Les détecteurs de fumée sont utiles et permettent de sauver des vies chaque année : à la moindre fumée, ils émettent un son qui alerte les habitants d’une maison qui peuvent alors combattre le feu ou fuir.
Ici je traiterait des anciens modèles de détecteurs de fumée. Interdits en France depuis 2011, ils sont encore largement en place en il est plus que probable qu’un détecteur de fumée dans un lieu public soit de ce type. Si je parle de celui là c’est que son principe est plus sympa à étudier et plus ingénieux que les nouveaux.
Le fonctionnement de ces dispositifs repose sur un élément chimique en particulier : l’américium 241 (241Am).
L’américium est un élément synthétique : c'est un sous produit de l’industrie nucléaire, très lourd et radioactif.
C’est son caractère radioactif qui est mis à profit dans les détecteurs de fumée.
La radioactivité de l’américium 241 signifie qu’il se désintègre spontanément en un élément plus petit (en l’occurrence du neptunium 237) en émettant une particule alpha : un noyau-α, ou « hélion ».
Ces noyaux-α, en traversant l’air vont ioniser les atomes dans l’air. En temps normal (pas de fumée) ces ions produisent un petit courant électrique, de seulement quelques picoampères, mais suffisant pour être détecté :
Tant que le courant électrique est présent tout va bien et l’alarme n’est pas déclenchée.
En cas d’incendie, les fumées arrivent près du détecteur : les ions produits par les noyaux-α sont alors absorbés par les particules dans la fumée : plus aucun courant électrique n’est produit :
Ici, l’alarme se déclenche.
L’avantage de ce détecteur c’est qu’il est très sensible : l’oxygène et l’azote de l’air ne bloquent pas les ions formés par les noyaux-α, mais la fumée, le gaz ou tout ce qui est dans les les gaz de bombes désodorisante fonctionnent et déclenchent l’alarme.
L’inconvénient, c’est évidemment que ça contient du matériel radioactif. Il n’y a pas beaucoup de matière (moins d’un micro-gramme), mais le peu qui y est est très radioactif : un gramme d’américium 241 est dix millions de fois plus radio-actif que l’uranium 238 et soixante fois plus que le plutonium 239 : il émet 127 milliard de noyaux-α chaque seconde. Ces détecteurs sont pour cela interdits en France maintenant.
On leur préfère des détecteurs basés sur des LED et la lumière : la fumée opaque diffuse (comme le brouillard) de la lumière vers un autre détecteur qui lance alors l’alerte.