La science est et est mise à profit partout, y compris dans la lutte contre les incendies. Sans parler des extincteurs ni de la raison qui permet à l’eau d’éteindre le feu, il existe également des méthodes passives pour lutter contre un incendie, sa propagation ou pour alerter les personnes.

J’ai ainsi déjà parlé des détecteurs de fumées, qui contenaient autrefois du matériel radioactif pour fonctionner (technologie aujourd’hui remplacé par des LED), donc aujourd’hui je vais vous parler de trois autres technologies utilisées dans la lutte contre les incendies et faisant intervenir plus de science que vous ne pensez : les installations fixes d’extinction automatique à eau, (ou sprinklers), les portes coupe-feu et les fusibles à mélanges eutectiques

Les installations fixes d’extinction automatique à eau (sprinkler)

Les sprinklers sont des arroseurs situés au plafond : en cas d’incendie, ils arrosent le local par le haut. La science se situe dans la manière dont ils se déclenchent.

Il n’y a pas d’électronique ici, car ces méthodes doivent impérativement fonctionner en l’absence d’alimentation électrique, tout en requérant le moins de maintenance possible.

Le sprinkler est en réalité un tuyau sous pression d’eau bouché par une ampoule en verre remplie d’alcool. En cas d’incendie, les gaz chauds produits par le feu s’élèvent au niveau du plafond et réchauffent également l’ampoule d’alcool.
Si la température monte suffisamment, l’alcool dans l’ampoule se dilate et brise l’ampoule. Le tuyau n’est alors plus bouché et l’eau peut sortir et arroser l’incendie.

Le truc brillant dans ce système c’est que seuls les sprinklers directement exposés à une source anormale de chaleur vont s’activer, arrosant uniquement les zones du local où s’est déclaré l’incendie. Pour couper l’eau, il faudra cependant une intervention humaine.

En choisissant l’épaisseur de la paroi de l’ampoule ou le type et le degré d’alcool utilisé contenue à l’intérieur, on peut choisir la température à laquelle elle est censée lâcher. Un colorant est ajouté au liquide pour montrer la température de rupture :

À la place du verre, des ampoules en plastiques peuvent aussi être utilisées.

Pour l’anecdote, ce système de déclenchement par la température a été mise au point par Léonard de Vinci, qui l’utilisa pour protéger d’un four à très haute température qu’il mit également au point.
Les premiers systèmes d’utilisation courantes de sprinklers datent du début du XVIIIᵉ siècle et utilisaient des charges de poudre à canon au lieu d’ampoules pressurisées : en cas de feu, la poudre brûlait, débloquant la sortie du tuyau d’eau et l’arrosage commençait.

Pour ceux qui veulent voir le système en fonctionnement, les célèbres Slow Mo Guys ont une vidéo sur les sprinklers filmés avec une caméra haute vitesse : How a Fire Sprinkler Works at 100,000fps

Les portes coupe-feu

Sans doute plus étonnant encore…

Premièrement, ces portes sont évidemment dans un matériau ou un revêtement résistant au feu, y compris les vitres.

Deuxièmement, les portes coupe-feu peuvent être par défaut ouvertes ou par défaut fermées. Quand elles sont ouvertes, elles le sont maintenues par des électroaimants. Lorsqu’un détecteur de fumée s’active et que l’alarme incendie se déclenche, l’électro-aimant se coupe, relâche la porte et cette dernière se ferme, bloquant alors physiquement l’incendie et les fumées toxiques.

Mais ce n’est pas tout. Pour éviter que le porte ne s’ouvre lors d’un appel d’air, et pour assurer une étanchéité optimale, les joints des portes peuvent être recouvertes d’un revêtement ou d’une peinture qui mousse sous l’effet de la température.
Placée sur la tranche de la porte, et en cas d’exposition à de fortes températures, la peinture mousse et vient exercer une pression sur l’encadrement, bloquant alors la porte et étanchant tout l’encadrement.
La structure en mousse est également un bon isolant thermique. Les vitres des portes coupe feu peuvent également être feuilletés : le film transparent placé entre deux plaques de verre peut alors se dilater également, augmentant l’isolation thermique.

Ces peintures, revêtements ou films sont des matériaux dits intumescents : ils gonflent sous l’effet de la chaleur. Leur principe d’action est une décomposition partielle (pyrolyse) et une libération de gaz, formant des bulles puis une mousse. Comme toutes les mousses (et les matériaux aérés en général), ils sont fortement isolants thermique.

Ces matériaux peuvent également se retrouver sur les armatures en acier ou en béton des bâtiments (afin d’isoler thermiquement ces éléments porteurs de la structure de la chaleur) ou dans les tuyaux de gaz : la mousse gonfle et finit par boucher complètement le tuyau, empêchant alors le gaz de passer, réduisant le risque d’une explosion.

Les fusibles à alliage eutectique

Les alliages eutectiques sont des alliages (mélanges de plusieurs métaux) dont le point de fusion est plus bas que ceux des différents métaux pris individuellement. Par exemple, le mélange plomb-étain utilisé en soudure font autour de 180 °C, alors que l’étain fond à 232 °C et le plomb à 329 °C.

Les mélanges eutectiques sont utilisés un peu partout, dont les cuillères à glace, ou encore le salage des routes.

En sécurité incendie (mais pas que), on utilise ces alliages métalliques pour leur propriétés de point de fusion relativement bas (parfois sous les 100 °C).

Les sprinklers expliqués un peu plus haut utilisent une ampoule en verre pour boucher l’arrivée d’eau. Mais il en existe d’autres, utilisent un fusible en alliage eutectique : quand la température monte, le mélange fond et le fusible casse. Si le fusible retient le bouchon du sprinkler, ce dernier tombe et l’eau sort. Dans les chaudières, on utilise également des bouchons en alliage eutectique. L’eau de la chaudière repose sur un tel bouchon. Quand le niveau d’eau baisse trop, le bouchon se retrouve à l’air libre et peut chauffer (après tout, c’est le but d’une chaudière). Or, sans eau de refroidissement, la chaudière surchauffe. Dans ce cas, le fusible fond et enclenche un mécanisme qui coupe la chaudière et évite un incendie.

Dans les vieilles machines à vapeur, outre les systèmes comme le fameux régulateur de Watt, on utilisait un mélange eutectique pour boucher une soupape. Ce bouchon étant à usage unique, il s’agissait d’un dispositif de dernier recours (là où le régulateur de Watt tournait en continue selon les besoins : ce n’était pas un principe de « fusible »). Lors que la température et la pression étaient trop importantes, le fusible fondait, débouchait le tuyau, et la pression était évacuée.

image d’en-tête d’Adrian Sampson