Article de référence | Réf : P1210 v1

Calorimétrie par consommation d’oxygène

Auteur(s) : Stéphane DESMET

Date de publication : 10 févr. 2019

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RÉSUMÉ

La mesure du débit calorifique est un élément clé en sécurité incendie. Afin de réaliser cette mesure, de nombreux calorimètres par consommation d'oxygène sont utilisés dans le monde. Ce sont des outils très utiles dans l'analyse du risque «incendie». Grâce à différents appareils il est possible d'étudier le comportement au feu de matériau ou d'objets entiers. Certains de ces calorimètres ont été adoptés au niveau de réglementations nationales et internationales. Cet article présente le principe de la mesure par consommation d'oxygène et décrit brièvement quelques calorimètres.

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ABSTRACT

Oxygen consumption calorimetry

The measurement of heat release rate is a key element in fire safety. To carry out this measurement, numerous oxygen consumption calorimeters are used in the world. These are very useful tools in fire hazards analysis. Through different apparatus it is possible to study the fire behaviour of materials or whole items. Some of these calorimeters have been implemented in national or international regulations. This article explains the principle of the oxygen consumption measurement and briefly describes a few calorimeters.

Auteur(s)

  • Stéphane DESMET : Premier attaché - Direction des risques accidentels, Institut scientifique de service public, Belgique

INTRODUCTION

De tout temps, la lutte contre les incendies a été une préoccupation majeure de nos sociétés. Et malheureusement, elle le reste, les médias nous rappelant de façon récurrente l’actualité de cette problématique.

Le XX e siècle a vu se développer l’étude du comportement au feu des matériaux, avec en particulier l’apparition, dans sa seconde moitié, de nouveaux outils permettant la quantification de l’énergie libérée par un objet en feu.

Il y a eu tout d’abord la prise de conscience que le débit calorifique est un, si ce n’est le, paramètre essentiel régissant le développement de l’incendie. La connaissance de ce paramètre permet de mieux appréhender les différents aspects du risque incendie. Pour mesurer ce débit calorifique, la technique qui s’est imposée est la calorimétrie par consommation d’oxygène.

Il s’agit de calorimétrie indirecte : elle consiste en la mesure de la consommation d’oxygène lors de la combustion, et ensuite par calcul, à l’évaluation de la quantité d’énergie libérée. En effet, il a été mis en évidence que l’énergie libérée lors de la combustion est proportionnelle à la quantité d’oxygène consommée, le facteur de proportionnalité étant quasi constant. Cette découverte a favorisé l’élaboration de nouveaux outils appelés calorimètres par consommation d’oxygène.

Cet article décrit la technique utilisée, présente brièvement quelques appareils afin d’illustrer la grande variété de configurations possibles. Et pour terminer, il énumère les différents usages de ces calorimètres.

Sigles

ASTM : American Society for Testing and Materials

FIPEC : Fire Performance of Electrical Cable (performance « feu » de cables électriques)

ICAL : Intermediate Scale Calorimeter (calorimètre d’échelle intermédiaire)

ISO : International Standard Organisation

NIST : National Institute of Standards and Technology

RCT : Room Corner Test (essai dans le coin d’une pièce)

RPC : Règlement Produits de Construction

SBI : Single Burning Item (objet isolé en feu)

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KEYWORDS

fire safety   |   heat release rate

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-p1210


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - THORNTON (W.) -   The relation of oxygen to the heat of combustion of organic compound.  -  Philosophical Magazine and Journal of Science, 33, p. 196-203 (1917).

  • (2) - HINKLEY (P.L.), WRAIGHT (H.G.H.), WADLEY (A.) -   Rates of heat output and heat transfer in the fire propagation test.  -  Fire Research Note Nr 709, mai 1968.

  • (3) - SENSENIG (D.L.) -   An oxygen consumption Technique for determining the contribution of interior wall finishes to room fires.  -  NBS Technical note 1128, juil. 1980.

  • (4) - HUGGET (C.) -   Estimation of rate of heat release by means of oxygen consumption measurements.  -  Fire and Materials, vol. 4, n° 2 (1980).

  • (5) - BABRAUSKAS (V.) -   The cone calorimeter.  -  SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, 5th Ed., p. 952-980 (2016).

  • (6) - BEYLER (C.) et al -   Oxygen...

1 Sites Internet

Chronologie des grands incendies https://fr.wikipedia.org/wiki/

Prix DiNenno : ce prix récompense une innovation majeure dans le domaine de la sécurité incendie, il a été attribué en 2016 pour le développement de la calorimétrie par consommation d’oxygène https://www.nfpa.org

Archives de l’IAFSS (International Association for Fire Safety Science) http://iafss.org

HAUT DE PAGE

2 Normes et standards

NF ISO 5660-1 - 2015 - Essais de réaction au feu – Débit calorifique, taux de dégagement de fumée et taux de perte de masse – Partie 1 : Débit calorifique (méthode au calorimètre à cône) et taux de dégagement de fumée (mesure dynamique)

NF ISO 12136 - 2011 - Essais de réaction au feu – Mesurage des propriétés des matériaux au moyen d’un appareillage de propagation du feu

NF EN 50399 - 2012 - Méthodes d’essai communes aux câbles soumis au feu – Mesure de la chaleur et de la fumée dégagées par les câbles au cours de l’essai de propagation de la flamme – Appareillage d’essai, procédure et résultats

NF EN 13823+A1 - 2015 - Essais de réaction au feu des produits de construction – Produits de construction à l’exclusion...

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