Academic literature on the topic 'Extinction d'incendie'

L’extinction de feux de liquides inflammables sur des installations industrielles telles que les dépôts de carburant ou les raffineries entraîne l'utilisation de milliers de mètres cubes d'eau, composé majeur des mousses anti-incendie. Ces dernières contiennent généralement des tensioactifs hydrocarbonés ainsi que des tensioactifs fluorés qui se retrouvent dans les eaux d'extinction, ainsi que les suies et les restes de solvants. Les tensioactifs fluorés jouent un rôle clé dans l'efficacité des mousses anti-incendie en raison de leur nature chimique particulière. En raison de la présence des tensioactifs fluorés, le traitement actuel de l'eau d'extinction d'incendie est l'incinération dans des incinérateurs haute température et résistant aux halogènes. Les tensioactifs sont des composés amphiphiles qui ont comme propriétés d'abaisser la tension superficielle de l'eau et de former des agrégats en solution : les micelles. Les tensioactifs peuvent également s'adsorber aux interfaces ainsi qu'aux surfaces solides, et éventuellement y former des agrégats de surface, analogues aux micelles en solution. L’objectif industriel de la présente thèse est de proposer une unité mobile de traitement de ces eaux afin de concentrer les composés fluorés et limiter les volumes à incinérer. Les critères de sélection des procédés que nous avons retenus sont les suivants : compacité, peu ou pas de produits chimiques ou solides nécessaires. L’objectif scientifique de ce travail est de mieux comprendre le comportement de ces composés au cours des procédés d’électrocoagulation/filtration et d’osmose inverse. Des essais préliminaires ont été réalisés et ont permis de choisir les procédés suivant : l'électrocoagulation couplée à la filtration comme prétraitement pour séparer les particules en suspension et les traces d’émulsions éventuelles de la phase aqueuse et l'osmose inverse comme traitement pour concentrer les tensioactifs fluorés. A l'échelle du laboratoire, l'électrocoagulation, permettant le retrait de la matière en suspension, a été optimisée pour des eaux d'extinction d'incendie pilotes et un mécanisme a été proposé. L'efficacité de ce procédé a ensuite été vérifiée sur un pilote industriel. L'osmose inverse d'eaux d'extinction d'incendie pilotes pré-traitées par électrocoagulation/filtration a montré de forts taux de rétention du tensioactif fluoré. Une comparaison de différents matériaux membranaires a été réalisée sur un module d’osmose inverse plan avec des solutions modèles. Des essais de filtration de longue durée, à l’échelle pilote, ont permis de suivre l’évolution de la rétention des tensioactifs et du flux de perméat. Ces données ont été utilisées pour réaliser le dimensionnement d’une unité mobile de post traitement d’eau d’extinction d’incendie. Les perspectives de ce travail sont les suivantes : La prise en charge de la réalisation d’une unité mobile devrait être menée par un partenaire de DuPont de Nemours qu’il reste à identifier. L’étude sur la modification de l’état de surface des membranes est poursuivie dans le cadre d’une nouvelle thèse et permettra à terme de mieux choisir les conditions opératoires de filtration et de nettoyage au cours des procédés membranaires et ainsi d’améliorer les performances du procédé
Extinguishment of large solvent fire leads to the production of fire fighting water, which are collected thanks to the design of industrial infrastructures. Depending on the nature of the firefighting foam used, the resulting water may require the removal of fluorinated surfactants potentially present. After decantation of the organic phase, fire fighting waters essentially contain surfactants. Surfactants are amphiphilic chemicals having the ability to lower both interfacial and surface tensions by adsorbing in an oriented fashion at interface. Surfactant can form micellar aggregates in solution and on interfaces under certain conditions, and have a pronounced influence on interfacial phenomena. Hence, before considering any water treatment process, interfacial science and surfactant were introduced. This work has a dual purpose. The industrial purpose is to provide an economically viable alternative to water incineration. The foreseen unit will have to be mobile and able to extract fluorinated surfactants from water at a rate of 1-4.5 m3h-1 (20,000 m3 in 4-6 months). The scientific purpose of this work is the study of the behavior of surfactants in the context of water treatment processes. The state of the art of relevant water treatment processes and an experimental screening with real firefighting water permitted to identify two steps as likely to fit the constraints of a mobile unit: electrocoagulationfiltration coupled with reverse osmosis. The electrocoagulation process followed by filtration was applied to pilot, model and industrial firefighting waters. This process was found to remove efficiently the unwanted turbidity from pilot firefighting waters. Current knowledge about the separation mechanisms of small organic molecules in reverse osmosis has been reviewed, and rejection as well as flux decline were related to membrane, solution, and solute properties. Polyamide and cellulose acetate membrane materials were screened in a flat sheet cell. The stabilities of rejection and flux decline were confirmed during longer tests (several days) on an industrial pilot with the most appropriate membrane. A final design study confirmed the possibility to combine electrocoagulation-filtration and reverse osmosis to treat firefighting waters

Ce travail est consacré à l'étude des interactions entre combustible, flamme et gouttes d'eau générées par des systèmes de type brouillard d'eau. Il est complété par le développement d'un modèle d'extinction dans le logiciel FDS (Fire Dynamics Simulator), code CFD largement utilisé dans la communauté scientifique et dans l'ingénierie. L'acquisition de connaissances sur les phénomènes physiques induits par l'application d'un spray sur un feu résulte de l'analyse d'une campagne expérimentale à échelle réelle. 84 essais de feux confinés et ventilés ont ainsi été réalisés faisant intervenir un brouillard d'eau et une instrumentation qui permet d'étudier l'influence sur l'extinction: du combustible, du temps de combustion avant déclenchement du brouillard d'eau, du diamètre du bac pour les feux de liquide inflammable, du nombre de buses et du placement du foyer. L'ajout d'un post-traitement au logiciel FDS sous la forme de bilans de masse et d'énergie dans le code permet de compléter les observations expérimentales et de quantifier l'importance des différents transferts thermiques avant et pendant l'aspersion d'eau. Deux modèles complémentaires permettent de déterminer l'extinction par refroidissement du combustible et par refroidissement de la flamme / inertage. Ils sont étudiés pour des cas appropriés sur les versions 5 et 6 de FDS. La capacité du code complet modifié à prédire l'extinction est évaluée
This work is devoted to the study of interactions between fuel, flame and water droplets generated by water mist systems. It is completed by an extinction model development in FDS (Fire Dynamics Simulator) software, which is a CFD code widely used by the scientific and engineering communities. Knowledge on physical phenomena induced by water application on fire is acquired thanks to an experimental campaign at real scale. 84 confined and ventilated fire tests have been carried out involving water mist and metrology allowing to study the influence on extinction of: fuel, combustion time before water mist application, pool diameter for liquid fuel fires, number of nozzles and fuel location. A post-processing in the form of mass and energy balances has been added to FDS, allowing to complete experimental observations and to quantify the different heat transfer modes before and during water application. Two complementary models allow extinction determination by fuel cooling and flame cooling / inerting effects. Their capability is analyzed for appropriate cases on the versions 5 and 6 of FDS. The capability of the complete modified code to predict extinction is finally evaluated

La protection contre les incendies fait partie de la capacité de survie des véhicules militaires et civils. Le Halon, un extincteur efficace dans les véhicules terrestres, a été progressivement éliminé en raison de son fort potentiel d'appauvrissement de la couche d'ozone. Le FM-200 est maintenant couramment utilisé comme alternative, mais il a toujours un potentiel de réchauffement global élevé par rapport aux systèmes d'extinction à base d'eau. Des recherches approfondies ont été menées pour trouver des alternatives appropriées, notamment des extincteurs à gaz, à poudre, à poudre, à mousse, en aérosol et à base d'eau. En particulier, le brouillard d'eau est considéré comme une alternative potentielle sans appauvrissement de la couche d'ozone ni potentiel de réchauffement global, et fait l'objet de cette étude. Afin d'évaluer ses performances et d'étudier l'interaction entre le brouillard d'eau et un feu de compartiment, un banc d'essai simplifié à l'échelle 1 basé sur le compartiment moteur d'un véhicule militaire terrestre a été mis en place à partir de données CAO. Des tests expérimentaux ont été effectués. Dans un premier temps, des essais de feu en nappe ont été menés pour observer le comportement du feu à l'intérieur du compartiment moteur et caractériser la source d'incendie. Les tests ont été effectués dans des conditions bien confinées et ventilées, conformément aux directives du STANAG 4317, en faisant varier la taille du bac à carburant, les conditions de ventilation et l'épaisseur initiale du carburant. Des capteurs et des instruments de mesure tels que des thermocouples, des capteurs de flux de chaleur, des cellules de charge, des tubes de Pitot, des analyseurs de gaz et des caméras ont été utilisés. Dans un deuxième temps, des essais d'extinction d'incendie par brouillard d'eau ont été réalisés. Après avoir observé le comportement du feu, une casserole d'un diamètre de 24 cm et d'une épaisseur initiale de combustible de 5 mm a été choisie pour l'essai d'extinction d'incendie. L'étude a ensuite consisté à étudier l'influence de la pression de l'eau, de l'utilisation de divers additifs et des conditions de ventilation sur les phénomènes d'extinction d'incendie et sur les performances du brouillard d'eau. En particulier, les polysorbates (Tween-20 et Tween-80) et l'éthanol ont été sélectionnés comme additifs. Bien que le Tween-80 et l'éthanol aient été étudiés dans la littérature en tant qu'additifs de brouillard d'eau pour l'extinction des incendies, il existe peu d'informations publiées sur le Tween-20 en tant qu'additif de brouillard d'eau. Les principaux résultats indiquent que le brouillard d'eau peut éteindre efficacement un feu de nappe dans les conditions de l'étude. Cependant, ses performances diminuent à des pressions d'eau plus basses ou lorsque le flux d'air est perturbé par des facteurs tels que le ventilateur du moteur. Ces résultats soulignent l'importance d'optimiser le système d'extinction d'incendie en utilisant des additifs ou en modifiant l'emplacement de la buse, par exemple, en particulier dans les situations d'incendie difficiles où des obstacles entravent le processus d'extinction. Les additifs affectent positivement les performances du brouillard d'eau, le Tween-20 étant plus performant que les deux autres additifs de notre étude. Cette étude consiste en une première étape qui sera poursuivie dans des travaux ultérieurs. plusieurs perspectives ont été identifiées telles que l'évaluation de différentes conceptions de buses, l'intégration d'obstacles à l'intérieur du compartiment, l'exploration d'additifs supplémentaires, l'amélioration des techniques de mesure telles que la vélocimétrie par images de particules ou les simulations CFD. Cette dernière devrait être menée pour accroître les connaissances sur le système de brouillard d'eau avec additifs comme alternative pertinente au FM-200 ou à tout autre agent interdit
Fire protection is a part of the survivability of military and civilian vehicles. Halon, an effective fire suppressant in ground vehicles, has been phased out due to its high ozone depletion potential. FM-200 is now commonly used as an alternative, but it still has a high global warming potential compared to water-based extinguishing systems. Extensive research has been conducted to find suitable alternatives, including gas, dry chemical, wet chemical, foam, aerosol, and water-based fire extinguishers. In particular, water mist is considered as a potential alternative with no ozone depletion or global warming potential, and is the focus of this study. In order to evaluate its performance and study the interaction between water mist and a compartment fire, a simplified scale-1 test bench based on the engine compartment of a ground military vehicle has been implemented based on CAD data. Experimental tests have been carried out. First, pool fire tests were conducted to observe the fire behavior inside the engine compartment and characterize the fire source. The tests were carried out under both well-confined and ventilated conditions, following the STANAG 4317 guidelines, varying the fuel pan size, ventilation conditions, and initial fuel thickness. Measuring sensors and instruments such as thermocouples, heat flux sensors, load cells, pitot tubes, gas analyzers, and cameras were used. In a second step, fire suppression tests using water mist were performed. After observing the fire behavior, a pan with a diameter of 24 cm and an initial fuel thickness of 5 mm was chosen for the fire suppression test. The study then consisted in investigating the influence of water pressure, the use of various additives, and ventilation conditions on the fire suppression phenomena and on the performance of water mist. In particular, polysorbates (Tween-20 and Tween-80) and ethanol were selected as additives. While Tween-80 and ethanol have been studied in the literature as water mist additives for fire suppression, there is limited published information on Tween-20 as a water mist additive. The main results indicate that water mist can effectively extinguish a pool fire in the conditions of the study. However, its performance decreases at lower water pressures or when the airflow is disturbed by factors such as the engine fan. These findings highlight the importance of optimizing the fire suppression system by using additives or changing the location of the nozzle, for example, especially in challenging fire situations where obstacles hinder the extinguishing process. Additives positively affect water mist performance, with Tween-20 performing better than the two other additives in our study. This study consists in a first step that will be continued in further works. Several perspectives have been identified, such as the evaluation of various nozzle designs, the integration of obstacles inside of the compartment, the exploration of additional additives, and improved measurement techniques such as Particulate Image Velocimetry or CFD simulations. The latter should be conducted to increase the knowledge on water mist systems with additives as a relevant alternative for FM-200 or any other prohibited agent

Cette thèse aborde le problème de la détection des feux de forêt par des outils de traitement d’images et apprentissage machine. Un incendie de forêt est un feu qui se propage sur une étendue boisée. Il peut être d'origine naturelle (dû à la foudre ou à une éruption volcanique) ou humaine. Dans le monde entier, l’impact des feux de forêts sur de nombreux aspects de notre vie quotidienne se fait de plus en plus apparente sur l’écosystème entier. De nombreuses méthodes ont montré l’efficacité pour la détection des incendies de forêt. L’originalité du présent travail réside dans la détection précoce des incendies par la détection de la fumée de forêt et la classification des régions de fumée et de non fumée à l’aide d’apprentissage profond et des outils de traitement d’image. Un ensemble de techniques de prétraitement nous a aidé à avoir une base de donnée importante (ajout du bruit aux entrées, augmentation des données) qui nous a permis après de tester la robustesse du modèle basée sur le DBN qu’on a proposé et évaluer la performance en calculant les métriques suivantes (IoU, Précision, Rappel, F1 score). Finalement, l’algorithme proposé est testé sur plusieurs images afin de valider son efficacité. Les simulations de notre algorithme ont été comparées avec celles traités dans l’état de l’art (Deep CNN, SVM…) et ont fourni de très bons résultats
This thesis deals with the problem of forest fire detection using image processing and machine learning tools. A forest fire is a fire that spreads over a wooded area. It can be of natural origin (due to lightning or a volcanic eruption) or human. Around the world, the impact of forest fires on many aspects of our daily lives is becoming more and more apparent on the entire ecosystem.Many methods have been shown to be effective in detecting forest fires. The originality of the present work lies in the early detection of fires through the detection of forest smoke and the classification of smoky and non-smoky regions using deep learning and image processing tools. A set of pre-processing techniques helped us to have an important database which allowed us afterwards to test the robustness of the model based on deep belief network we proposed and to evaluate the performance by calculating the following metrics (IoU, Accuracy, Recall, F1 score). Finally, the proposed algorithm is tested on several images in order to validate its efficiency. The simulations of our algorithm have been compared with those processed in the state of the art (Deep CNN, SVM...) and have provided very good results. The results of the proposed methods gave an average classification accuracy of about 96.5% for the early detection of smoke