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Faidherbe Christophe BAC PRO SEN - TR SECONDE PROFESSIONNELLE Les Systèmes de Sécurité Incendie : Fonctionnement des détecteurs automatiques Période prévue.

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1 Faidherbe Christophe BAC PRO SEN - TR SECONDE PROFESSIONNELLE Les Systèmes de Sécurité Incendie : Fonctionnement des détecteurs automatiques Période prévue :1er trimestreDurée de la séquence: XXX H Liaison avec le référentiel CAPACITES C1: SInformer COMPETENCES C1.2: Exploiter les consignes verbales ou écrites des tâches proposées. SAVOIRS ASSOCIES S0.1: Les systèmes électroniques dalarme, sécurité, incendie. S0-1.4: Les systèmes de sécurité incendie S : Système de Détection Incendie (SDI) Pré-requis Aucun Objectif de la séquence Rendre l'élève capable de: Connaître le fonctionnement et câblage des différents types de détecteurs automatiques Évaluation prévue ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………. FICHE DE PREPARATION DUNE SEQUENCE DE COURS

2 Seconde Bac Professionnel ELEEC Synthèse Plan du Cours M.FAIDHERBE, Professeur au Lycée Privé Saint Rémi Pôle professionnel Léonard de Vinci I) Eclairage de Sécurité. 1) Quest-ce que léclairage de sécurité. 2) Règles dimplantation des BAES et des LSC. 3) Exploitation des BAES. 4) Maintenance des BAES. 5) Signalisation de sécurité. 6) Luminaires sur source centralisée. Exercices Cours Lycée Saint-Rémi, site Léonard de Vinci CHAMP PROFESSIONNEL: Alarme, Sécurité, Incendie Liaison avec le référentiel C7X BAC PRO SEN – TR COURS N°17: SYSTÈMES DE SECURITE INCENDIE : FONCTIONNEMENT DES DETECTEURS AUTOMATIQUES C6X C5X Seconde Professionnelle C4X S0: Les Systèmes Electroniques dAlarme, Sécurité, Incendie S0 -1.4: Les systèmes de sécurité incendie C3X C2X Lieu dActivité: Classe C1X S0S1S2S3S4S5S6S7

3 Cours n°17 – Systèmes de sécurité – Principe de fonctionnement des Détecteurs - FC Objectif: Connaître le fonctionnement des différents types de détecteurs automatiques Lycée Saint-Rémi, site Léonard de Vinci CHAMP PROFESSIONNEL: Alarme, Sécurité, Incendie Liaison avec le référentiel C7X BAC PRO SEN – TR COURS N°17: SYSTÈMES DE SECURITE INCENDIE : LE FONCTIONNEMENT DES DETECTEURS AUTOMATIQUES C6X C5X Seconde Professionnelle C4X S0: Les Systèmes Electroniques dAlarme, Sécurité, Incendie S0 -1.4: Les systèmes de sécurité incendie C3X C2X NOM:………………… C1X PRENOM:…………… S0S1S2S3S4S5S6S7 CLASSE:…………… I) LES DETECTEURS DE FUMEES Selon la nature du risque et la configuration du bâtiment, les détecteurs de fumée peuvent fonctionner de manière ponctuelle (détecteur statique installé à un endroit bien précis), multi ponctuelle ou linéaire. Dans ce dernier cas, au lieu d'attendre que la fumée ou les gaz de combustion aillent naturellement vers le détecteur, on aspire l'air de la pièce à travers un réseau de tuyauterie pour déplacer les particules vers le détecteur. La détection de fumées peut être réalisée à partir des technologies suivantes : - ionisation, - optique à diffusion de lumière, - optique linéaire à absorption. 1.1 La détection de fumées par la technique dionisation a) Principe de fonctionnement Ce détecteur fonctionne selon le principe de la chambre d'ionisation. Il utilise l'influence perturbatrice produite par les gaz de combustion sur de l'air ionisé (air rendu conducteur par une pastille radioactive). La présence de gaz de combustion dans une chambre de mesure a pour conséquence de ralentir le mouvement ionique.

4 Cours n°17 – Systèmes de sécurité – Principe de fonctionnement des Détecteurs - FC Lycée Saint-Rémi, site Léonard de Vinci CHAMP PROFESSIONNEL: Alarme, Sécurité, Incendie Liaison avec le référentiel C7 BAC PRO SEN – TR COURS N°17: SYSTÈMES DE SECURITE INCENDIE : LE FONCTIONNEMENT DES DETECTEURS AUTOMATIQUES C6 C5 Seconde Professionnelle C4 S0: Les Systèmes Electroniques dAlarme, Sécurité, Incendie S0 -1.4: Les systèmes de sécurité incendie C3 C2 PAGE 2/ C1 S0S1S2S3S4S5S6S7 Ce type de détecteur est sensible à tous les types d'aérosols (particules invisibles, fumées claires ou sombres). Il convient particulièrement aux feux couvants à développement lent. Il permet de détecter la combustion de très petites quantités de matériel endommagé (installations électroniques par exemple). Avant l'apparition des optiques de dernière génération (utilisant un microprocesseur intégré), le détecteur ionique était encore le plus rapide des matériels existants. b) Limitations Ce type de capteur est aujourdhui appelé à disparaître, à cause des coûts de traitement des déchets en fin de vie (présence de la pastille radioactive). Les performances du capteur sont affectées par toutes les perturbations qui vont jouer sur la mobilité des ions, leur taux de recombinaison, … Ces perturbations sont liés à : - la température, - la pression, - lhumidité. De plus, les courants dair (dus à la ventilation par exemple), en perturbant le déplacement des ions, peuvent provoquer des alarmes intempestives. Un certain nombre de dispositions constructives sont envisageables afin de réduire linfluence de cette ventilation, la plus efficace étant certainement détudier un ensemble capot électrode qui réalise le compromis : passage de fumées, réduction de linfluence de la ventilation. 1.2 La détection optique à diffusion de lumière (effet Tyndall) a)Principe de fonctionnement Un détecteur optique de fumée à diffusion est essentiellement composé dun émetteur de lumière et dun récepteur associé regroupés dans un capot dont le but est de constituer un écran au passage de la lumière et de permettre le passage des aérosols vers le capteur. Lors dun feu, les produits de combustion pénètrent dans la chambre. La lumière provenant de lémetteur, est diffusée dans toutes les directions et une partie de celle-ci vient activer le récepteur : le traitement consiste donc simplement à signaler cette augmentation de la lumière reçue. Ils sont particulièrement adaptés à la détection des feux couvants.

5 Cours n°17 – Systèmes de sécurité – Principe de fonctionnement des Détecteurs - FC Lycée Saint-Rémi, site Léonard de Vinci CHAMP PROFESSIONNEL: Alarme, Sécurité, Incendie Liaison avec le référentiel C7 BAC PRO SEN – TR COURS N°17: SYSTÈMES DE SECURITE INCENDIE : LE FONCTIONNEMENT DES DETECTEURS AUTOMATIQUES C6 C5 Seconde Professionnelle C4 S0: Les Systèmes Electroniques dAlarme, Sécurité, Incendie S0 -1.4: Les systèmes de sécurité incendie C3 C2 PAGE 2/ C1 S0S1S2S3S4S5S6S7 Fumée b) Limitations Contrairement au détecteur ionique, ce sont moins les contraintes denvironnement (humidité, température, etc …) que les contraintes fonctionnelles qui vont fixer les limites demploi de ce type de détecteur. Les limites demplois sont liées essentiellement à la nature de lémetteur et à la configuration du capot. Les progrès technologiques permettront probablement délargir le domaine demploi de ce type de détecteur. 1.3 Détecteur optique linéaire (à absorption) a)Principe de fonctionnement Un émetteur envoie un faisceau infrarouge vers un récepteur. En présence de fumée, la lumière émise est diffusée dans toutes les directions et le récepteur reçoit une quantité de lumière inférieure à celle reçue en veille. Au-dessous dune valeur déterminée du rayonnement infrarouge, l'alarme se déclenche. On utilise surtout ce type de détecteur pour les grands volumes, lorsque le sol est encombré ou si l'installation d'un détecteur ionique est rendue difficile par l'environnement.

6 Cours n°17 – Systèmes de sécurité – Principe de fonctionnement des Détecteurs - FC Emmeteur Lycée Saint-Rémi, site Léonard de Vinci CHAMP PROFESSIONNEL: Alarme, Sécurité, Incendie Liaison avec le référentiel C7 BAC PRO SEN – TR COURS N°17: SYSTÈMES DE SECURITE INCENDIE : LE FONCTIONNEMENT DES DETECTEURS AUTOMATIQUES C6 C5 Seconde Professionnelle C4 S0: Les Systèmes Electroniques dAlarme, Sécurité, Incendie S0 -1.4: Les systèmes de sécurité incendie C3 C2 PAGE 2/ C1 S0S1S2S3S4S5S6S7 schéma 2: Opacimètre, état dalarme b) Limitations Ce type de détecteur est sensible aux variations de lhumidité. II) LES DETECTEURS DE FLAMMES a) Principe de fonctionnement Les détecteurs de flamme sont des détecteurs optiques à infrarouge (IR) ou ultraviolet (UV). Ces détecteurs réagissent au rayonnement modulé émis par les flammes. Les rayons infrarouges ou ultraviolets sont décelés par des cellules photorésistantes. Mais du fait que ces rayons sont nombreux dans l'environnement de l'entreprise (soleil, appareils de chauffage, lampes à incandescence, arcs électriques...), ces détecteurs ne tiennent compte que des rayonnements vacillants caractéristiques des flammes (dans une gamme d'ondes bien précise) et mettent en oeuvre un traitement du signal très élaboré. Les détecteurs à optiques de flammes sont utilisés pour des locaux de grand volume où la fumée risque de mettre trop de temps à les atteindre (hangar d'avion par exemple) ou dans les locaux abondamment ventilés. De plus, en raison de la précocité de leur réponse (dizaines de millisecondes à quelques secondes), ils sont également utilisés dans les zones à haut-risque (raffineries, procédés industriels, atmosphères explosives). LEmetteurRécepteur

7 Cours n°17 – Systèmes de sécurité – Principe de fonctionnement des Détecteurs - FC Lycée Saint-Rémi, site Léonard de Vinci CHAMP PROFESSIONNEL: Alarme, Sécurité, Incendie Liaison avec le référentiel C7 BAC PRO SEN – TR COURS N°17: SYSTÈMES DE SECURITE INCENDIE : LE FONCTIONNEMENT DES DETECTEURS AUTOMATIQUES C6 C5 Seconde Professionnelle C4 S0: Les Systèmes Electroniques dAlarme, Sécurité, Incendie S0 -1.4: Les systèmes de sécurité incendie C3 C2 PAGE 2/ C1 S0S1S2S3S4S5S6S7 Les détecteurs infrarouge (IR : 5-50 HZ) sont les détecteurs de flamme les plus utilisés (grande variété des capteurs utilisables, coût réduit, emploi aisé). Les capteurs les plus utilisés sont les cellules au silicium ou au sulfure de plomb.

8 Cours n°17 – Systèmes de sécurité – Principe de fonctionnement des Détecteurs - FC Lycée Saint-Rémi, site Léonard de Vinci CHAMP PROFESSIONNEL: Alarme, Sécurité, Incendie Liaison avec le référentiel C7 BAC PRO SEN – TR COURS N°17: SYSTÈMES DE SECURITE INCENDIE : LE FONCTIONNEMENT DES DETECTEURS AUTOMATIQUES C6 C5 Seconde Professionnelle C4 S0: Les Systèmes Electroniques dAlarme, Sécurité, Incendie S0 -1.4: Les systèmes de sécurité incendie C3 C2 PAGE 2/ C1 S0S1S2S3S4S5S6S7 Les détecteurs infrarouge (IR : 5-50 HZ) sont les détecteurs de flamme les plus utilisés (grande variété des capteurs utilisables, coût réduit, emploi aisé). Les capteurs les plus utilisés sont les cellules au silicium ou au sulfure de plomb. Leurs points forts sont : - la détection à travers les fumées, - leur performance sur les mauvais taux de combustion, - la détection de la plupart des feux dhydrocarbures (liquides, gaz, solides), -leur coût. Il existe également des détecteurs de flammes qui travaillent dans le spectre ultraviolet (UV : nm). Leur utilisation nest conseillée que dans le cas où lon recherche un temps de réponse très bref et ce, pour des feux de matières très combustibles (gaz, solvants, métaux). Leurs points forts sont : - une grande sensibilité (détection à plusieurs mètres dune petite flamme), - un grand angle de vision (160° sur les premiers mètres), - linsensibilité à la vapeur deau, - la détection de feux dhydrocarbures, -la détection de feux non carbonés (métaux, hygrogène, ammoniac…). En outre, il existe des détecteurs de flamme qui combinent les deux technologies (UV/IR). Ils cumulent les avantages de deux technologies : - un niveau dalarmes intempestives faible, - une sélectivité aux feux dhydrocarbures, - un temps de réponse de lordre de quelques centaines de millisecondes, -un large cône de vision.

9 Cours n°17 – Systèmes de sécurité – Principe de fonctionnement des Détecteurs - FC Lycée Saint-Rémi, site Léonard de Vinci CHAMP PROFESSIONNEL: Alarme, Sécurité, Incendie Liaison avec le référentiel C7 BAC PRO SEN – TR COURS N°17: SYSTÈMES DE SECURITE INCENDIE : LE FONCTIONNEMENT DES DETECTEURS AUTOMATIQUES C6 C5 Seconde Professionnelle C4 S0: Les Systèmes Electroniques dAlarme, Sécurité, Incendie S0 -1.4: Les systèmes de sécurité incendie C3 C2 PAGE 2/ C1 S0S1S2S3S4S5S6S7 b) Limitations De façon générale, les détecteurs de flamme doivent être en mesure de voir le feu. Par conséquent, la zone dans laquelle ils sont implantés ne doit pas être encombrée. Les détecteurs de flamme I.R. sont particulièrement sensibles aux phénomènes suivants : - les rayonnements IR intenses et aléatoires (rayonnement direct du soleil, éclairage de forte puissance…) ainsi que les rayonnements modulés de longue durée (réflexion de la lumière, éclairage vacillant, vibration du point de fixation), - la présence deau, - Ils sont peu performants sur les combustions très vives (gaz de méthane, acétylène, GPL…). Les détecteurs de flamme U.V. sont particulièrement sensibles aux phénomènes suivants : - aux rayonnements U.V. émis par certains éclairages artificiels (mercure ou xénon), par les arcs électriques et par la foudre, - aux atmosphères poussiéreuses, brumeuses (aérosols) ou enfumées (la fenêtre transparente risque dêtre encrassée). III) LES DETECTEURS DE CHALEUR Les détecteurs de chaleur réagissent à une élévation de température. Les détecteurs thermostatiques réagissent lorsque la température mesurée excède un certain seuil alors que les détecteurs thermovélocimétriques réagissent lorsque la vitesse daugmentation de température excède une certaine valeur. 1)Détecteur thermostatique a) Principe de fonctionnement Il existe deux grands types de détecteurs thermostatiques selon quils sont conçus pour signaler une température fixe de lambiance autour du capteur, ou une température fixe du capteur : - Le premier type de détecteur dit à compensation, donne une information dalarme pour une même température dambiance, quelle que soit la vitesse délévation de la température. En réalité, la diffusion de tels détecteurs est actuellement extrêmement limitée, leur mise au point savérant délicate.

10 Cours n°17 – Systèmes de sécurité – Principe de fonctionnement des Détecteurs - FC Lycée Saint-Rémi, site Léonard de Vinci CHAMP PROFESSIONNEL: Alarme, Sécurité, Incendie Liaison avec le référentiel C7 BAC PRO SEN – TR COURS N°17: SYSTÈMES DE SECURITE INCENDIE : LE FONCTIONNEMENT DES DETECTEURS AUTOMATIQUES C6 C5 Seconde Professionnelle C4 S0: Les Systèmes Electroniques dAlarme, Sécurité, Incendie S0 -1.4: Les systèmes de sécurité incendie C3 C2 PAGE 2/ C1 S0S1S2S3S4S5S6S7 - Le second type de détecteur donne une signalisation dalarme quand le capteur atteint une température Tc qui dans tous les cas est inférieure à la température Td de lambiance au même instant. Ceci est lié à linertie thermique du capteur. On peut réduire cet écart en utilisant des capteurs dont la constante de temps est très faible. Ces capteurs peuvent être des éléments semi-conducteurs, résistifs, bilames ou mécaniques, du type ponctuel ou linéaire. Les détecteurs thermostatiques sont peu sensibles aux chocs et aux vibrations. Leur emploi est surtout consacré aux locaux clos et de faible volume dans lesquels la température est relativement stable. b) Limitations En principe, les détecteurs thermostatiques ne se déclenchent que lorsque le feu est déjà important. Par conséquent, ils ne doivent être utilisés qu' en association avec un autre type de détecteur. 2) Détecteur thermovélocimétrique a) Principe de fonctionnement Pour palier le principal défaut des détecteurs thermostatiques (alarme tardive), certains détecteurs de chaleur sont conçus pour signaler une vitesse d'élévation de température supérieure à une valeur prédéterminée et qui persiste pendant un certain temps: on les appelle les détecteurs thermovélocimétriques. Ils peuvent être ponctuels (augmentation de température aux environs du détecteur) ou linéaire (augmentation de température sur une portion du capteur). Si la température varie fortement en peu de temps, l'alarme est donnée. Leur sensibilité doit être réglée avec soin pour éviter les alarmes intempestives dues à une élévation de température naturelle (ensoleillement brutal, chauffage, etc.). Les divers types de détecteurs vélocimétriques se distinguent par lélément capteur qui peut-être semi-conducteur, résistif, constitué de thermocouples ou encore basé sur le principe de lexpansion de gaz. Ce dernier type de détecteur tend à disparaître.

11 Cours n°17 – Systèmes de sécurité – Principe de fonctionnement des Détecteurs - FC Lycée Saint-Rémi, site Léonard de Vinci CHAMP PROFESSIONNEL: Alarme, Sécurité, Incendie Liaison avec le référentiel C7 BAC PRO SEN – TR COURS N°17: SYSTÈMES DE SECURITE INCENDIE : LE FONCTIONNEMENT DES DETECTEURS AUTOMATIQUES C6 C5 Seconde Professionnelle C4 S0: Les Systèmes Electroniques dAlarme, Sécurité, Incendie S0 -1.4: Les systèmes de sécurité incendie C3 C2 PAGE 2/ C1 S0S1S2S3S4S5S6S7 Ces détecteurs sont efficaces pour : - les petits locaux, - les feux à évolution moyenne ou rapide, - les ambiances agressives ou difficiles (cuisines, tunnel routier...), -Ils sont également utilisés pour confirmer l'alarme de détecteurs plus sensibles. b) Limitations Ce type de détecteur nest pas adapté à un feu de dimension réduite ou dans un local de grande dimension. 3) détecteur thermovélothermostatique - Principe de fonctionnement Ladaptation des détecteurs thermovélocimétriques aux évolutions lentes de lambiance qui permet de saffranchir des fausses alarmes, constitue également un point négatif en ce qui concerne la sûreté de détection dans certains cas. En effet, lors dun feu de dimension réduite, ou dans un local de grande dimension, lélévation de température risque dêtre inférieure au seuil de détection du fait de la dilution des produits de combustion dans lambiance. La température de lambiance autour du capteur peut donc devenir critique sans que ce détecteur nait signalé ce risque. Pour palier à cet inconvénient, il faut adjoindre à la fonction thermovélocimétrique une fonction thermostatique.

12 Cours n°17 – Systèmes de sécurité – Principe de fonctionnement des Détecteurs - FC Lycée Saint-Rémi, site Léonard de Vinci CHAMP PROFESSIONNEL: Alarme, Sécurité, Incendie Liaison avec le référentiel C7 BAC PRO SEN – TR COURS N°17: SYSTÈMES DE SECURITE INCENDIE : LE FONCTIONNEMENT DES DETECTEURS AUTOMATIQUES C6 C5 Seconde Professionnelle C4 S0: Les Systèmes Electroniques dAlarme, Sécurité, Incendie S0 -1.4: Les systèmes de sécurité incendie C3 C2 PAGE 2/ C1 S0S1S2S3S4S5S6S7 1.5 SYNTHESE SUR LUTILISATION DES DETECTEURS DINCENDIE Le tableau 2 suivant récapitule ladaptation des différents types de détecteurs aux divers feux. Tableau 1 :Les différents types de détecteurs et leur adaptation aux divers feux2 type Bonne adaptation à la détection des Feux ouverts à évolution Type de détecteur Manifestation du feu détectée Ponctuel linéaire, Aspiration Feux couvants Lente Moyenne Rapide Emplois les plus fréquents Limites demploi Détecteurs de fumées A chambre dionisation Fumées visibles et invisibles (distillation gaz combustion) X X Oui Oui Oui Oui Détection particulièrement précoce. À retenir sil y a risque de feux couvants ou à évolution lente (textile, appareillages électriques) Sensibilité aux courants dair, aux variations brusques de pression, à lhumidité, à la poussière. Ne détecte pas les aérosols ayant une faible vitesse de diffusion Optique de fumée Fumées visibles de couleur claire ou sombre (selon le type) X X X Oui Oui Non Non Pour les risques nécessitant une détection fumée, mais sans la sensibilité des appareils ioniques A retenir pour les locaux de grandes dimensions (détecteur optique linéaire) Craint la poussière, lencrassement

13 Cours n°17 – Systèmes de sécurité – Principe de fonctionnement des Détecteurs - FC Lycée Saint-Rémi, site Léonard de Vinci CHAMP PROFESSIONNEL: Alarme, Sécurité, Incendie Liaison avec le référentiel C7 BAC PRO SEN – TR COURS N°17: SYSTÈMES DE SECURITE INCENDIE : LE FONCTIONNEMENT DES DETECTEURS AUTOMATIQUES C6 C5 Seconde Professionnelle C4 S0: Les Systèmes Electroniques dAlarme, Sécurité, Incendie S0 -1.4: Les systèmes de sécurité incendie C3 C2 PAGE 4/5 C1 S0S1S2S3S4S5S6S7


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