Les dispositifs d’extinction rapide et naturelle du diélectrique
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Sommaire
1 - Positionnement et récapitulatif des différentes solutions
2 - Traditionnel lit de galets de rivière déposé sur un platelage caillebotis
Cette solution traditionnelle est mentionnée dans les normes nationales et Européennes ainsi que dans les guides pratiques du SEQUELEC notamment.
Si de très nombreux transformateurs sont encore protégés par un tel dispositif, cette solution est néanmoins beaucoup moins utilisée lors des projets de rénovation ou de construction neuve.
Descriptif de la solution :
Extrait de la norme NFC13-200
- Installation et mise à la terre d’un platelage caillebotis positionné à environ – 300 mm du haut de la fosse
- Pose d’environ 300 mm de galets de rivière de granulométrie 60/40 sur ce platelage caillebotis
Contraintes :
- La hauteur de la fosse maçonnée est surdimensionnée de 300 mm et le volume de rétention considéré est celui disponible en dessous du caillebotis. Ceci entraine un surcout pour une construction neuve. En rénovation, le volume utile d’huile est souvent trop faible en cas de changement de transformateur.
- Maintenance : les galets de rivière doivent être déposés, nettoyés et reposés à intervalle régulier. L’absence de maintenance sur le long terme rend le système totalement inopérant (les particules de poussières et de terre s’agglutinent dans les interstices entre les galets et empêchent le diélectrique de pénétrer à l’intérieur de la fosse. Le risque de propagation du feu est élevé si les opérations de maintenance ne sont pas réalisées.
Exemple d’un système à lit de galets non maintenu :
Il est nécessaire d’inspecter régulièrement l’état de la fosse maçonnée. Pour ce faire, l’opérateur devra enlever manuellement les galets sur une petite surface. Cette inspection permettra de détecter un début de fissuration par exemple. Cette opération de maintenance n’étant pas facilité, le risque de non inspection de la fosse sur le long terme est avéré.
Sécurité :
- La circulation du personnel directement sur ces galets engendre un risque important de traumatisme des chevilles et genoux (entorses, foulures…). Pour minimiser ce risque, un second platelage caillebotis peut être placé au-dessus du lit de galet pour permettre la circulation en toute sécurité du personnel.
- Le caillebotis est recouvert de galets et n’est donc pas visible. L’opérateur qui circule sur ces galets ne connait pas l’état de corrosion du caillebotis et de la structure porteuse. Un risque d’effondrement existe avec une accidentologie potentiellement grave.
Tests et validation :
Le lit de galet de rivière est utilisé depuis plus de 50 ans. Nos recherches bibliographiques n’ont pas permis de mettre en avant des tests particuliers visant à prouver l’efficacité du lit de galet à éteindre un incendie de diélectrique. Cependant, cette technologie a été très largement répandue sur plusieurs continents ; avec une bonne maintenance son efficacité a été prouvée à plusieurs reprises lors d’incendies réels de transformateurs.
Un exemple d’incendie éteint par le lit de galets :
3 - Couverture ou volets coupe-feu
Exemple de fosse transformateur équipée de volets coupe-feu « MX » recouvert d’un platelage caillebotis :
Nom commercial : MX® Produit GMT
Cette solution est très utilisée en rénovation de par le gain de volume utile obtenu en passant des galets de rivière à la couverture coupe-feu.
Très nombreuses références en France : environ 700 postes sources ENEDIS équipés (1 à 3 fosses par poste), environ 50 usines EDF Hydraulique, Arcelor Mittal, CEA, ITER, TOTAL, Interxion …..
Au total plus de 3000 fosses transfo équipée en France et à l’international.
Descriptif de la solution :
Les volets coupe-feu sont des éléments métalliques à double pente juxtaposés les uns à côté des autres et maintenus par des cornières. En cas d’incendie, l’huile diélectrique s’écoule très rapidement dans la fosse au travers des interstices entre les volets. Le feu est très rapidement éteint par étouffement.
Les volets coupe-feu sont recouverts d’un platelage caillebotis pour permettre la circulation du personnel en toute sécurité.
Les volets coupe-feu sont des éléments métalliques à double pente juxtaposés les uns à côté des autres et maintenus par des cornières. En cas d’incendie, l’huile diélectrique s’écoule très rapidement dans la fosse au travers des interstices entre les volets. Le feu est très rapidement éteint par étouffement.
Les volets coupe-feu sont recouverts d’un platelage caillebotis pour permettre la circulation du personnel en toute sécurité.
Exemple de cornières et poutres (mises à la terre) :
Exemple de volets coupe-feu installés :
Exemple de volets coupe-feu recouverts d’un platelage caillebotis :
Avantages :
- Les nombreux scénarii réalisés lors des tests de certification démontrent une efficacité d’extinction au moins équivalente à celles des traditionnels lits de galets de rivière.
- Les opérations de maintenance du système et d’inspection de la fosse sont largement facilitées.
- Le système MX (cornières + volets + caillebotis) à une hauteur totale de 8 cm. En remplacement d’un lit de galet traditionnel, le volume utile de la fosse est ainsi largement augmenté. C’est un véritable atout qui permet de souvent réutiliser les fosses existantes même lors d’un changement de transformateur.
- La sécurité du personnel est assurée par un platelage caillebotis et une installation de plein pied.
Contraintes :
- Matériel plus long à installer qu’un système de caillebotis « flame retardant ».
Tests et validation
- CNPP N°PE 09 7973 & TÜV N°284 090 80-001
- Sur cahier des charges ENEDIS
- Récapitulatif & résultats : Pour tous les essais, l’huile est préchauffée à 180°C.
4 - Caillebotis « flame-retardant »
Exemple de fosse transformateur équipée caillebotis « flame retardant » :
Ce type de solution est fabriqué en Europe, principalement en Allemagne, Danemark et Suisse.
Peu de références en France : quelques usines EDF Hydraulique, ITER, Novawood.
Descriptif de la solution :
Les caillebotis « flame retardant », perforés, antidérapants et offrant une pénétration de l’air limité à l’intérieur de la fosse transformateur sont installés sur des cornières métalliques comme un classique platelage caillebotis.
Exemple de cornières :
Exemple de caillebotis « flame retardant » installés :
Avantages :
- Matériel très rapide à installer (similaire à un platelage caillebotis classique).
- Les opérations de maintenance du système et d’inspection de la fosse sont largement facilitées.
- Circulation du personnel sécurisée (mais attention, l’installation ne peut être de plein pied, une marche d’environ 10-30 cm et donc un balisage à minima est nécessaire).
Contraintes :
- Nécessite une marche entre le haut de la fosse et le platelage d’environ 10 – 30 cm. Ceci entraine une perte de volume utile de la fosse et limite fortement l’avantage financier du caillebotis « flame retardant » car il est souvent nécessaire en rénovation de rehausser la fosse maçonnée (génie civil) pour assurer un volume utile suffisant.
- Les tests réalisés sont limités et permettent uniquement de conclure à la capacité d’extinction du produit avec un lâché d’huile en feu à un débit important mais avec une température d’huile (90°C) très en deçà du point de feu. Le point de feu ou d’éclair correspond à la température à laquelle l’inflammation reste persistante. Le point d’éclair de l’huile considérée dans ce test est supérieur à 145 °C. Ainsi à la température de 90°C, très inférieure à son point d’éclair et d’inflammation, l’huile aura tendance à s’éteindre spontanément selon les experts (ie : Modélisations de feux industriels RAPPORT D’ÉTUDE 14 / 03 / 2014 Réf. : DRA-14-141478-03176A de l’INERIS par exemple).
- Risque de présence d’huile stagnante sur le caillebotis pouvant entrainer un risque de glissade.
Tests et validation :
SP Technical Research Institute of Sweden / 5P05551
1 seul scenario : 370 litres d’huile préchauffée à 90°C (très en deçà du point d’éclair et de celui d’inflammation de l’huile (*)), enflammée pendant 1 minute et lâché brutalement (en environ 5 secondes) : extinction en environ 6 secondes, la température à l’intérieure d’un point de la fosse a été mesurée à plus de 600 °C mais est rapidement redescendue.
P.V. MFPA Liepzig n°GU III/B-01-101-A
1 seul scenario : 1000 litres d’huile préchauffée à 90°C (très en deçà du point d’éclair et de celui d’inflammation de l’huile(*)), enflammée pendant 2 minutes et lâchés (en environ 80 secondes) : extinction en environ 12 minutes température à l’intérieure d’un point de la fosse a été mesurée à plus de 700 °C mais est rapidement redescendue.
(*) : Définition du point d’éclair et d’inflammation (source wikipedia) :
Le point d’éclair ou point d’inflammabilité (en anglais : flash point) correspond à la température la plus basse à laquelle un corps combustible émet suffisamment de vapeurs pour former, avec l’air ambiant, un mélange gazeux qui s’enflamme sous l’effet d’une source d’énergie calorifique telle qu’une flamme pilote, mais pas suffisamment pour que la combustion s’entretienne d’elle-même (pour ceci, il faut atteindre le point d’inflammation). Si l’inflammation ne nécessite pas de flamme pilote, on parle alors d’auto-inflammation. Le point d’éclair est inférieur au point d’inflammation qui est à son tour inférieur au point d’auto-inflammation.
Le point d’inflammation est la température la plus basse à laquelle un liquide émet suffisamment de vapeurs pour former avec l’air ambiant un mélange inflammable dont la combustion une fois débutée puisse s’entretenir d’elle-même après retrait de la source d’allumage. Il est supérieur au point d’éclair de quelques degrés et inférieur au point d’auto-inflammation. Entre le point d’éclair et le point d’inflammation, les vapeurs s’enflamment mais ne peuvent continuer à brûler sans apport extérieur d’énergie.
5 - Siphon coupe-feu, longueur de tube acier/ciment > 15m (ou 20m)
Les siphons coupe-feu sont généralement placés entre la fosse transformateur et la fosse déportée lorsque la distance entre les 2 ouvrages est inférieure à 15m.
Ces ouvrages sont enterrés.
Lorsque la distance entre les 2 ouvrages est supérieure à 15m (NFC13-200) et 20 m (référentiel RTE/ENEDIS/EDF), le siphon coupe-feu n’est pas utile ; il a été démontré que les 15-20 mètres de tube acier ciment permettent d’éteindre le feu de diélectrique par étouffement.
Très nombreuses références en France notamment au sein de RTE, EDF et Enedis (référentiels techniques).
Avantages :
- Si une fosse déportée est prévue ou existante, 15 mètres longueur de tube acier ciment jouent « gratuitement », et en plus de la connexion entre les ouvrages, le rôle de coupe-feu
Contraintes :
- Uniquement envisageable lorsqu’une fosse déportée est prévue ou présente
- Travaux de terrassement et VRD important
- Travaux de réalisation de fosse déportée très important (génie civil)
- Foncier important
- En cas de siphon coupe-feu : conserver l’ouvrage en charge d’eau
Tests et validation :
La longueur de tube acier ciment est utilisée depuis plusieurs décennies. Nos recherches bibliographiques n’ont pas permis de mettre en avant des tests particuliers vivants à prouver l’efficacité d’une certaine longueur de tube à éteindre un incendie de diélectrique. Cependant, cette technologie a été très largement répandue et son efficacité a été prouvée à plusieurs reprises lors d’incendies réels de transformateurs.
6 - Dispositif de filtration des eaux pluviales potentiellement huileuse
FILTRELEC® est une alternative technico-économique aux décanteurs et séparateurs traditionnels.
Nom commercial : FILTRELEC® – Produit GMT
Fonctions :
- Evacuer en continu les eaux pluviales des rétentions
- Capter les traces d’hydrocarbures
- Bloquer toute sortie de fluide en cas de déversement brutal d’hydrocarbure
Très nombreuses références en France (et à l’export) : solution adoptée par EDF, ENEDIS, CEA, ITER, SNCF, TOTAL …
Descriptif de la solution :
Développé par GMT en partenariat avec TOTAL et l’Institut Français du Pétrole, Ce système, composé d’un préfiltre intégré, d’un corps et d’une cartouche de filtration fonctionnant en gravitaire, est conçu et fabriqué en France. Il est constitué de polymère oléophile et hydrophobe qui emprisonne définitivement les hydrocarbures. Il permet une évacuation des eaux de pluie avec une concentration hydrocarbures à la sortie du filtre inférieure à 5 mg/L jusqu’à la saturation du filtre. Celui-ci agit alors comme un bouchon, empêchant tout fluide de se déverser dans l’environnement.
La gamme existante permet de filtrer des débits d’eau de 5 à 1500 Litres/minute en écoulement gravitaire.
Le nombre et le type de filtre est dimensionné par notre bureau d’étude en fonction de la zone géographique d’implantation et de la surface arrosée par l’eau de pluie.
Avantages :
- Respecter la Loi sur l’Eau (HC<5 mg/l)
- Minimiser les coûts
- Minimiser le foncier nécessaire au traitement des eaux
- Minimiser les travaux d’excavation et de génie civil
- Accélérer le chantier
- Minimiser les opérations et coûts de maintenance
Contraintes :
- Vérification lors des visites de maintenance programmée (annuelle) du bon fonctionnement
Tests et validation :
TÜV N° 73068874 TPI 001
SGS N° RES 142458 . Rev1