12 automatisme securite f g esd

5/27/2018 12 Automatisme Securite F G ESD

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INSTRUMENTATION

AUTOMATISME SCURIT : F&G / ESD

MANUEL DE FORMATIONCours EXP-SI100Rvision 0


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Formation ExploitationInstrumentation

Automatisme Scurit : F&G / ESD

Manuel de formation EXP-SI100-FRDernire rvision : 11/06/2009 Page 2 de 254

INSTRUMENTATION

AUTOMATISME SCURIT : F&G / ESD

Sommaire

1. OBJECTIFS.....................................................................................................................82. INTRODUCTION LOGIQUE DE SECURITE................................................................93. DTECTION DU FEU ET DU GAZ................................................................................12

3.1. GNRALITS .......................................................................................................123.1.1. Dfinition .........................................................................................................123.1.2. Emplacements concerns ...............................................................................123.1.3. Fonctions de base ...........................................................................................12

3.1.3.1. Dtection....................................................................................................133.1.3.2. Commande (Traitement) : ..........................................................................143.1.3.3. Action .........................................................................................................15

3.1.4. Architecture dun systme F&G.......................................................................163.2. DETECTION INCENDIE .........................................................................................16

3.2.1. Principes gnraux..........................................................................................163.2.2. Dtecteurs de fume.......................................................................................18

3.2.2.1. Ioniques......................................................................................................183.2.2.2. Dtecteurs optiques (ou photolectriques).................................................203.2.2.3. Avertissement rapide de prsence de fume (anticipation) .......................213.2.2.4. Points complmentaires concernant les dtecteurs de fume ...................22

3.2.3. Dtecteurs de flamme .....................................................................................243.2.3.1. Dtection des flammes...............................................................................243.2.3.2. Dtecteurs dU.V........................................................................................263.2.3.3. Dtecteurs dI.R. ........................................................................................273.2.3.4. Dtecteurs dU.V. et dI.R...........................................................................283.2.3.5. Autres types de dtecteurs de flammes .....................................................283.2.3.6. Choix des dtecteurs de flammes ..............................................................29

3.2.4. Dtecteurs de chaleur .....................................................................................313.2.4.1. Sprinkler sous eau .....................................................................................313.2.4.2. Fusible thermique (spot).............................................................................313.2.4.3. Fusibles thermiques (linaires) ou boucle fusible.......................................32

3.2.4.4. Sprinkler sous air .......................................................................................333.2.4.5. Dtecteur de chaleur fixe ou thermostatique..............................................363.2.4.6. Dtecteur de vitesse dlvation de la temprature ou thermodynamique.363.2.4.7. Dtecteurs de vitesse compense .............................................................373.2.4.8. Installation des dtecteurs de chaleur :......................................................38

3.2.5. Dclencheurs manuels dalarme .....................................................................393.2.6. Slection gnrale des dtecteurs de chaleur.................................................40

3.3. DETECTION DES GAZ...........................................................................................413.3.1. Aperu Gnralits.......................................................................................413.3.2. Dtecteurs de gaz inflammables .....................................................................44

3.3.2.1. Dtecteurs du type lit catalytique ...............................................................443.3.2.2. Dtecteurs du type optique ou absorption dIR (en gnral) ...................45


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3.3.2.3. Dtecteurs du type optique ou absorption dIR (par point) ......................463.3.2.4. Type optique ou absorption des IR ( trajectoire linaire ou ouverte).....49 3.3.2.5. Slection des dtecteurs de gaz inflammables ..........................................51

3.3.3. Dtecteurs de gaz toxiques ou de manque doxygne....................................513.3.3.1. Technologie des semi-conducteurs............................................................513.3.3.2. Raction lectrochimique :.........................................................................52

3.3.4. Emplacement des capteurs de gaz .................................................................523.3.4.1. Type demplacement..................................................................................533.3.4.2. Pour les gaz inflammables .........................................................................533.3.4.3. Pour les gaz toxiques.................................................................................543.3.4.4. Emplacements recommands pour les dtecteurs de gaz inflammables...54

3.4. SURVEILLANCE EN BOUCLE ...............................................................................563.4.1. Surveillance en boucle ferme ........................................................................563.4.2. Surveillance en boucle ouverte .......................................................................56

4. SYSTEMES DEXTINCTION .........................................................................................594.1. Feu et extinction......................................................................................................59

4.1.1. Effets des produits dextinction........................................................................594.2. PRODUITS DEXTINCTION POUR ESPACES FERMES.......................................60

4.2.1. Halons .............................................................................................................604.2.2. Dioxyde de carbone ........................................................................................624.2.3. Inergen ............................................................................................................634.2.4. Utilisation des diffrents gaz inertes................................................................64

4.3. PRODUITS DEXTINCTION POUR ESPACES OUVERTS ....................................674.3.1. Eau..................................................................................................................674.3.2. Mousse............................................................................................................694.3.3. Berceau dluge .........................................................................................69

4.3.3.1. Vanne de rgulation dluge .................................................................714.3.3.2. Systmes dluge mousse / eau ........................................................764.3.3.3. Normes Total concernant les vannes dluge .......................................77

4.3.4. Pompes incendie..........................................................................................794.3.4.1. Normes Total pour les pompes incendie.................................................79

4.4. CLAPETS COUPE-FEU..........................................................................................835. LOGIQUE FEU & GAZ...................................................................................................84

5.1. SYSTEME DE VOTE ET DE COMMANDE.............................................................855.1.1. Installations concernes par le vote ................................................................855.1.2. Dtection .........................................................................................................85

5.1.3. Actions.............................................................................................................895.1.4. Matrice des causes et effets............................................................................915.1.5. Blocage ...........................................................................................................92

5.2. EXEMPLES DE COMMANDE LOGIQUE ...............................................................935.2.1. Dans un espace intrieur ventil .....................................................................93

5.2.1.1. Application la protection contre le feu .....................................................935.2.1.2. Application la protection contre les gaz...................................................94

5.2.2. Dans un espace extrieur................................................................................945.2.2.1. Application la protection contre le feu .....................................................945.2.2.2. Application aux gaz ....................................................................................95

5.3. ALERTE A LATTENTION DU PERSONNEL..........................................................965.3.1. Systme PAGA ...............................................................................................96


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5.3.1.1. Gnralits.................................................................................................965.3.1.2. Exigences en matire de scurit ..............................................................965.3.1.3. Exigences fonctionnelles............................................................................96

5.3.2. Alarmes visuelles ............................................................................................975.3.3. Installations non occupes en temps normal...................................................985.4. FONCTIONS LOGIQUES STANDARD...................................................................99

5.4.1. Dtecteur de gaz par point GD.....................................................................995.4.1.1. Fonctions - GD...........................................................................................995.4.1.2. Reprsentation et animation (Interface homme/machine)- GD................100

5.4.2. Dtecteur de gaz trajectoire ouverte GDB...............................................1035.4.2.1. Fonctions - GDB.......................................................................................1035.4.2.2. Reprsentation et animation (Interface homme/machine) - GDB.............104

5.4.3. Dtecteur de flamme RD............................................................................1065.4.3.1. Fonctions - RD .........................................................................................1065.4.3.2. Reprsentation et animation (Interface homme/machine) - RD ...............107

5.4.4. Dtecteur de chaleur et de fume RDH & RDS..........................................1095.4.4.1. Fonctions RDH & RDS.........................................................................1095.4.4.2. Reprsentation et animation (Interface homme/machine) RDH & RDS 110

5.4.5. Systme dluge DELUGE....................................................................1125.4.5.1. Fonctions Dluge ............................................................................1125.4.5.2. Ordre dactivation .....................................................................................1145.4.5.3. Ordre de test ............................................................................................1155.4.5.4. Comportement fonctionnel standard ........................................................1155.4.5.5. Reprsentation et animation (interface homme/machine) Dluge ...116

5.4.6. Systme dextinction du feu Fire Ext ..........................................................1215.4.6.1. Fonctions et interface Fire Ext...............................................................1215.4.6.2. Gestion du mode et des ordres Fire Ext................................................1215.4.6.3. Rgles de calcul des donnes internes....................................................1225.4.6.4. Reprsentation et animation (HMI) Fire Ext ..........................................123

5.4.7. Logiques de vote 2ooN 2oo3...................................................................1265.4.7.1. Fonctions 2ooN 2oo3 .........................................................................1265.4.7.2. Reprsentation et animation (HMI) Logique de vote 2ooN.................127

5.4.8. Clapet coupe-feu...........................................................................................1285.4.8.1. Fonctions..................................................................................................1285.4.8.2. Reprsentation (interface homme/machine) Clapet coupe-feu .............131

6. GNRALITS SUR LE SYSTME ESD ...................................................................135

6.1. TECHNOLOGIE DU SYSTME ESD....................................................................1356.1.1. Raison dtre dun systme de scurit.........................................................1356.1.2. Principaux lments dun systme de scurit..............................................1366.1.3. Diffrentes technologies................................................................................137

6.1.3.1. Technologie mcanique ...........................................................................1376.1.3.2. Technologie fluidique ...............................................................................1376.1.3.3. Technologie lectrique / dinstrumentation...............................................138

6.1.4. Technologie des dispositifs utiliss sur site...................................................1416.1.4.1. Contacteurs discrets ................................................................................1416.1.4.2. Contacteurs lectroniques........................................................................1416.1.4.3. Contrleur pneumatique marche-arrt avec capteur intgr....................1426.1.4.4. metteurs classiques ...............................................................................142


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6.1.4.5. metteurs intelligents...............................................................................1426.1.4.6. metteurs de scurit ..............................................................................1436.1.4.7. lments finals.........................................................................................143

6.2. LES DIFFERENTS NIVEAUX DARRET...............................................................1446.2.1. Dfinition des niveaux darrt ........................................................................1446.2.2. Diffrences entre installations terre / offshore ............................................145

6.2.2.1. ESD-0 ......................................................................................................1456.2.2.2. Dpressurisation durgence (EDP)...........................................................1476.2.2.3. Coupure de lalimentation.........................................................................147

6.2.3. ESD-0 (arrt total) .........................................................................................1476.2.3.1. Causes de la mise en uvre de lESD-0 .................................................1476.2.3.2. Actions de lESD 0 ...................................................................................148

6.2.4. ESD-1 (arrt durgence de la zone de feu)....................................................1496.2.4.1. Causes de la mise en uvre de lESD 1 .................................................1496.2.4.2. Actions de lESD 1 ...................................................................................150

6.2.5. SD-2 (arrt de lunit) ....................................................................................1516.2.5.1. Causes de la mise en uvre de lSD 2....................................................1516.2.5.2. Actions de lSD 2......................................................................................151

6.2.6. SD-3 (arrt des quipements) .......................................................................1526.2.6.1. Causes de la mise en uvre de lSD 3....................................................1526.2.6.2. Actions du SD 3 .......................................................................................153

7. VANNES ESD / SD......................................................................................................1557.1. DISPOSITIFS DARRET .......................................................................................155

7.1.1. Dfinition des vannes de scurit..................................................................1557.1.1.1. Ttes de puits..........................................................................................1557.1.1.2. Traitement................................................................................................155

7.1.2. Temps de rponse ........................................................................................1577.1.3. Actionneurs ...................................................................................................1577.1.4. Drivation des ESDV.....................................................................................1577.1.5. Boutons-poussoirs.........................................................................................1597.1.6. Exigences fonctionnelles...............................................................................160

7.2. EMPLACEMENTS ET PROTECTION PHYSIQUE ...............................................1617.2.1. Emplacements terre ...................................................................................1617.2.2. Emplacements offshore.................................................................................1617.2.3. Actionneurs ...................................................................................................1617.2.4. Connexions et corps des ESDV ....................................................................161

7.2.5. Taux de fuite interne des ESDV ....................................................................1627.2.6. Bunkers pour ESDV ......................................................................................162

7.3. ISOLEMENT PAR ESDV ET SDV.........................................................................1637.3.1. Isolement des zones de feu (interconnexions) ..............................................1637.3.2. Isolement des limites de batterie ...................................................................163

7.4. EXIGENCES FONCTIONNELLES SUPPLEMENTAIRES....................................1647.4.1. Etat de scurit .............................................................................................1647.4.2. Tlmtrie .....................................................................................................1657.4.3. Indication de position.....................................................................................1657.4.4. Moyens dessais et de maintenance .............................................................1657.4.5. Fiabilit des sources dalimentation...............................................................1667.4.6. Capacits de redmarrage............................................................................166


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7.4.7. Systme EDP - Protection et exigences supplmentaires.............................1667.5. FONCTIONS STANDARD DES VANNES DE SECURITE ...................................167

7.5.1. Vanne darrt de scurit SDV (Safety Shut-Down Valve).........................1677.5.1.1. Description des interfaces - SDV .............................................................1677.5.1.2. Ordres et mode oprateur - SDV .............................................................1687.5.1.3. Dfinition des statuts................................................................................1707.5.1.4. Reprsentation et description de lanimation (Interface homme / machine) -SDV.......................................................................................................................172

7.5.2. Vanne darrt durgence ESDV (Emergency Shut-Down Valve) ................1767.5.2.1. Description des interfaces - ESDV...........................................................1767.5.2.2. Ordres de loprateur (mode oprateur) - ESDV......................................1787.5.2.3. Dfinition des statuts - ESDV...................................................................1787.5.2.4. Reprsentation et description de lanimation (Interface homme / machine) -ESDV ....................................................................................................................180

7.5.3. Vanne de purge BDV (Blow Down Valve) ..................................................1847.5.3.1. Description des interfaces - BDV .............................................................1847.5.3.2. Ordres et mode oprateur - BDV .............................................................1867.5.3.3. Dfinition des statuts - BDV .....................................................................1867.5.3.4. Reprsentation et animation (interface homme/machine) - BDV .............188

8. LOGIQUE SD ..............................................................................................................1928.1. TECHNOLOGIE DE LA LOGIQUE........................................................................192

8.1.1. Technologie lectronique programmable ......................................................1928.1.2. Redondance ..................................................................................................193

8.1.2.1. Antagonisme scurit vs. disponibilit .....................................................1948.1.2.2. Architecture 1oo2 .....................................................................................1958.1.2.3. Architecture 2oo2 .....................................................................................1968.1.2.4. Architecture 2oo3 .....................................................................................1978.1.2.5. Systme tolrant aux dfauts...................................................................198

8.1.3. Triconex.........................................................................................................1988.2. ALARMES.............................................................................................................199

8.2.1. Introduction....................................................................................................1998.2.2. Nombre dalarmes .........................................................................................2008.2.3. Liste des alarmes ..........................................................................................2008.2.4. Hirarchie des alarmes..................................................................................2008.2.5. Mmorisation de la premire alarme .............................................................2018.2.6. Masquage des alarmes .................................................................................201

8.3. GESTION DES ALARMES ET DES EVENEMENTS ............................................202

8.3.1. Niveaux des alarmes et des vnements......................................................2028.3.2. Gestion de lacquittement des alarmes..........................................................2038.3.3. vnements et valeurs..................................................................................2038.3.4. Blocage maintenance....................................................................................204

8.3.4.1. Gnralits...............................................................................................2048.3.4.2. Instrument de traitement ..........................................................................2048.3.4.3. Instrument de scurit..............................................................................204

8.3.5. Blocage du dmarrage ..................................................................................2048.3.6. Ordres de maintenance.................................................................................205

8.3.6.1. Tests des quipements spcifiques .........................................................2058.3.6.2. Dclenchement de lentre maintenance .................................................205


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8.3.7. Isolement de la barre de scurit ..................................................................2058.4. FONCTIONS STANDARD DE LA BARRE DE SECURITE...................................206

8.4.1. Fonctions / interfaces ....................................................................................2068.4.1.1. Schma des fonctions..............................................................................2068.4.1.2. Liste des fonctions principales .................................................................2078.4.1.3. Description des interfaces........................................................................208

8.4.2. Dfinition des statuts .....................................................................................2098.4.2.1. Entres de la barre...................................................................................2098.4.2.2. Initiateur verrouill....................................................................................2098.4.2.3. Initiateur premier lev .........................................................................2098.4.2.4. Statuts de la barre de scurit .................................................................2098.4.2.5. Barre de scurit au statut isole .......................................................2108.4.2.6. Statut prte pour rinitialisation ..........................................................210

8.4.3. Fonction blocage maintenance......................................................................2108.4.4. Ordre de rinitialisation barre ........................................................................2118.4.5. Fonction blocage du dmarrage (optionnelle) ...............................................211

8.4.5.1. Ordre blocage dmarrage ........................................................................2118.4.5.2. Utilisation du blocage du dmarrage........................................................212

8.4.6. Sorties de barre.............................................................................................2138.4.7. Reprsentation et description de lanimation (HMI) Barre de scurit........214

8.5. SYSTEME DULTIME SECOURS.........................................................................2199. APPLICATION - EXEMPLE.........................................................................................222

9.1. LOGIGRAMME ET MATRICE...............................................................................2229.2. BARRE DE SECURITE ET P&ID..........................................................................226

10. SYSTEMES SD - DIVERS.........................................................................................24110.1. ANNONCIATEUR................................................................................................24110.2. ENREGISTREUR DHEURE DES EVENEMENTS OU ENREGISTREUR DESEQUENCE DES EVENEMENTS...............................................................................24210.3. NIVEAU DINTEGRITE DE SECURITE (SIL : SAFETY INTEGRITY LEVEL).....244

10.3.1. Dfinitions....................................................................................................24410.3.2. Objectif ........................................................................................................24510.3.3. Dtermination du SIL...................................................................................245

10.4. CLAPET DE SURPRESSION .............................................................................24611. GLOSSAIRE..............................................................................................................24912. FIGURES...................................................................................................................25013. TABLES.....................................................................................................................253


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1. OBJECTIFS

A la fin de ce cours, le participant doit tre capable de :

Nommer les diffrents types de dtecteurs de feu et de gaz

Interprter les technologies des dtecteurs de feu et de gaz

Exposer les principes utiliss dans la gestion de la logique du systme F&G

Nommer les diffrents principes et technologies utiliss dans la lutte contre lesincendies

Interprter laffichage logique des systmes F&G

Dfinir les fonctions et technologies du systme darrt (SD)

Diffrentier, exposer les principes des diffrents niveaux darrt

Exposer le rle et la diffrence des vannes darrt

Expliquer le principe des barres de scurit

Interprter laffichage du suivi de larrt


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2. INTRODUCTION LOGIQUE DE SECURITE

Sur nos sites, linstallation et la commande des quipements de traitement sont gres parun concept de scurit .

La fonction de la discipline dinstrumentation est le contrle de la scurit desprocds qui sappuie (principalement) sur deux systmes :

Le systme Feu et Gaz

LESD, systme darrt durgence

Ce sont deux systmes logiques diffrents, mais complmentaires et non dissociables sur

aucun de nos sites.

Nota : sur site, alors que le systme ESD couvre les emplacements Scurit desProcds, le systme Feu et Gaz couvre galement les autres emplacements telsque : la zone vie, les zones rcration, logement. etc.

Ces deux systmes sont surveills par des PLC spcifiques, autonomes, non dpendantsdautres logiques (autres PLC et commandes DCS / PCS).

Le but ici nest pas de prsenter le PLC lui-mme (du systme F&G ou ESD), mais toutPLC ayant (fondamentalement) la mme conception. Dautres cours couvrent ce sujet ((EXP-MN-SI080 pour la logique programmable, SI090 pour la logique des procds)

Nous verrons ici la philosophie gnrale des systmes F&G / ESD, ainsi que le matrielinstall, en ayant prsente lesprit la maintenance des quipements pour un technicienen instrumentation.

Nous verrons toutefois le principe du PLC TMR (systme de redondance modulestripls) le Triconex , qui est un nom de marque de la Socit Invensys.

Les lments qui vont tre vus dans le dtail sont rsums dans la figure Architecture

gnrale des systmesF&G + ESD sur un site Ces lments (sujets) sont :

Pour le systme F&G :

Dtecteurs (gaz, fume, chaleur, flamme)

Principes de base de la logique de scurit F&G

Pompes incendie et systme deau pour lutte contre lincendie ( Dluge ,

sprinklers, collecteur deau en boucle, vannes deau pour lutte contre lincendie,.)


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Systmes dextinction aux gaz inertes (Inergen, CO2, Halon)

Clapets coupe-feu

Systme dalarme F&G

Pour le systme ESD :

Les diffrents niveaux darrt

Barres de scurit

Principes de base de la logique ESD et de la logique TMR

Les vannes SD (SDV, ESDV, BDV,)

Interface systmes F&G / ESD

ESDProcessor(for

Process)

F & GProcessor

(for F&G

Equipment)

Manual Call Points

Smoke detectors

Heat Detectors

Flame detectors

Gas Detectors

Other parameters (T, P,etc

Specific orders to F&G (Fire dampers as ex.)

Level 0

(x) Level 1

(xx) Level 2

(xxx) Level 3

F&G inputs to each SD levelTMR =

Triplicated

Modular

Redundant

F&G Inputs

ESD InputsFrom process

F&G Alarms

Fire Dampers

Extinction systems

Fire Pumps

Jockey Pumps

Deluge systems

Water & Foam

Sprinklers

CO2 / Inergen

Halon

Water Valves

Water Guns

etcetc

SDVs

ESDVs

ROVsBDVs

Process PLCs

etc

Triplicated

or Duplex

PLC

ESD inputs are either from DCS (Digital Control System),

from PCS, (Process Control System), from PSS (Process

Safety System), from Packages, from F&G Logic, from

manual ESD call points

For WHPTs

DHSV = SCSSV = ESDV

MV = SSV = ESDV

WV = SDV

Figure 1 : Architecture gnrale des systmes F&G + ESD sur un site


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Rfrences :

Des documents de spcifications gnrales Total ont t utiliss pour cette prsentation ;

une partie de ces documents est reproduite ici. Cependant, ces documents doivent treconsults en complment dinformation ; il sagit (comme rfrences) des documentssuivants :

GS EP INS 134 :Conception et alimentation du systme de commande et de scuritintgr

GS EP INS 135 : Exigences en matire de scurit cyberntique pour la conception etlalimentation de lICSS et des systmes de packages

GS EP INS 150 : Mthode de conception pour les normes de configuration de systmes

GS EP INS 198 :Scurit et fonctions standards du systme feu et gaz

GS EP SAF 261 :Arrt durgence et dpressurisation durgence

GS EP SAF 312 : Lignes directrices pour la slection et linstallation des systmes dedtection du feu et des gaz

GS EP SAF 321 :Stations de pompes incendie et collecteur principal deau pour luttecontre lincendie

GS EP SAF 322 : Systmes fixes deau pour lutte contre lincendie

GS EP SAF 371 : Installations de commande durgence

Nota : le prsent document ne va pas lencontre de la Scurit (ni du DpartementScurit) ; il est ax sur linstrumentation des systmes de scurit et sa maintenance(ainsi que la comprhension de ces systmes).

Glossaire :

Veuillez vous reporter la fin de ce document, au chapitre Glossaire .


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3. DTECTION DU FEU ET DU GAZ

3.1. GNRALITS

3.1.1. Dfinition

Systme conu pour prvenir aussi tt que possible des incidents suivants et en indiquerlemplacement :

fuite de gaz inflammable.

fuite de gaz toxique ou faible niveau doxygne.

feu ou combustion.

et pour dclencher la mise en uvre dun moyen dextinction et mettre ltablissement enconfiguration de scurit, avec linterfaage (et lassistance) du systme ESD.

3.1.2. Emplacements concerns

Tous les lieux dun site sont concerns par le systme.

La protection est diffrente (ou adapte ) selon lemplacement ou la zone spcifique :

Bureau : risque dincendie classique .

Local technique: risque dincendie dorigine lectrique.

Procd : feu et fuites de gaz.

Lieu confin : feu, gaz toxique et faible niveau doxygne.

3.1.3. Fonctions de base

Les quipements de dtection, de commande(traitement) et dactionconstituent lestrois caractristiques principales du systme F&G.

Les signaux des capteurs sont centraliss (dirigs) vers le systme logique qui identifie,analyse et active les quipements afin que les actions spcifiques opportunes soientmises en uvre.

Afin daugmenter la fiabilit, toutes les alimentations lectriques doivent tre connectes des sources disponibles en permanence (batteries, alimentations non interruptibles), toute


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la logique doit tre assume par des processeurs redondants. Toutefois, dans certainesconfigurations de dtection spcifiques, toutes les alimentations, y compris les batteries etles alimentations non interruptibles, doivent tre larrt et isoles.

3.1.3.1. Dtection

Fume, chaleur, flamme, gaz toxiques et inflammables, MCP (dclencheur manueldalarme),

Dtection rapide :

Un instant est suffisant pour quun incendie (ou une explosion) causant dimportantsdgts se produise. Par consquent, la dtection doit se faire aussi rapidement quepossible.

Gaz inflammables ou explosifs :

La prsence dun gaz inflammable doit tre dtecte immdiatement, ceci afin descuriser le(les) zone(s) concerne(s) et de lancer laction qui simpose pour liminer lerisque dexplosion.

Des points de dtection dtermins (avec plusieurs niveaux dalarme) sont fixs bien endessous de la limite dexplosivit, ceci afin de permettre un temps de raction etdviter le point critique.

Gaz toxiques :

Il sagit l dune dtection critique. La scurit du personnel est la priorit numro un, maisde toutes faons, la prsence dun gaz toxique signifie quil y a un problme du typefuite, obturation, fonctionnement dfectueux, pices endommages, etc.

Localisation facile :

Une dtection rapide nest pas suffisante ; la connaissance de lorigine exacte du dfaut permet une raction plus facile et mieux adapte, et de gagner un tempsprcieux pour lintervention et laction (si ncessaire).

Cest pour cette raison que les sites sont dlimits en zones ; ces mmes zones sontfonction des conditions de traitement, du fonctionnement du site. La signalisation estdfinie en consquence.


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3.1.3.2. Commande (Traitement) :

Cela est effectu par un systme spcifique fourni par le fabricant (tableaux feu et gaz)

et/ou des PLC (complmentaires) insensibles aux dfaillances, relis au systme ESD etau DCS.

Ce (s) systme(s) de traitement ont les fonctions suivantes :

Contrler lintgrit des lignes de dtection (dtection dun circuit ouvert, de filsrompus)

Dclencher les alarmes (sonores, visuelles), lvacuation. Interconnexion avec lePAGA (Public Address and General Alarm : annonce vocale et alarme gnrale) (sincessaire)

Dterminer au sein de leur logique les actions mettre en uvre

Interfacer avec les autres processeurs (systme ESD, DCS, PLC de traitement,)

Autoriser le blocage et la drivation pour les tests et la maintenance

Drivation / blocage :

Il s sont conus pour les tests, les commandes de squences, les interventions demaintenance dans lesquelles les logiques automatiques restent en ligne.

Aucune drivation / aucun blocage ne peut tre effectu sans quune demande detravail (spcifique) ait t mise

Une procdure dopration doit couvrir lutilisation dune drivation / dun blocage

Toute drivation / tout blocage doit tre contrl par des oprateurs de traitementainsi que des techniciens de maintenance

Toute drivation / tout blocage doit aboutir une alarme spcifique, qui elle-mmene pourra pas tre bloque (alarme permanente sur cran ou tableau dalarme)

Ils doivent tre supprims, ramens aux conditions normales une foislintervention termine.

Aucune drivation / aucun blocage ne doit tre maintenu en permanence , saufquand les conditions de traitement ont chang, et cela doit tre approuv par uneprocdure crite ou un document dautorisation crit


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3.1.3.3. Action

La dtection et la commande logique doivent dclencher un dmarrage automatique(pompes incendie) et/ou une activation automatique (vannes, lectrovannes) desquipements de lutte contre lincendie. Les actions peuvent tre rsumes ainsi :

Alarmes sonores, visuelles

Message par annonce vocale (PAGA) ordre dvacuation ou autres messages

Equipements dextinction/de lutte contre lincendie automatiquement connects

Signaux au DCS, lESD et automatismes de traitement pour des initiatives de

conditions de scurit.

Informations lquipe de lutte contre lincendie

Sur ce, les fonctions de sortie (mme chose que pour la dtection et la commande) et,pour augmenter la fiabilit, toutes les alimentations, doivent tre connectes dessources disponibles en permanence (batteries, alimentations non interruptibles)


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3.1.4. Architecture dun systme F&G

Voir la figure : exemple darchitecture dune distribution F&G

F & GProcessor

Control

System

Manual Call Points

Smoke detectors

Heat Detectors

Flame detectors

Gas Detectors

Fire

Water

Pumps

Inergen

CO2Halon

Deluge

network

ESD

System

Power

Supply

(UPS)

Audible

Alarms

PAGA

Sprinklers

Figure 2 : Exemple darchitecture dune distribution F&G

3.2. DETECTION INCENDIE

3.2.1. Principes gnraux

Fonction de la dtection incendie:

Dclenchement du processus darrt, mise en uvre des quipements de lutte contrelincendie, activation des systmes dextinction.


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Types de dtecteurs dincendie :

De fume :

Ioniques (ionisation par points)

Optiques (points)

A avertissement rapide ou anticipation (zones)

De flamme :

UV et IR, indpendants ou associs

CCTV (Tlvision en circuit ferm)

De chaleur :

Ampoule

Fusible thermique (par points et par zones)

Thermostatiques

Thermodynamiques

Types de dtecteurs en fonction de la progression du feu

Dtails chronologiques :

Phase 1 :dtecteurs de fume ioniques pour gaz de combustion invisible

Phase 2 : dtecteurs de fume optiques pour fume visible

Phase 3 :dtecteurs de flamme pour rayonnements dIR / UV

Phase 4 :dtecteurs thermiques (chaleur) pour chaleur produite par le feu

La courbe montre quune augmentation du dlai dextinction (mme lgre) a pourconsquence une forte augmentation des dgts.

Par consquent, la dtection doit avoir lieu avant lembrasement, pendant les phases2 et 3.


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Figure 3 : Courbe de la progression du feu

3.2.2. Dtecteurs de fume

3.2.2.1. Ioniques

Un radio-isotope (Americium 241) cre entre deux lectrodes un faible courant dionisation(quelques pico ampres ou 10-12A).

Ds que de la fume passe entre les lectrodes, la rsistance augmente (les molcules defume sont 1000 fois plus lourdes que les molcules dair) et le courant diminue.

Deux cellules sont utilises :

Une cellule pour la mesure,

Une cellule comme rfrence de modification des conditions de mesure (pressionatmosphrique, temprature ambiante).

Lutilisation de sources radioactives devra tre conforme aux rglementations locales(radiation de type alpha < 100 C).


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Fonction du tirage (voir ci-aprs) d la diffrence entre la temprature intrieure et latemprature extrieure (appel dair limit # 7 m/s).

Nettoyage priodique tous les 6 mois.

Trs grande fiabilit par rapport aux dfauts parasites, aucun vote (en thorie) nestncessaire pour confirmer la dtection.

LE DETECTEUR IONIQUEopre en ionisant les molcules dair (sphres roses et bleues) avecdes particules alpha provenant dun matriau radioactif, lamericium 241 (lignes rouges).

Les ions deviennent alors porteurs dun faible courant entre deux lectrodes (en haut).

Des particules de fume (sphres marron) sattachent aux ions (en bas), rduisant ainsi le courantet dclenchant une alarme.

Pas de fume I1 est la valeur maximale

Cest la chambre de rfrence ou chambre demesure sans fume

Chambre de mesure avec fume I2 < I1

Plus de courant I2 est faible, plus il y a de fume

Table 1 : Principe du dtecteur de fume ionique


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3.2.2.2. Dtecteurs optiques (ou photolectriques)

Principe bas sur la visualisation des rayons de lumires en prsence de particules (effet

Tyndall).

Figure 4 : Principe du dtecteur de fume optique (modle Cerberus / Siemens)

Une LED (source de lumire) et une cellule photosensible (rcepteur de lumire) sontinstalles lintrieur dune enceinte.

Dans des conditions normales, la lumire mise natteint pas la cellule rceptrice. Lasource de lumire, larrte-lumire et les rcepteurs de lumire sont disposs de telle

sorte que la lumire mise par la source ne puisse pas atteindre directement le rcepteur.Quand de la fume entre, la lumire est disperse et atteint la cellule qui met alors unsignal lectrique.

Une autre cellule contrle la LED.

Ces dtecteurs sont gnralement utiliss sur des quipements lectriques et associs des dtecteurs ioniques (double confirmation).

Fonction du tirage (vitesse de la fume < 10 m/s)

Mettre un matriau compos dans la gaine de cble/fil.


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3.2.2.3. Avertissement rapide de prsence de fume (anticipation)

Un rseau de tuyaux de petit diamtre percs de trous, situs en des emplacements

difficiles atteindre, est connect un systme daspiration qui achemine la fume versun dtecteur VESDA / HSSD .

Cest un systme de type HSSS (High Sensitivity Smoke Detection : dtection de fume haute sensibilit) qui utilise un dtecteur laser et une installation de conduits pour lesespaces ferms. Le systme HSSD peut galement tre appel VESDA (VeryEarlySmokeDetectionArray): rseau de dtection trs rapide de fume).

Le principe de dtection utilis par le systme HSSD est connu comme dispersement dela lumire vers lavant , dans lequel le rayon laser est diffract dun petit angle par lesparticules de fume. Le systme est trs sensible et peut dtecter des niveaux de fume bien avant quils ne soient visibles lil nu ou mme perus par desdtecteurs de fume classiques.

Le systme HSSD fonctionne en aspirant de lair en permanence dans un rseau detuyauteries laide dun ventilateur trs efficace. Un chantillon de cet air passe par unfiltre double tage.

Figure 5 : Principe du dtecteur de fume alerte rapide

Le premier tageretire la poussire et les salets de lchantillon dair avant de le laisserentrer dans la chambre de dtection laser pour la dtection de fume.

Le deuxime tage(ultra fin) a la seule fonction de fournir un approvisionnementsupplmentaire dair propre afin de maintenir les surfaces optiques lintrieur dudtecteur exemptes de contamination et dassurer un talonnage stable et une longue viedu dtecteur.

Temps de rponse plus rapide pour les incendies cellulosiques et dorigine lectrique.

Ils ne peuvent tre efficaces que dans les locaux propres et demandent des soinsparticuliers pour leur fonctionnement et leur maintenance.


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Figure 6 : Installation gnrale dun dtecteur de fume alerte rapide

3.2.2.4. Points complmentaires concernant les dtecteurs de fume

Les dtecteurs de fume ne doivent pas tre utiliss en espace ouvert

La dtection requiert (en gnral) une logique de vote de 2

2 dtecteurs installs au mme endroit/emplacement/zone doivent tre activs en mmetemps pour confirmer la dtection.

Tirage :

Les dtecteurs de fume sont connects par des cbles qui passent gnralement pardes gaines (sauf bien sr dans le cas des dtecteurs sans fils).De lair peut tre aspirdans la gaine ou en tre expuls sous leffet du tirage. Cela peut tre vit en obstruant le

passage de lair. Voir la figure qui propose 2 solutions : matriau compos dans la gainelectrique ou plaque d isolation entre le dtecteur et son support.


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Figure 7 : Effet du tirage

Installation de dtecteurs de fume :

Ou distances respecter

Surface maxi.couverte parun dtecteur

Distance maxi.entre 2

dtecteurs

Distance maxi. partir duneobstruction

verticale

Hauteur maxi.au-dessus de

la zone dedtection

Espace ouvert ou ayantune ventilation

suffisanteSans objet Sans objet Sans objet Sans objet

Espace ferm et/ouemplacement nayant

pas une ventilationsuffisante

30m pour leplancher

20 m pour leplafond

8 m3m

(0,5 mminimum)

7,5 m

Table 2 : Installation de dtecteurs de fume


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3.2.3. Dtecteurs de flamme

3.2.3.1. Dtection des flammes

Elle est effectue par des dtecteurs dUV et dIRqui dtectent les rayonnements IR(0,8 1 000 m) mis la base des flammes et les rayonnements dUV (0,1 0,4 m)mis dans la partie haute des flammes.

Figure 8 : Spectre montrant la bande de dtection des UV et des IR

Chaque flamme a sa longueur donde dmission particulire qui dpend du combustible.

Figure 9 : Radiations mises par une flamme


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Commentaires sur la figure Radiations mises par une flamme :

Courbe 1 : combustibles sans molcules de carbone ammoniac et hydrogne

radiations dUV principalement

Courbe 2 : combustibles sans molcules de carbone - soufre, phosphore, chlore,magnsium, titane UV et radiations visibles principalement

Courbe 3 : combustibles avec molcules de carbone hydrocarbures, cellulose, .. UV, radiations visibles et IR

Les radiations IR sont mesures par un capteur pyrolectrique et les radiations dUV sontmesures par un capteur phototube.

Figure 10 : Type de dtection des UV et des IR

Les types de dtecteurs utiliss sont les dtecteurs :

dUV

dIR

dUV confirms IR

dIR confirms IR ou doubles IR

dIR / IR / IR : triples ou multi IR

Vido


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Le choix dpend des types de mdias inflammables

Champ de vision horizontal # 90 (IR) et # 140 (UV + IR)

Distance type du capteur la flamme : 15 m pour une superficie de 0,1 m (de dtection)

Les dtecteurs ne doivent tenir compte que de la frquence caractristique de la radiationde flamme (2 20 Hz) et doivent annuler leffet des autres radiations (soleil, clairs, arc desoudure, fluctuations de lclairage).

Un test optique automatique doit tre effectu pour vrifier les interfrences.

Les mesures des IF sont affectes par leau et les mesures des UV (galement pour laTV) sont affectes par la fume paisse quand la distance est > 5 m (distance maxi. #

20m).

Vibrations : les vibrations dune source mobile chaude peuvent gnrer des IR ; undtecteur proche de cette source (mobile) pourrait dtecter des IR parasites .

Pour empcher un dclenchement intempestif, toute dtection doit durer au moins 10 s.avant le signal de dclenchement effectif.

Plage de temprature troite (- 40 70 C).

Ces dtecteurs conviennent aux espaces intrieurs et extrieurs (dans 80% des cas lesdtecteurs UV + IR sont utiliss en extrieur).

Temps de rponse # 1s. (IR) et # 0,1s. (UV+IR).

Ces dtecteurs doivent tre utiliss avec une logique de vote intgre.

Nota : le type trajectoire ouverte peut tre utilis pour la dtection de fume.

distance de 10 100 m

la trajectoire optique doit tre rgle avec le rayon laser

3.2.3.2. Dtecteurs dU.V.

Les dtecteurs dultraviolets sont conus pour dtecter les rayonnements ultravioletsprovenant dun feu. Les dtecteurs dultraviolets sont sensibles la plupart des feux, entreautres ceux dhydrocarbures, mtaux, soufre, hydrogne, hydrazine et ammoniac.

Le soudage larc, les arcs lectriques, les clairs, les rayons X (utiliss dans les tests

non destructifs des mtaux) ainsi que les matriaux radioactifs peuvent produire desniveaux capables dactiver un systme de dtection dUV et de provoquer des faussesalarmes.


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La prsence de gaz et de vapeurs absorbeurs dUV attnuera la radiation ultraviolette dufeu, et affectera ngativement la capacit du dtecteur voir une flamme. La prsencedun brouillard dhuile dans lair ou dune pellicule dhuile sur le verre du dtecteur aura le

mme effet.

Figure 11 : Exemples dtecteurs UV: Det-Tronics et General Monitors (utilisations sur site)

3.2.3.3. Dtecteurs dI.R.

Les dtecteurs dI.R. ragissent aux feux avec flammes qui mettent de la lumire dans laportion infrarouge du spectre.

Les dtecteurs dI.R. sont sensibles la plupart des feux dhydrocarbures (liquides,gazeux et solides). Les feux tels que ceux de mtaux, dammoniac, dhydrogne et desoufre nmettent pas des quantits importantes de radiations IR et ils sont donc hors deporte de la plupart des dtecteurs dIR.

Les dtecteurs dI.R. ne ragissent pas aux arcs de soudure, aux radiations nuclaires niaux rayons X. Un autre avantage est que, la diffrence des dtecteurs dUV, lesdtecteurs dIR peuvent voir travers la fume.

Figure 12 : Exemples dtecteurs IR : Det-Tronics et General Monitors


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3.2.3.4. Dtecteurs dU.V. et dI.R.

Un dtecteur de flamme ultraviolette/infrarouge consiste en un capteur dUV et un capteurdIR coupls de faon constituer une seule unit. Les deux capteurs oprentindividuellement comme dcrit dans les sections UV et IR, mais une circuiteriesupplmentaire traite les signaux des deux capteurs. Une alarme incendie ne sedclenche que quand les deux capteurs dtectent un feu.

Le rsultat est quun systme UV/UR a une meilleure capacit de rejet des faussesalarmes que lun ou lautre dtecteur individuellement. Etant donn que le dtecteur UV/IRrunit deux types de capteurs, il est sujet aux limitations des deux.

X5200 DET-TRONICS FL3100 GENERAL MONITORS

Figure 13 : Exemples de dtecteurs dUV / IR : Det-Tronics et General Monitors

Capteur dUV : Le capteur dUV ragit aux radiations nergie leve, et dtecte lesradiations provenant de sources telles que le feu, la soudure larc, les rayons X, et lesrayons gamma.

Capteur dIR : Le capteur dIR ragit aux radiations IR, et dtecte les radiations provenantdu feu et de sources de radiation chaleur oscillante.

Microprocesseur : Le microprocesseur traite les lectures du capteur dUV ainsi que ducapteur dIR. Quand le capteur dUV et le capteur dIR dtectent tous les deux en mmetemps la prsence dune flamme, le microprocesseur (intgr) gnre un signal dalarme.

3.2.3.5. Autres types de dtecteurs de flammes

Dtection de flamme IR/IR

Les dtecteurs de flammes IR doubles (IR/IR) comparent les signaux de seuil de deuxplages infrarouges.


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Dtection de flamme IR/IR/IR

Les dtecteurs de flammes IR triples comparent trois bandes de longueur dondes

spcifiques dans la rgion spectrale IR et le rapport entre chacune dentre elles et lesdeux autres afin de pouvoir dtecter les flammes de manire fiable et de rduire lesfausses alarmes.

Vido

Pour la dtection vido, on peut utiliser un systme de tlvision circuit ferm ou unewebcam (longueur donde entre 0,4 et 0,7 m). Comme les tres humains, la camra peuttre aveugle par la fume ou le brouillard.

3.2.3.6. Choix des dtecteurs de flammes

Choix en fonction du combustible

Type UV IR UV/IR Multi IREmplacement :- intrieur- extrieur

OuiNon

OuiNon

OuiOui

OuiOui

Gaz non carbonsHydrogne & ammoniac Oui Non Non (1)

Liquides & solides non carbonsSulfure, phosphore, Mtaux

OuiOui

NonNon

NonNon

(1)(1)

Solides carbonsCharbonHydrate de carboneCellulose (bois, papier, carton, )

(3)(2)(4)

(4)(4)(3)

(3)(2)(5)

(5)(5)(4)

Hydrocarbures de C1 C5 & alcool- dans latmosphre- dans un lieu encombr- dans un espace confin

(5)(4)(5)

(2)(2)(3)

(5)(4)(4)

(3)(3)(4)

Hydrocarbures de C6 C11, solvants & peinture- dans latmosphre- dans un lieu encombr- dans un espace confin

(5)(3)(2)

(3)(4)(5)

(5)(4)(3)

(3)(3)(4)

Hydrocarbures >= C12, bois, papier & plastiques- dans latmosphre- dans un lieu encombr- dans un espace confin

(3)(2)(2)

(4)(5)(5)

(3)(2)(2)

(4)(5)(5)

(1) Trs mdiocre - (2) Mdiocre - (3) Moyen - (4) Bon - (5) Excellent

Table 3 : Choix dun dtecteur de flamme en fonction du combustible


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Evaluation des avantages et des inconvnients de diffrentes applications avecdiffrents types de dtecteurs de flammes

Type dedtecteur

Avantages Inconvnients Applications

Infrarouge IR

Vitesse leve

Sensibilit modre

Auto-test manuel par la vitre

Cot unitaire modr

Affect par les tempratures

Sujet aux fausses alarmesdu fait du nombre trs lev

de sources IR dans unenvironnement industriel

Pas dauto-test automatique

Intrieur

Conduites dair

Chars dassaut

Incendies classes

A&B

UltravioletUV

Vitesse la plus leve

Sensibilit la plus leve

Auto-test automatique

Cot unitaire modr

Sujet aux fausses alarmesprovenant dun petit nombre

de sources identifiables

Aveugl par la fumepaisse

Extrieur

Intrieur

Incendies classes A,B, D

DtecteurdoubleIR & IR

Vitesse modre

Sensibilit modre

Faible taux de faussesalarmes

Plage de temprature defonctionnement limite

Auto-test limit

Cot unitaire lev

Extrieur

Intrieur

Incendies classes A,B

Dtecteurdouble

IR & UV

Vitesse leve

Sensibilit leve

Faible taux de faussesalarmes

Large plage de temprature

Auto-test automatique

La fume paisse rduit la

plage

Cot unitaire lev

Extrieur

Intrieur

Incendies classes A,B, D

Table 4 : valuation pour le choix des dtecteurs de flammes


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3.2.4. Dtecteurs de chaleur

3.2.4.1. Sprinkler sous eau

Il fait partie du systme deau, ducollecteur deau en boucle avectoutefois un principe de dtection dufeu. Cest une des conceptions lesplus simples.

Figure 14 : Principe du sprinkler(sous eau)

Une tuyauterie contenant de leauest munie de plusieurs ttes desprinklers. Les ttes de sprinklerssont fabriques comme le montre la figure.

Le principe est bas sur lclatement dune ampoule quand le fluide quelle contient sedilate. Le clapet du sprinkler souvre, librant immdiatement leau contenue dans latuyauterie et le systme de contrle de la pression de cette mme tuyauterie dclencheralaction logique voulue (dmarrage de la pompe incendie).

3.2.4.2. Fusible thermique (spot)

Principe fond sur la fusion dun lment fusible pressuris lair pour instruments (plagede temprature de 79C 96C)

Une basse pression est utilise pour dclencher laction.

Figure 15 : Principe des fusibles thermiques sur la ligne de dtection de lair


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3.2.4.3. Fusibles thermiques (linaires) ou boucle fusible

Ce systme consiste en des tuyaux fusibles remplis dair pour instruments et connects

un PSLL ou un systme de libration deau. Les dtecteurs de chaleur de la bouclefusible comptent sur la fusion de llment de dtection pour dclencher une alarme ouactiver un systme de suppression de lincendie.

Figure 16 : Exemple de boucle fusible dans des conditions normales

Cet lment fusible peut tre fabriqu partir de diffrents matriaux ; on peut citer parmiles plus communs le plastique, le plomb ou le verre.

Le principe de base est celui dun dispositif pneumatique/mcanique comme celui illustrpar la figure. Dans cet exemple, la boucle fusible est un morceau de tuyau en plastiqueobtur une extrmit. Lautre extrmit du tuyau est connecte la vanne deau et reoitde lair provenant de lalimentation dair via un clapet rducteur

Figure 17: Exemple de boucle fusible en situation dincendie


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La vanne deau est munie dun ressort et elle souvre si la pression dair devientinsuffisante.

En fonctionnement normal, lair entre dans le tuyau via le clapet rducteur, pressurise letuyau ; cette pression agit galement sur la vanne deau, neutralisant la force du ressort etmaintenant ainsi la vanne deau ferme.

Si un incendie se produit, une portion du tube en plastique fondra et il en rsultera unechute de la pression dair. La pression nagira plus pour contrer la force du ressort de lavanne deau et la vanne souvrira et le feu sera arros deau.

La vanne deau peut tre pilote par lintermdiaire dun manocontacteur et dune logiquecomme dans lexemple prcdent.

3.2.4.4. Sprinkler sous air

Une conception alternative qui peut utiliser une pression deau plus leve est celle dusystme sous air.

Le fonctionnement de ce systme est trs similaire celui de la boucle fusible tuyau enplastique (fusibles thermiques) dcrit prcdemment.

Dans des conditions normales, le tuyau est rempli dair, et mis niveau partir dune

alimentation dair par lintermdiaire dun clapet rducteur. Lalimentation dair en continucompense toute fuite ventuelle qui se produirait au niveau des ttes des sprinklers.

Quand llment(les lments) du (des) tte(s) de sprinkler(s) fond(ent), la pression de lairdans le tuyau chute rapidement. Cela a pour effet de faire descendre le manocontacteuren dessous du point de commutation.

Cela dclenche lalarme incendie et le systme logique ouvre alors la vanne (principaleconcerne) du collecteur deau pour lutte contre lincendie. Leau scoule du sprinklerdont llment fusible a fondu.


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Figure 18 : Principe des sprinklers sous air un tuyau pour la dtection et pour laction


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Espacement des fusibles thermiques :

Ci-dessous, recommandations standards pour linstallation des fusibles thermiques

(boucle fusible) sur site

Groupe Composants Disposition des fusibles thermiques (1)Nombre mini.

de fusiblesTte de puits Trois pour chaque tte de puits (2) 3

Tte depuits Collecteur

Un tous les 3 m de longueur de collecteur(2)

2

Cuves souspression

Cuves verticalesUn tous les 3 m de diamtre, jusqu 5maxi.

1

Cuves horizontalesDiamtre < 1,2 m Un tous les 1,5 m de longueur 2

Diamtre > 1,2 mDeux tous les 1 - 5 m de longueur sur deuxranges //

4

Processus

changeursthermiques(calandre)

Un chaque extrmit de lchangeurthermique

2

Pompes

Alternatives Un au-dessus de la garniture de bielle

Centrifuges Un au-dessus de chaque presse-toupe

CompresseursAlternatifs Un pour chaque cylindre (3)

Centrifuges Un au-dessus de chaque carter

Moteurs

Allumage par tincelleUn au-dessus de chaque carburateur ou de chaque clapetdinjection de carburant

Diesel Un pour la pompe dalimentation des injecteurs (3)

Machines

TurbinesUn pour chaque solnode de carburant, valve dergulation et pompe de prise de force (3)

(1) : Quand des fusibles thermiques linaires ou dautres systmes quelconques de dtecteursdincendie sont utiliss la place des fusibles thermiques, ils doivent assurer au moins les mmesfonctions.(2) : Non applicable aux ttes de puits ou collecteurs subaquatiques.

(3) : Ou couverture quivalente.

(4) : Pour les cuves verticales, la distance maximale entre le fusible thermique et la jupe est de0,3 m le long de chaque anneau.

Table 5 : Espacement des fusibles thermiques sur site


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3.2.4.5. Dtecteur de chaleur fixe ou thermostatique

Il mesure la temprature ambiante et se dclenche quand une valeur seuil rgle entre40 C et 250 C est atteinte.

Figure 19 : Dtecteur de chaleur thermostatique

3.2.4.6. Dtecteur de vitesse dlvation de la temprature ou thermodynamique

Il mesure la temprature ambiante et se dclenche quand une vitesse dlvation de la

temprature rgle entre 1 C / mn et 20C / mn est atteinte.

Figure 20 : Dtecteur de vitesse dlvation de la temprature


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Le dtecteur de vitesse dlvation de la temprature est conu pour dtecter un incendiealors que la temprature augmente, mais il a galement une limite suprieure fixe laquelle il donne lalarme si le taux dlvation de la temprature a t trop lent pour quil

se dclenche avant.

Les dtecteurs thermostatiques et de vitesse dlvation de la temprature sont utilissdans les tablissements de faible volume, associs dautres dtecteurs.

3.2.4.7. Dtecteurs de vitesse compense

Un dtecteur de vitesse compense est sensible aussi bien llvation de la tempraturequ la temprature fixe.

Cela offre un avantage unique, aussi bien par rapport au dtecteur de temprature fixequau dtecteur de vitesse dlvation de la temprature, car seule lunit de dtectiondincendie (Detect-a-fire) dtecte avec prcision la temprature de lair ambiant, quelle quesoit la vitesse daccroissement du feu. Le systme sactive prcisment au point dedanger prdtermin.

Les dtecteurs de temprature fixe doivent avoir atteint la temprature dalarme pourfonctionner, et par consquent, un dlai dsastreux peut se produire dans le cas dunincendie qui se propage rapidement. Les dtecteurs de vitesse dlvation de latemprature, par contre, sont dclenchs par la vitesse dlvation de la temprature

ambiante et sont sujets aux fausses alarmes provoques par des hausses de tempraturetransitoires et inoffensives telles que larrive brutale dair chaud provenant delchappement de turbines.

Le secret de la sensibilit de lunit est dans la conception. Lenveloppe extrieure estfabrique en alliage expansion rapide, qui sallonge quand elle chauffe et rapproche lescontacts internes lun de lautre. Les contrefiches internes sont fabriques en alliage coefficient dexpansion plus faible et exercent une force qui soppose celle delenveloppe extrieure.

Un feu propagation lente chauffe lenveloppe et les contrefiches en mme temps.Lenveloppe extrieure sallonge et rapproche les contacts lun de lautre tandis quelenveloppe intrieure sallonge plus lentement et soppose ainsi de manire effective laforce de compression de lenveloppe extrieure. Une fois que la chaleur a atteint unniveau suffisant, lenveloppe intrieure sallonge suffisamment pour permettre auxcontacts de se fermer. Un temps plus long est ncessaire pour que la chaleur atteignellment intrieur. Cela empche la fermeture des contacts tant que le dispositif toutentier na pas atteint son niveau de temprature nominal.

Cependant, quand la vitesse daugmentation de la temprature est leve, il faut moins detemps la chaleur pour quelle atteigne llment interne. La rapidit dexpansion de

lenveloppe extrieure est telle que lenveloppe intrieure est comprime et que lescontacts se ferment. Plus la propagation du feu est rapide, plus lunit de dtection du feu(Detect-a-fire) agit rapidement.


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Figure 21 : Dtecteur de chaleur avec compensation de la vitesse

Une arrive dair chaud transitoire dilate lenveloppe, mais pas suffisamment pourdclencher lunit. En ignorant une prsence dair chaud transitoire, lunit limine pourainsi dire les fausses alarmes qui sont frquentes dans le cas des systmes de dtectionde la vitesse dlvation de la temprature.

3.2.4.8. Installation des dtecteurs de chaleur :

Ou distances / surfaces respecter.

Surface maxi.couverte parun dtecteur

Distance maxi.entre 2

dtecteurs

Distance maxi. partir duneobstruction

verticale

Hauteur maxi.au-dessus dela zone dedtection

Espace ouvert ou ayantventilation suffisante

15 m 5 m 2,5 m 4,5 m

Espace ferm et/ouemplacement nayant

pas une ventilationsuffisante

20 m

20 m pour leplafond

6 m3m (0,5 mminimum)

5 m

Table 6 : Installation des dtecteurs de chaleur


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3.2.5. Dclencheurs manuels dalarme

On ne peut pas vraiment classer ces dispositifs comme dtecteurs , ni comme

actionneurs , (bien quils soient actionns manuellement), mais ils font partie de ladtection des incendies, effectue par une action de lhomme.

Ils permettent au personnel qui observe un feu de dclencher une alarme incendie. Uncertain nombre de vitres briser , ou de dclencheurs manuels dalarmes ouencore de boutons dalarme incendie sont judicieusement disperss sur le site,ceci afin de couvrir toutes les zones.

A ne pas confondre avec les boutons-poussoirs ESD ; le dclencheur manuel dalarmedoit (normalement) tre rouge, tant donn que sur site, le rouge est rserv pour tout cequi a voir avec le feu.A confirmer sur votre site !!

En tout cas, cest le genre de bouton-poussoir que les gens sur site, les oprateurs /techniciens sur site, nont pas envie de faire fonctionner (il en va de mme des boutons-poussoirs ESD).

Je nai jamais eu loccasion dactionner ce genre de dispositif sur un site, mais je me suistoujours dit que je le ferais si je devais me trouver en prsence dun feu Personne nevous en voudra de dclencher une alarme ou de disperser un gaz inerte ou de leau quandun feu se dclare ! Cest (lgrement) diffrent pour lESD, car on sattend toujours laquestion dinvestigation : Qui a actionn larrt ? Pourquoi lavez-vous fait ? Etc.?

Vitre briser ou bouton-poussoir avec fonctions spcifiques - Attention

aux couleurs !

Type ATEX

Figure 22 : Exemples de dclencheurs manuels dalarme

Tout dclencheur manuel dalarme, lorsquil est actionn, active une alarme dans la sallede contrle centrale et :

Dclenche habituellement le dmarrage dune pompe dincendie et une alarmePAGA

Dclenche lactivation manuelle dune alarme incendie dans un btiment

Dans certains lieux de procds, provoque lactivation du systme dluge


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Fournit la mme alarme et la mme squence darrt que si le processus avait tdclench par une boucle / un fusible thermique

Vitre briser : Changement de ltat des contacts quand la vitre est brise.

Bouton-poussoir : Pneumatique ou lectrique, ltat des contacts change par activationmanuelle.

3.2.6. Slection gnrale des dtecteurs de chaleur

La table qui suit est un rsum succinct des diffrents types de dtecteurs de chaleur etdes endroits o les installer (base sur API RP 14J)

Groupe Equipements principaux Type utiliser

Tte de puits Ttes de puits, buses, collecteurs Fusible thermique ou UV/IR ou IR3

Procds sansflammes

Collecteurs, sparateurs, stations decomptage de gaz, trappes de racleurs,changeurs thermiques, stations detraitement de leau, pompes,compresseurs

Fusible thermique ou UV/IRou IR3 (recommand)

Stockage HCRservoirs de stockage, rservoirs desparation eau/ptrole, rservoirs depuisards

UV/IR ou IR3

Procds avecflammes

Epurateurs flammes, rebouilleurs deglycol

UV/IR ou IR3

Gnrateurs, moteurs, turbines quipements de grande valeur dansenceintes - quipements de peu devaleur dans enceintes quipementsen espaces ouverts

UV/IR + Vitesse dlvation de latemprature.Vitesse dlvation de latemprature.Fusible thermique ou UV/IR ou IR3Machines

Tous les quipements non ptrolierscommands par moteurs lectriques(compresseurs dair, ventilateurs,pompe eau de refroidissement ...)

Enceinte uniquement :ioniques et / ou vitessedlvation de la temprature

Zone vie Ioniques ou optiques + vitessedlvation de la temprature surpoints chauds uniquement

Services Enceinte uniquement : ioniques

Salle de contrle centrale Ioniques

Locaux techniques Ioniques

Logements

AteliersIoniques ou optiques +thermostatiques

+ MCP dans tous les emplacements

Table 7 : Slection gnrale des dtecteurs de chaleur


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3.3. DETECTION DES GAZ

3.3.1. Aperu Gnralits

Les dtecteurs de gaz servent dtecter les situations qui ne correspondent pas auxparamtres de fonctionnement normal et dclencher une alarme.

Les dtecteurs de gaz prviennent dune situation dangereuse afin que des mesurespuissent tre prises pour viter la mise en danger du personnel ou lendommagement desbiens.

Risque dexplosion :

Figure 23 : Risque dexplosion / de combustion des gaz

Pour quun gaz senflamme, il faut une source dinflammation, le plus souvent unetincelle, une flamme ou une surface chaude. Pour que linflammation ait lieu, il faut unmlange explosif. Cela signifie que la concentration de gaz ou de vapeur dans lair doit

tre dun niveau tel que le combustible et loxygne puissent ragir chimiquement. Lapuissance de lexplosion dpend du combustible et de sa concentration danslatmosphre.

Toutes les concentrations de gaz ou de vapeur inflammable dans lair ne brlent pas ounexplosent pas.

La limite infrieure dexplosivit (LIE) est la plus faible concentration de combustible dans lair qui brlera et pour la plupart des gaz et des vapeurs inflammables, elle estinfrieure 5% par volume. Il existe donc un risque lev dexplosion mme quand desconcentrations relativement faibles de gaz ou de vapeur schappent dans latmosphre.

Voir les cours sur les emplacements dangereux :SI160 et SE190.


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Risque de toxicit :

Le danger est que des tres humains respirent directement un gaz dangereux. Le gaz

bien connu est le H2S pour lequel mme une faible concentration dans lair est fatale si onlinhale.

1 PPM Dtectable par son odeur caractristique duf pourri

5 PPM Ne pas sen remettre son odorat Commencement dirritation des yeux

10 PPMCMA (Concentration Maximale Admissible) Le temps dexposition doit tre 15

CO < 1 ppm 1 250 > 250

Table 9 : Concentration maximale de gaz toxique (ppm) pour permettre une entre dansune enceinte confine

Lentre dans une enceinte confine est autorise quand la concentration doxygne (O2)est de 21%, ce qui correspond son taux dans lair.

Fixation des seuils dalarme lorsquon mesure le niveau dO2 :

Niveau infrieur 19%

Niveau suprieur 23%

Structures concernes par la dtection des gaz :

Les dtecteurs de gaz sont installs dans toute structure o il existe un risque de fuite oudaccumulation de gaz inflammable ou toxique et un risque de manque doxygne.

Ils sont communment utiliss :

dans les installations automatises (sans personnel), pour dclencher les actionsESD pertinentes


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dans les installations dans lesquelles se trouve du personnel en permanence, pourdonner lalarme et/ou dclencher les actions ESD pertinentes

Diffrents types de capteurs de gaz

Les dtecteurs de gaz tiennent compte des deux types de risque (explosion et toxicit) etleur technologie est adapte en consquence.

Gaz inflammables :

catalytiques (dtection locale)

optiques ou dIR (dtection locale)

optiques ou dIR (dtection de trajectoire rayons, linaire ou ouverte)

Gaz toxique H2S ou manque dO2 :.

technologie des semi-conducteurs

raction lectrochimique

Principaux gaz toxiques et inflammables

ProduitFormulechimique

UnitsDensit(air = 1)

ConcentrationMaxi.

Admissible(PPM)

LIE (vol. %)

Ammoniac NH3 PPM 0,59 50 15,0

Butane C4H10 %LIE 2,05 1000 1,8

Chlore Cl2 PPM 2,45 0,5 -

thylne C2H4 % LIE 0,97 - 2,7Monoxyde de

carboneCO PPM 0,97 30 12,5

Mthane CH4 % LIE 0,55 - 5,0

Dioxyde de soufre SO2 PPM 2,26 2 -

Sulfuredhydrogne

H2S PPM 1,19 10 4,0

Dioxyde dazote NO2 PPM 1,59 5 -

Table 10 : L.I.E. et ppm pour les principaux gaz toxiques et inflammables


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3.3.2. Dtecteurs de gaz inflammables

3.3.2.1. Dtecteurs du type lit catalytiqueUn gaz inflammable ne senflamme que quand il atteint sa T.A.I (Temprature dauto-inflammation), mais en prsence dun catalyseur, la valeur de ce point dinflammation peutdiminuer.

Llment capteur est constitu dun fil de platine revtu dun oxyde mtallique agissantcomme catalyseur. Le principe est bas sur la raction catalytique qui se produit surllment capteur chauff.

Loxydation catalytique fera monter la temprature du capteur et modifiera sa rsistance

lectrique.

La modification de la rsistance est lie la concentration de gaz dans lair.

Un second capteur sans activit catalytique est utilis pour liminer leffet des conditionsambiantes (P, T, humidit, ).

Figure 24 : Principe du dtecteur de gaz inflammable type lit catalytique

Les valeurs des seuils sont en % de la LIE.

Cette technologie assure une fiabilit trs leve contre les dfauts transitoires ; aucunvote nest ncessaire pour confirmer la dtection.


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Caractristiques :

Non spcifiques des gaz particuliers (CH4, H2, ...)

Temps de rponse moyen : environ 20 sec.

Large plage de temprature (- 55 200 C)

Dure de vie (# 5 ans)

Les atmosphres industrielle et offshore peuvent diminuer leur sensibilit

Une exposition aux produits silicons ou aux composs sulfuriques ou choriques(H2S, CL2) peut rendre le catalyseur inoprant

Risque dobstruction de lentre du capteur (poussire),

Ils sont affects par certains gaz ininflammables (CO2si concentration > 6 %)

Si concentration > LSE (limite suprieure dexplosivit), pas de combustion

La concentration en O2doit tre > 10%

Difficiles utiliser dans les lieux vents

Cest le capteur le plus utilis

Il est utilis sur les dtecteurs mobiles ou fixes pour la plupart des gaz hydrocarbures.

Il est gnralement talonn avec du gaz mthane, un facteur de correction tant utilispour les autres gaz.

3.3.2.2. Dtecteurs du type optique ou absorption dIR (en gnral)

La dtection des gaz combustibles en ayant recours la technologie de linfrarouge estbase sur labsorption de longueurs dondes infrarouges spcifiques (typiquement 3,3 m)par les hydrocarbures. Chaque gaz hydrocarbure a un pic dabsorption une longueurdonde spcifique.

Au fur et mesure que la concentration delhydrocarbure augmente, labsorption delumire infrarouge augmente galement.

Figure 25 : Plage IR dans le spectre


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Cette technique ncessite lutilisation dune bande de rfrence dans le spectreinfrarouge, en conjonction avec la bande chantillon , pour compenser la variation de laforce des signaux provoque par des facteurs extrieurs tels que lhumidit, la

condensation et la poussire.

En labsence de gaz, les forces des signaux chantillons et de rfrence mesures par lercepteur infrarouge sont quilibres.

Une fois que des hydrocarbures sont introduits dans la trajectoire du dispositif desurveillance des gaz infrarouges, le signal spcifique de lhydrocarbure est absorb. Ladiffrence entre les forces des signaux chantillons et de rfrence est directementproportionnelle la concentration dhydrocarbures prsents dans la trajectoire.

Figure 26 : Le dtecteur de gaz IR fait le rapport entre lchantillon et la rfrence

Quand le gaz passe par le capteur :

- La longueur donde du gaz est absorbe

- La longueur donde de rfrence nest pas absorbe

3.3.2.3. Dtecteurs du type optique ou absorption dIR (par point)

Principe tel quil est expliqu ci-dessus, avec la spcificit dcrite ci-aprs.

Un rayon de lumire est projet dune source vers un rflecteur lintrieur du logementdu dtecteur.

Le rflecteur renvoie la lumire une paire de capteurs. Lun des capteurs est dsign

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