Les Tutoriels du CREPIM 

Le CREPIM vous propose différents tutoriels afin de vous aider dans votre réflexion au regard de la sécurité incendie. Nous vous proposons de nous retrouver régulièrement autour d'une reflexion, porté par une brève.

Tutoriel 1 : Le risque incendie et les plastiques

La production de matières plastiques a débuté dans les années 1840 avec la mise au point d’un caoutchouc artificiel à l'aide de nitrate de cellulose mais ce n'est que depuis 60 ans environ qu'elle connait un essor considérable. Aujourd'hui, les plastiques ou polymères remplacent avantageusement les matériaux conventionnels tels que le bois, les métaux… dans des domaines aussi variés que le bâtiment, l'automobile, l'hygiène ou encore la santé. Leur facilité de mise en œuvre, leur faible coût, leur diversité… en font un matériau de choix dans une large gamme d'applications. La production mondiale de plastiques a, quant à elle, été multipliée par 100 entre 1950 et 1990 et a été multipliée par 4 au cours des 27 dernières années.

Ainsi, les plastiques constituent les partenaires de tous les grands défis technologiques et des progrès majeurs de notre époque.

L’utilisation croissante des matériaux polymères synthétiques entraîne une augmentation considérable des risques incendie qui humainement et économiquement ont toujours des conséquences dramatiques. A l'heure actuelle, nous sommes très conscients des dangers éventuels imputables aux polymères lors d'incendies. Des catastrophes telles que l'incendie du tunnel sous le Mont Blanc  en 1999 (France) ou de la Tour Grenfell en 2017 ont encore présentes dans la mémoire de tous. Si l’on s’intéresse aux données statistiques sur le feu, on se rend compte que les cas de mortalité sont essentiellement dus à la formation de fumées toxiques et opaques  et non pas au feu lui-même.

La nécessité de développer des polymères ignifuges qui ne libèrent pas de produits toxiques et corrosifs apparaît donc indispensable. Cette nécessité devient de plus en plus pressante dans la mesure où la réglementation tend à interdire l’utilisation de dérivés halogénés qui sont des composés largement employés comme retardant de flamme.

Le problème posé par la réduction des risques d'incendie associés à l'utilisation de matériaux polymères synthétiques est très complexe. Il constitue un enjeu non seulement scientifique mais également économique et social car au capital perdu s'ajoute la perte de vies humaines. Ces quelques données montrent l’intérêt pour les différents groupes industriels, d’anticiper toute décision définitive et donc, de rechercher de nouvelles solutions.

 

Pour conclure cette réflexion,  différentes stratégies en ce domaine sont envisageables :

• La première consiste à développer de nouveaux matériaux intrinsèquement ignifuges. Il s'agit ainsi de modifier le monomère et/ou le polymère par greffage de fonctions spécifiques réactives. Cette voie, bien que très efficace, est en général très coûteuse et reste par conséquent à l'état de niche.
• La seconde consiste à développer de nouveaux systèmes retardant de flamme. Cette seconde voie présente pour les industriels un très grand intérêt car il n’est pas envisageable sur le plan économique de substituer les polymères dits de commodité tel que par exemple le polyéthylène, les copolymères de l’éthylène, le polypropylène, ou d’autres par des matériaux intrinsèquement ignifuges mais de coût généralement beaucoup plus élevé. Cette démarche s’inscrit parallèlement dans le cadre de la politique de gestion des déchets qui nécessite pour être économiquement rentable et techniquement réalisable de limiter le nombre de polymères. L’exemple de la voiture en est une bonne illustration.

Le deuxième tutoriel sera mis en ligne sous 2 semaines - pour en savoir plus 

CREPIM Tuto 2 -Les différentes étapes de la combustion- point du vue matériau

Dans le processus de combustion d’un polymère, on distingue 4 étapes qui sont respectivement, l’échauffement, la décomposition, l’inflammation et la propagation

1^ère  étape : L’échauffement

L’application d’une source d’énergie à un matériau, va avoir comme première conséquence d’augmenter sa température.

Cette évolution de température du matériau, sera plus ou moins rapide selon l’intensité de la source de chaleur et les propriétés du matériau, en particulier sa conductivité thermique et sa chaleur spécifique.

2^ème étape : La dégradation.

Lorsque la température d’un polymère dépasse une température critique, qui sera d’autant plus importante que l’enthalpie de polymérisation est élevée, les liaisons les plus fragiles thermiquement vont se briser.

La dégradation d'un polymère peut se faire différentes manières. Cependant, il est généralement admis que ces réactions peuvent être regroupées en deux classes:

    les réactions de dépolymérisation caractérisées par la scission de la chaîne du polymère conduisant à la libération du monomère lui ayant donné naissance. Ce type de réaction se rencontre notamment dans le cas du polyméthacrylate de méthyle.

• les réaction des groupements pendants à la chaîne polymérique pouvant être multiples. Par exemple, dans le cas du polychlorure de vinyl, il se produit une scission des groupements pendants conduisant à la libération d'acide chlorhydrique. Le polyacrylonitrile va, quant à lui, engendrer au cours de sa dégradation, une réaction de cyclisation.

 

La température de décomposition des polymères varient suivant leur nature. Le Tableau 1 rassemble les zones de dégradation de divers polymères synthétiques ou naturels.

Tableau 1 : Température de décomposition de divers polymères [1].

Polymère	Td (°C)	Polymère	Td (°C)
Polyéthylène	340 - 440	Polyméthacrylate de méthyle	180 - 280
Polypropylène	320 - 440	Polyacrylonitrile	250 - 300
Polystyrène	300 - 400	Polyamide 6	300 - 350
Polychlorure de vinyl	200 - 300	Polyamide 6,6	320 - 400
Polytétrafluorure d'éthylène	500 - 550	Cellulose	280 - 380

 

Il y aura donc formation via différentes réactions chimiques de molécules organiques de bas poids moléculaires facilement inflammables. La composition de ces molécules organiques va dépendre de la nature chimique du polymère et de la composition en oxygène du milieu. Il pourra s’agir de produits de pyrolyse et de produits de dégradation thermooxydante.

 3^éme étape : L’inflammation.

Cette étape va dépendre de la nature des produits gazeux de décomposition qui peuvent être plus ou moins inflammables, elle va dépendre également de leur vitesse de formation. C’est lorsque cette vitesse de dégagement de produits volatils atteint une certaine valeur, suffisante pour que le mélange produits gazeux – air soit inflammable, que l’on a apparition de la flamme.

4^éme étape : La propagation

Après inflammation, la combustion sera entretenue uniquement si la chaleur rétrocédée au polymère est suffisante pour permettre l'évaporation du fuel c’est-à-dire la formation de fragments à partir des chaînes de polymère qui vont pouvoir alimenter la flamme. Dans ces conditions le mécanisme de la combustion devient auto alimenté et la flamme va donc se propager, cPropagation de flamme - 4ème étape

 

Podcast du webinaire CREPIM - LRCPP du mardi 30 novembre 2021 

Ce webinaire a suscité beaucoup d'intérêt et nous vous proposons de le retrouver en podcast afin d'approfondir votre reflexion.

CREPIM: Material & Fire test Expert

Feux de batteries : futur cauchemar des pompiers

A noter qu'il est surprenant que les normes existantes dédiées aux essais abusifs sur batteries se focalisent pour l'instant sur la propagation de flamme uniquement, sans prendre en compte l'opacité et la toxicité des effluents gazeux, qu'il y ait ou non inflammation de ces derniers durant le Thermal Run Away.

Source : https://korii.slate.fr/tech/voitures-electriques-futur-cauchemar-pompiers-incendies-batteries-lithium-ion

Les voitures électriques, futur cauchemar des pompiers

Discover on line our pole of expertise dedicated to batteries fires and abusif tests

Abusive fire tests for E-mobility & Li batteries

CREPIM has been developing since 2017 a pole of excellence dedicated to Reaction to fire of lithium-ion batteries. This pole gathers a complete array of expertises focused on abusive tests, leading to potential fire occurrence. Our strategy consists of to be present on the market with to 2 levels of services.

 

CREPIM: Material  &Fire Test Expert: The laboratory benefits from all the accreditations, certifications, approvals, and recognition to secure our deliverables :

-COFRAC testing accreditation (Accreditation 1-5860, scope downloadable from www.cofrac.fr)

-CERTIFER recognition for the rail market,

-Recognition from the National Vehicle Reception Center (CNRV),

-IMO recognition for the maritime market,

-FAA and SWS recognition for the aeronautical market,

-The approval of the Ministry of the Interior for the emission of fire reaction reports (Classification M, NF EN 13-501, AM 18),

-European notification (CREPIM = NB 2137) for fire reaction tests related to CE marking of construction products (RPC),

-European notification (CREPIM = NB 2137) for fire resistance tests related to CE marking of construction products (RPC),

-Qualiopi certification for our training actions,

-Approval for Research Tax Credit for our development actions,

-Non exhaustive list...