Comment un extincteur à CO2 éteint-il un incendie ? La physique étouffante expliquée

Imaginez une petite salle de serveurs à deux heures du matin. Une armoire batterie UPS commence à fumer, puis des flammes apparaissent au niveau des fentes de ventilation. Quelqu'un soulève un extincteur CO2 de 5 kg de son support, pointe le klaxon vers la base du feu et serre la poignée. Douze secondes plus tard, les flammes ont disparu, les étagères sont toujours debout et le seul nettoyage est une porte d'armoire essuyée.

La réponse courte est la suivante : l’extincteur libère du dioxyde de carbone sous haute pression et forme un nuage dense de gaz et de particules microscopiques de neige carbonique sur le matériau en feu. À l’intérieur de ce nuage, le niveau d’oxygène au foyer de l’incendie descend en dessous de ce dont une flamme a besoin et la combustion s’arrête. Le refroidissement se produit en cours de route, mais le déplacement de l'oxygène fait le vrai travail.

Un extincteur à CO2 n’éteint pas un incendie et n’absorbe pas le carburant. Cela crée une atmosphère temporaire dans laquelle la flamme ne peut pas respirer, puis cette atmosphère disparaît.

Le déplacement de l'oxygène d'abord, le refroidissement ensuite

Le feu a besoin à la fois de carburant, d’oxygène et de chaleur, et le CO2 attaque le côté oxygène de ce triangle. Cela se fait localement plutôt que dans toute la pièce. Le dioxyde de carbone est environ 1,5 fois plus dense que l'air, de sorte que le nuage coule et se propage bas au lieu de monter directement jusqu'au plafond. En recouvrant le combustible, il dilue l’oxygène dans la zone de flamme. Une combustion flamboyante nécessite généralement environ 15 % d’oxygène ou plus, et un flux de CO2 concentré pousse le chiffre local bien en dessous de ce chiffre. Lors d'un feu de solvant ou de peinture, il repousse également la vapeur inflammable qui brûle réellement ; le liquide n'est pas en feu, la vapeur au-dessus l'est.

Le refroidissement : réel, mais rarement décisif

Le klaxon rejette des particules de gaz et de neige carbonique à environ moins 78 degrés Celsius, et ces particules absorbent la chaleur en se sublimant. Cela aide sur un feu peu profond et très peu sur un feu profond. L'eau absorbe environ 2 260 kilojoules par kilogramme lorsqu'elle se transforme en vapeur ; Le CO2 en absorbe environ 570 lorsqu'il se sublime. L'eau pénètre également dans le papier, le tissu ou le bois et refroidit le matériau de l'intérieur. Le CO2 ne touche que les surfaces, c'est pourquoi une poubelle pleine de vieux papiers peut être renversée en quelques secondes et s'enflammer à nouveau quelques minutes plus tard.

Du liquide au nuage : à l'intérieur du cylindre, de la valve et du klaxon

Un extincteur à CO2 est un récipient sous pression plutôt qu'une pompe. Le dioxyde de carbone se présente sous forme liquide en équilibre avec sa propre vapeur à environ 55 à 60 bars à 20 degrés Celsius, environ 800 psi. Un tube plongeur transporte le liquide du fond du cylindre jusqu'à la valve, de sorte que la décharge ne s'estompe pas après la première ou les deux premières secondes.

Depuis la valve, la charge passe par un court tuyau jusqu'au cornet de décharge, le cône évasé à l'extrémité. Ce cône est suffisamment froid pour provoquer des engelures, c'est pourquoi vous tenez la poignée isolée et jamais le métal. Au niveau du klaxon, le liquide se transforme en particules de gaz et de neige carbonique et se dilate d'environ 450 à 500 fois son volume de liquide.

La pression règle également l’horloge. Un extincteur à CO2 est conçu pour se vider en quelques secondes plutôt qu'en quelques minutes, et c'est la pression stockée qui fait que chaque seconde compte alors qu'un incendie est encore suffisamment petit pour s'arrêter.

Une unité portable bien construite de 5 kg, la taille habituellement choisie pour les salles de serveurs et les petits magasins de solvants, donne environ 12 à 15 secondes de décharge utilisable à partir d'une bouteille CK45 et un ensemble de vannes marqué CE qui maintient le flux stable plutôt que brusque.

Qui déclenche des poignées de CO2 et qu'il ne peut pas réparer

Le CO2 n'est pas un agent à usage général. Ses limites comptent autant que ses atouts :

• Feux de liquides et de gaz de classe B : l'association la plus forte, de l'essence et des solvants à la peinture et à la paraffine.
• Équipement électrique sous tension : le gaz n'est pas conducteur et ne laisse aucun résidu, de sorte que les panneaux, câbles et serveurs échappent aux dommages causés par l'eau ou la poudre.
• Solides de classe A tels que le papier, le bois et les textiles : les flammes de surface s'éteignent, mais pas la chaleur profonde et la réinflammation est courante.
• Métaux combustibles de classe D : ne pas utiliser. Les métaux tels que le magnésium brûlent suffisamment pour réagir avec le dioxyde de carbone, ce qui peut rendre le feu plus violent.
• Huiles et graisses alimentaires de classe F : inadapté. L'huile située au-dessus de sa température d'auto-inflammation se rallume une fois que le gaz se disperse, et le jet peut projeter de l'huile brûlante hors du bac.

Lire l'étiquette avant d'acheter

Deux chiffres vous indiquent l'essentiel de ce dont vous avez besoin : le poids de la charge en kilogrammes et la classe B. Le chiffre devant la lettre correspond à la taille du feu d'essai standard que l'unité a dû éteindre lors de la certification, de sorte qu'un indice 89B couvre un incendie considérablement plus important qu'un indice 34B.

Un cylindre plus lourd permet de gagner du temps et de la portée, pas seulement du volume. La moitié de la décharge d'un petit portable est dépensée pour couvrir les deux premiers mètres, de sorte qu'une unité à chariot gagne son espace au sol là où le danger se trouve derrière l'équipement ou au plus profond d'une pièce. Lorsque le danger concerne une seule armoire, la capacité supplémentaire ajoute principalement du poids à transporter.

Quelle que soit la taille que vous choisissez, confirmez que l'appareil porte la certification attendue par votre assureur ou l'autorité locale, et que les vannes, tuyaux et klaxons de remplacement sont disponibles auprès du même fournisseur.

En utiliser un sans aggraver les choses

1. Portez le cylindre à la verticale et déposez-le avant de commencer ; manipuler une unité de 15 kg d’une seule main tout en tirant une épingle est la façon dont les gens la font tomber.
2. Brisez le sceau d'inviolabilité, tirez sur la goupille de sécurité et tenez uniquement la poignée isolée.
3. Placez-vous à un ou deux mètres en arrière et dirigez le klaxon vers la base des flammes et non vers la fumée.
4. Balayez d’un côté à l’autre le bord le plus proche du feu, puis travaillez en arrière.
5. Continuez à décharger pendant une seconde ou deux après la disparition des flammes afin que le nuage puisse se stabiliser.
6. Surveillez le réallumage pendant plusieurs minutes et évacuez si un extincteur ne suffit pas.

Choisir et entretenir une unité qui fonctionnera

Trois choses décident si un Extincteur CO2 effectue en cas d'urgence : l'intégrité du cylindre et de la vanne, le poids réel de la charge et le dossier de maintenance. Étant donné que le gaz est retenu par la pression plutôt que par une réaction chimique, le contrôle pratique est le poids et non une jauge, et de nombreuses unités de CO2 n'ont aucun manomètre. Une perte de plus de 10 pour cent du poids de charge signifie une recharge, alors que le cylindre lui-même est normalement soumis à un test de pression hydraulique sur un cycle de dix ans dans de nombreuses normes.

L'ensemble de vanne maintient cette pression entre les services et la libère à la demande, elle mérite donc le même examen minutieux que la capacité imprimée sur l'étiquette. Garder valves, tuyaux et capuchons de poignée de rechange adapté au modèle d'extincteur, l'entretien annuel est plus rapide et évite qu'un cylindre sonore ne reste hors service faute d'une petite pièce.

Un extincteur à CO2 éteint un incendie en modifiant l'atmosphère qui l'entoure. Le dioxyde de carbone liquide se transforme en un nuage froid et dense de particules de gaz et de neige carbonique, recouvre le combustible en combustion et fait chuter la concentration locale d'oxygène en dessous du niveau auquel une flamme peut survivre. La chaleur est absorbée en cours de route, mais le feu s'éteint parce qu'il manque de nourriture et non parce qu'il est gelé.

Ce mécanisme explique à la fois les forces et les limites. Le CO2 est rapide, propre et sûr à proximité des équipements électriques sous tension, et constitue un mauvais choix pour les solides incrustés en profondeur, les métaux en combustion et l'huile de cuisson. Faites correspondre l'agent au danger réel, dimensionnez la charge pour la pièce et la distance que vous devez parcourir, et conservez le contrôle du poids sur le calendrier. L'extincteur qui fonctionne est celui qui a été spécifié pour l'incendie devant vous.