie haute de la paroi (3,7 à 7,4 m), on peut prendre en compte un ruissellement de 3,7 mètres sur la surface verticale. Quelle que soit la protection utilisée, le système doit être défini pour un taux d ’application d ’eau de 4. l/min.m2 de la surface protégée. En plus du bac soumis aux flammes, entre le quart et la moitié de la surface totale des bacs adjacents peut être exposée au rayonnement thermique et doit être refroidi de la même manière. Le système d’application choisi (eau pour refroidir la surface et mousse pour supprimer le feu) est fonction du type de bac (et de son produit), et de la stratégie mise en ouvre en cas d’incident. IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION 1. Généralités a. Refroidissement Exemple de systèmes d ’extinction sur un parc de stockage IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION 2. Bac à toit conique Ces bacs sont considérés comme ayant le plus grand potentiel de risques au feu. Ces réservoirs ont une phase vapeur entre la surface du liquide et le toit. Si la phase vapeur est dans les limites d ’explosivité au moment de l’apparition d’une source d’ignition, le toit peut être soufflé en endommageant les système de protection. Dès l’instant où le produit stocké est un hydrocarbure, deux méthodes existent pour éteindre un feu : a - extinction à la mousse L’application de mousse par le haut du bac (le plus courant) Des points multiples d’injection, fonction du produit et du diamètre du bac peuvent être nécessaire IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION 2. Bac à toit conique Bac à toit conique (protection mousse- système fixe) IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION 2. Bac à toit conique IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION L’injection de mousse sous la surface (non valable pour les liquides polaires) nécessite l’intervention d’un spécialiste pour le design , la vitesse de la mousse et la pression étant des éléments majeurs pour l’efficacité du système. Le nombre de points d’injection, le taux d’application est la durée d’injection sont les même que dans le cas d’une injection de mousse sous la surface. IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION b - Refroidissement Le système de refroidissement présente un système déluge fixe autour du bac, en partie haute sur la robe. Les buses de type jet plat refroidissant la surface exposée et majoritairement non mouillée par le produit stocké. Le refroidissement du toit est peu recommandé car si le toit est soufflé, le système de refroidissement définitivement endommagé IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION 3. Bac à toit flottant a .extinction à la mousse Sur ce type de bac, deux types de feux peuvent être rencontrés feu confiné au joint annulaire entre la paroi du bac et le toit flottant feu sur l’entière surface du bac, résultant de la perte du toit flottant Le feu de joint est le plus fréquent. La protection de la surface du joint est réalisée en utilisant les méthodes suivantes : générateurs de mousses fixes lances à mousse incendie fixées en haut de la robe en remplacement des boites à mousse application manuelle Différentes possibilités d ’application de la mousse existent selon le type de joints. Les plus courantes sont décrites dans les schémas ci-après. La surface du joint (ou surface annulaire) est calculée pour une largeur minimale de joint de 0.5 m (si : les données réelles sont indisponibles), pour un taux d’application de 20,4 l/min.m2 au-dessous du joint, et de 12.2 1/min.m2 au-dessus du joint pendant 20 min. IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION 3. Bac à toit flottant a .extinction à la mousse Protection d'un bac par lance monitors fixés en haut de la robe IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION 3. Bac à toit flottant b - Refroidissement Le refroidissement par eau de la paroi verticale est également recommandé, lorsqu’il y a un feu sur l’entière surface de la cuvette. Les principes de refroidissement présentés pour les bacs à toit fixes soin applicables pour les bacs à toit flottant IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION 4. Bac à écran flottant Deux types de feux sont reconnus possibles : Feu confiné au joint annulaire : la situation est identique à celle d’un bac à toit flottant, de même diamètre feu sur l’entière surface du bac : on applique les règles similaires à celles utilisées pour les bacs à toit fixe, de diamètre équivalent. A noter que le cas de dimensionnement le plus fréquemment retenu est le feu sur l’entière surface du liquide, du fait de la perte possible de l’écran au fond du bac IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION 5. Cuvette de rétention a - extinction à la mousse En cas de feu, on doit disposer d’une capacité d’intervention adaptée aux besoins logistiques pour réaliser la temporisation puis l’extinction du feu. Pour limiter la surface maximale possible du feu, on peut : créer des sous-cuvettes par l’élévation de merlons ou de murs à l’intérieur de la cuvette créer une pente, ou tout autre moyen équivalent pour déporter la fuite. Le dimensionnement de la surface unitaire d’une sous-cuvette doit permettre, en cas de feu alimentée d’intervenir avant le débordement de la sous-cuvette avec les moyens nécessaires pour assurer l’extinction au taux réel (en prenant en compte le paramètres majorants (accès aux cuvettes + encombrement + portée jet de lances + climatologie + délai de mise en œuvre des moyens)). La surface de sous-cuvette doit être à la fois: suffisamment grande pour éviter le débordement (on se base par rapport au débit de fuite de liquide inflammable déterminé dans l’étude de danger) pas trop grande pour disposer des moyens d’extinction IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION 5. Cuvette de rétention a - extinction à la mousse Arrangement boîte à mousse sur cuvette de rétention déportée et détail IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION 5. Cuvette de rétention a - extinction à la mousse Afin d’éviter l’extension de la surface en feu, en cas de débordement de la sous-cuvette en feu, il est recommandé d’établir un tapis de mousse (environ 15 cm d’épaisseur, bas foisonnement) dans les sous cuvettes adjacentes. Du fait de la décantation de l’eau, il est impératif que ce tapis soit entretenu en permanence pour garder toute son efficacité. La protection des cuvettes (sous-cuvettes) de rétention pour un feu suite à un épandage est effectuée par l’application de mousse, via des lances monitors, des boîtes à mousse ou des moyens mobiles. Pour les plus grandes surfaces, la protection doit être composée en majeure partie de déversoirs fixes. La disposition des déversoirs est telle que la totalité de la surface de la cuvette puisse être couverte sans que la mousse ait plus de 20m à parcourir à la surface du liquide. Les monitors et poteaux utilisés pour une cuvette doivent être localisés à l ’extérieur de la cuvette. IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION 5. Cuvette de rétention a - extinction à la mousse IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION 5. Cuvette de rétention b –Utilisation des couronnes d’arrosage des bacs L’utilisation des couronnes d’arrosage fixées sur le bac, en solution moussante permet d ’éloigner le feu de la robe du bac. L’alimentation en eau (dans un premier temps) puis en solution moussante, des couronnes de refroidissement doit se faire le plus rapidement possible afin d ’éviter leur destruction (temps inférieur 30 min). Il est important de noter qu’un feu alimenté ne pourra etre éteint que lorsque son alimentation sera supprimée. L ’extinction du bac ne pourra etre envisagé qu’après l’extinction du feu de cuvette IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION VI. PROTECTION PAR EAU DES UNITES PROCESS 1. Taux d’application d’eau sur les équipements d’une unité process Des valeurs typiques de la quantité d’eau appliquée dans une unité process existent dans la littérature. Taille de l’unité process (en m2) Débit d’eau (m3/h) 30x60 350 - 500 45X75 500 - 650 45X90 700-850 70X140 1000-1200 Valeurs guides de la demande en eau d ’une unité process IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION VI. PROTECTION PAR EAU DES UNITES PROCESS 1. Taux d’application d’eau sur les équipements d’une unité process Taux d application d eau (ll/mn.m2 sur les équipements les plus courants IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION 2. Géométrie d’un système déluge Chaque type d’équipement demande une étude particulière pour l’implantation du système déluge le protégeant afin de définir le nombre d’antennes et de buses nécessaires pour couvrir l’équipement et la disposition. a. Protection des pompes et des compresseurs Les buses sont implantées de telle façon que l’arbre, les garnitures, les brides de raccordement et tout autre partie critique soient enveloppées d’eau pulvérisée. Les buses sont installées à environ 2,5 - 3 m de hauteur par rapport aux fondations, pour une hauteur d’équipement de 1,5 m. IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION Implantation dés buses autour des pompes IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION b. Capacité cylindrique horizontale La totalité de la surface de la capacité doit être recouverte par de l’eau projetée directement sur la surface. On évitera une couverture par ruissellement. Nombre de rampes: Il faut prévoir en plus, les rampes nécessaires à l’arrosage des fonds de la capacité Une règle simple pour déterminer le nombre de rampes (ou antennes) nécessaires pour couvrir le ballon est exprimée en fonction du diamètre de celui-ci. Diamètre en (m) Nombre de rampes <ou= 1.2 3 1<D<=3 4 D>3 5 et plus IAP-ESK- Département SIE Disposition v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION b. Capacité cylindrique horizontale Nombre de buses Une fois le nombre de rampes est déterminé en fonction du diamètre, il faut définir le nombre de buses par rampes. Implantation des buses autour d'une capacité horizontale Celui-ci est fonction du nombre de rampes et de la distance d’installation des rampes par rapport à la surface du ballon, de la longueur du ballon et de l’angle alpha d’ouverture de la buse. La forme du jet étant conique, la surface (S 1 ou S2) couverte par l’eau sur l’équipement est fonction la distance (dl ou d2) de la buse à l’équipement et de l’angle a de la buse. IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION Nombre de buses IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION Avec : -Q eq = débit pour l’équipement -S tôt eq = surface totale de l’équipement - Teq = taux d’application d’eau réglementaire pour l’équipement. IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION L’écartement entre les buses est lui aussi fonction des mêmes paramètres. Les extrémités des surfaces des cônes d’arrosage doivent être tangentes à minima. Il n’existe donc pas une façon unique de protéger une capacité horizontale. Note : une attention particulière sera apportée aux emplacements des trous d ’homme, connexion, support, soupape, ... pour vérifier que ces obstacles ne gênent pas l ’homogénéité de la couverture en eau. Si besoin, des buses supplémentaires seront rajoutées pour maintenir l ’homogénéité de la couverture maillée. IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION L’écartement entre les buses est lui aussi fonction des mêmes paramètres. Les extrémités des surfaces des cônes d’arrosage doivent être tangentes à minima. Il n’existe donc pas une façon unique de protéger une capacité horizontale. Note : une attention particulière sera apportée aux emplacements des trous d ’homme, connexion, support, soupape, ... pour vérifier que ces obstacles ne gênent pas l ’homogénéité de la couverture en eau. Si besoin, des buses supplémentaires seront rajoutées pour maintenir l ’homogénéité de la couverture maillée. IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION c. Capacité cylindrique verticale Les capacités verticales sont protégées jusqu’à une hauteur de 12.2 mètres au-dessus de la source du potentiel. La distance maximale entre deux rampes de pulvérisation est de 3,70m (NFPA 15). La couverture en eau de la capacité verticale par ruissellement n’est pas autorisée. Le nombre de buses par rampes et leur angle alpha est fonction du diamètre de la capacité La jupe peut soit être protégée par eau, soit être ignifugée. Les extrémités des surfaces des cônes d’arrosage doivent être tangentes à minima. (voir schéma ci- après). IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION Note : une attention particulière sera apportée aux emplacements des trous d ’homme, connexion, support, soupape, ... pour vérifier que ces obstacles ne gênent pas l ’homogénéité de la couverture en eau. Si besoin, des buses supplémentaires seront rajoutées pour maintenir l ’homogénéité de la couverture maillée. Arrosage d ’une capacité verticale IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION d. Pipe rack et aéroréfrigérants Les buses sont choisies et implantées sous la nappe de tuyauterie de façon à ce que les extrémités du cône de pulvérisation soient au moins tangentes entre elles et confinées à l’intérieur de la surface projetée du pipe rack. Dans le cas d’un pipe rack à plusieurs niveaux, une rampe d’arrosage est prévu pour chacun des niveaux. La distance entre pulvérisateur est inférieure à 3 m et les buses sont implantées à une distance inférieure ou égale à 0,80m de la génératrice inférieure des tuyauteries. Un schéma identique est utilisé pour la protection des aéroréfrigérants. IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION e. Protection d’une surface horizontale Dans certains cas, au lieu de protéger un équipement en particulier ou en plus de cette protection individuelle, on décide de protéger la zone dans laquelle se trouve l’équipement. Les buses doivent être espacées et dirigées de façon à ce que la surface plane soit entièrement couverte avec le taux d’application minimum requis (litre / minute/m2). Cependant il est recommandé de ne pas dépasser 3 mètres de hauteur pour les installations à l’extérieur. L’espacement des buses suivra un maillage permettant la couverture complète et homogène de la surface à arroser. . IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION f. Transformateurs (équipement électrique à bain d’huile) La protection d ’un transformateur doit permettre le mouillage complet de la surface extérieure (surface supérieure uniquement). Si besoin, on prévoit des buses supplémentaires pour des éléments précis (réservoir, pompes, auxiliaires,...). L’alimentation en eau ne passe pas au-dessus de réservoir du transformateur. En cas de feu se déclarant au transformateur, les risques sont : courant électrique fort dégagement de chaleur dans un local fermé dégagement éventuel de gaz toxiques ; Il faut couper l’arrivée du courant HT, avant arrosage. . IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION f. Transformateurs (équipement électrique à bain d’huile) Arrosage d’un transformateur IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION g. Distance minimale pourr les éléments électriques Tous les composants du système incendie doivent être installés à une distance minimale des installations sous électricité. Le tableau ci-après (extrait du NFPA 15) donne les dégagements minimum à respecter IAP-ESK- Département SIE v. PROTECTION PAR EAU ET MOUSSE DES BACS DE STOCKAGES ET DES CUVETTES DE RETENTION VII. POSTES DE CHARGEMENT Il n’est pas aisé de protéger par des systèmes fixes à eau les stations de chargement / déchargement de produits inflammables (rail ou route), car il est difficile de positionner correctement les buses pour couvrir efficacement le wagon ou la citerne. Les zones de chargement / déchargement sont protégés par des systèmes à mousse ou fixe (boites à mousse sur les quais ou lances monitors). Les taux d’application de la solution moussante sur la zone possible d ’épandage, sont : Sur une zone avec plusieurs postes de chargement / déchargement , on identifie les risques par types de poste , en prévoyant le moyen de protection le plus adapté Des rideaux d ’eau peuvent être installés entre les zones de chargement / déchargement, en procurant un écran aux radiation thermique issues d ’u n feu sur un poste voisin . IAP-ESK- Département SIE VII. POSTES DE CHARGEMENT IAP-ESK- Département SIE VII. POSTES DE CHARGEMENT IAP-ESK- Département SIE VlII. STOCKAGE DE LPG Trois méthodes existent pour appliquer de l’eau sur les stockages de LPG exposés au feu : déluge par un ensemble de buses quadrillant la surface de la sphère ou du cigare ( voir paragraphe 8), permettant une application d’eau homogène à la surface du stockage, minimisant les effets du vent. déluge, appliqué en haut de la sphère par ruissellement. Il faut également prévoir l’application d’eau sous la sphère (buses supplémentaires ou monitors) lances monitors fixes : localisés à 15 - 40 m, avec une pression de 10 bars. Les lances monitor doivent couvrir toutes les faces du stockage, être accessibles pendant un feu et / ou pouvoir être contrôlés à distance IAP-ESK- Département SIE Avantages / désavantages de chaque méthode IAP-ESK- Département SIE Avantages / désavantages de chaque méthode Note : la mousse est insuffisante sur les feux de LPG, les vapeurs pouvant passer au travers de la mousse et continuer à bruler au dessus au niveau de la mousse IAP-ESK- Département SIE Avantages / désavantages de chaque méthode Déluge appliqué en haut de la sphère IAP-ESK- Département SIE Avantages / désavantages de chaque méthode Déluge par quadrillage IAP-ESK- Département SIE IX. RIDEAUX D’EAU 1. Rôle des rideaux d’eau Les rideaux d’eau peuvent être utilises pour différents types d’application : protection contre les flammes et le rayonnement thermique (équipements et individus) séparation des vapeurs inflammables issues d’une source à haut risque de fuite potentielle, d’une zone avec des sources d ’ignition (fours, rebouilleurs...) séparation des vapeurs toxiques issues d’une source à haut risque de fuite potentielle, d’une zone avec présence d ’individus (interne ou externe au site) Configurations de rideaux d ’eau IAP-ESK- Département SIE IX. RIDEAUX D’EAU Ces débits sont donnés à titre indicatif, la littérature normative sur ce sujet étant quasi-inexistante. Les rideaux peuvent être ascendants (queue de paon) ou descendant (buses à jet plat ou conique, souvent disposées en quinconce), fixe ou mobile. IAP-ESK- Département SIE IX. RIDEAUX D’EAU 2. Caractéristiques des rideaux selon l’effet recherché L'action des rideaux d'eau réside en trois principaux mécanismes : la dilution mécanique par entraînement d'air, l'absorption (dissolution dans l'eau), Le rideau d'eau va également se comporter comme une barrière physique, qui va provoquer une accumulation du polluant en amont par effet d'obstacle, un abaissement des concentrations en aval, et une augmentation de la hauteur et de la largeur du nuage de gaz. L'efficacité de mitigation d'un rideau d'eau fixe par dilution mécanique, absorption ou réchauffement nuage de gaz va dépendre des propriétés des buses de pulvérisation ,le constituant (vitesse initiale des gouttes, distribution de la taille et de la vitesse des gouttes, angle d'ouverture du spray, ...), et les conditions d'utilisation (débit et pression d'alimentation en eau, arrangement des pulvérisateurs, . IAP-ESK- Département SIE X. BROUILLARD D’EAU Rideau d ’eau - barrière thermique entre deux postes de chargement rail IAP-ESK- Département SIE X. BROUILLARD D’EAU Le système d’extinction automatique par brouillard d’eau (ou water mist System) assure l’extinction des feux de surface par deux principes différents, souvent combinés, selon le type de buses utilisé fonction du foyer et des dimensions de l’équipement à protéger. Refroidissement : le brouillard enveloppe les flammes, l’extinction se fait par échange thermique à la surface des flammes (buses à grande surface couvrante) Etouffement : le brouillard d’eau pénètre immédiatement au cœur du foyer, s’étale sur la surface enflammée et bloque les vapeurs inflammables dans leur expansion (buses directionnelles) IAP-ESK- Département SIE X. BROUILLARD D’EAU Schéma de principe d’un système brouillard d ’eau à haute pression (> 30 bars) IAP-ESK- Département SIE X. BROUILLARD D’EAU IAP-ESK- Département SIE X. BROUILLARD D’EAU L ’extinction par brouillard d’eau : s’applique aux feux de liquides inflammables. est un système installé en fixe est mise en œuvre de la même manière qu’un système déluge. est réservé à des espaces confinés (ex : générateurs diesel, avec utilisation d’eau déminéralisé en évitant ainsi le risque de cours circuit, transformateurs). 3 paramètres interviennent dans la fabrication du brouillard d'eau : a - pression de mise en œuvre L’eau pulvérisée sous pression , forme un brouillard qui enveloppe le foyer. L’absorption rapide de la chaleur par les gouttelettes transforme celle-ci en vapeur, qui isole le foyer de l’oxygène de l’air ambiant. On distingue 3 domaines de pression de mise en œuvre des systèmes : IAP-ESK- Département SIE X. BROUILLARD D’EAU h- gaz d’entrainement Le brouillard s’obtient par la rencontre de 2 fluides au niveau de la buse : eau gaz (azote ou air comprimé) Nez pour brouillard d ’eau bi-fluide IAP-ESK- Département SIE IAP-ESK- Département SIE IAP-ESK- Département SIE IAP-ESK- Département SIE IAP-ESK- Département SIE IAP-ESK- Département SIE IAP-ESK- Département SIE IAP-ESK- Département SIE IAP-ESK- Département SIE IAP-ESK- Département SIE IAP-ESK- Département SIE IAP-ESK- Département SIE IAP-ESK- Département SIE IAP-ESK- Département SIE IAP-ESK- Département SIE IAP-ESK- Département SIE IAP-ESK- Département SIE Introduction IAP-ESK- Département SIE DEMARCHE: Les principes de base d’une installation anti-incendie Les règles de ‘‘design’’ définir le scénario de référence pour l’étude ce qui constituera la base des calculs des besoins en eau pour l’installation. IAP-ESK- Département SIE Les causes directes des feux de bac IAP-ESK- Département SIE Scénario de référence IAP-ESK- Département SIE Scénario de référence à prendre Pour le dimensionnement du réseau anti-incendie de cette installation nous opterons pour un scénario d’un feu de joint sur un bac à toit flottant. En se référant à la probabilité la plus possible que des faits, d’incendies, marquants et exceptionnels puissent se produire. En se conformant aussi: aux résultats de la modélisation de l’étude de danger de la réglementation de la norme NFPA, nous pouvons définir, ainsi, les besoin en eau pour le cas le plus pénalisant et extrême qui peut surgir sur les deux zones du site. Toutes fois, nous se basera sur le principe qu’un seul événement puisse survenir à la fois sur les lieux du site en question. IAP-ESK- Département SIE Le lieu de l’incident Zone Sud Zone Nord IAP-ESK- Département SIE Extinction du Réservoir N14 IAP-ESK- Département SIE Refroidissement du réservoir N14 IAP-ESK- Département SIE Refroidissement du réservoir N14 IAP-ESK- Département SIE Refroidissement des réservoirs R13, P21 et M20 MIEUX AGIR EN COMITE D’HYGIENE ET SECURITE /07.05.2020 / ESK 183 Refroidissement des réservoirs R13, P21 et M20 184 Calcul des besoins en eau pour la zone nord Extinction du Réservoir 4C9 185 Calcul des besoins en eau pour la zone nord Extinction du Réservoir 4C9 186 Extinction du Réservoir 4C9 187 Refroidissement des réservoirs 4D10 et 4A8 188 Refroidissement des réservoirs 4D10 et 4A8 189 Réserve d’eau 190 MERCI DE VOTRE ATTENTION