LES FUMEES QUI TUENT Toxicologie des produits de combustion accidentelle

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AMEMP. LES FUMEES QUI TUENT Toxicologie des produits de combustion accidentelle . Combustion accidentelle. Chimie et thermochimie de la combustion. Energie thermique Aspects nergtiques Energie mcanique nature des matriaux scenarii de combustion Formation deffluents. - PowerPoint PPT Presentation

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<p>Diapositive 1</p> <p>S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUXLES FUMEES QUI TUENT</p> <p>Toxicologie des produitsde combustion accidentelle </p> <p>AMEMP</p> <p>1VELAUX20/10/2013S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>Combustion accidentelle2Chimie et thermochimie de la combustionEnergie thermiqueAspects nergtiques Energie mcanique nature des matriaux scenarii de combustion Formation deffluentsS. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX3VELAUX20/10/2013Rappels de thermodynamique2 types de variables: intensives et extensives</p> <p>Extensif: nergie, volumesExtensif Extensif = Intensif (r, composition effluents)Energie quantit matire DH S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>4Rappels de thermodynamiquedU = dQ + dW (DTE)</p> <p>dH = dQ+dW+PdV+VdP (DTE) = dQ + VdP</p> <p>Processus isobaredQ = dH = CpdT</p> <p>dH DH</p> <p>S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>Cp &gt; Cv</p> <p>Pour un mme effet thermique:</p> <p>DTV &gt; DTP</p> <p>5Rappels de thermodynamique </p> <p>Ejection de matire</p> <p>S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>Combustion</p> <p>raction chimiquecombustible / comburant</p> <p>Ncessite de l'nergie</p> <p>Cest un processus irrversible</p> <p>6Modes de combustionS. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>7Limites Infrieure et Suprieure dExplosivitS. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>8Tempratures particuliresPoint clair (Flash point)Tmin permettant linflammation si flamme pilote</p> <p>Extrmement inflammable &lt; 0C 0C &lt; facilement inflammable &lt; 21C 21C &lt; inflammable &lt; 55C</p> <p>Point dinflammation la combustion sentretient delle-mme</p> <p>Temprature dauto-inflammation inflammation sans flamme pilote</p> <p> A temprature ambiante</p> <p> Fioul lourd PE &gt; 70C</p> <p> Essence PE nCO2 + (n+1)H2O</p> <p>S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>Formation de radicaux libres17Inhibiteurs chimiques de combustionRetardateurs broms dans quelques polymres</p> <p>S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>Inhibition de radicaux libres</p> <p>Br + H HBr</p> <p>18Combustion dhydrocarburesS. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>19ExplosifsS. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>Fulmicoton</p> <p>20Combustion explosive Produit explosif Contient le comburant dans sa structure Par analogie:</p> <p> Mlange intime (gaz ou poussires + air)</p> <p> Energie flamme qui projette devant elle des ions Propagation de la raction dans le mlange frais </p> <p> Gaz de combustion (CO2 et H2O) Pousse sur le front de flamme </p> <p>Surpression (si dflagration) : 10 -1000 kPa (Ineris)</p> <p>S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX21Temps de libration de lnergiePoussire de carbone</p> <p> Combustion lente Raction explosive</p> <p>S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>22Explosivit de poussires 1 Poussires mtalliques oxydation de surface Poussires organiques pyrolyse</p> <p>2 Oxygne, air</p> <p>3 Source d'inflammation (chaleur, tincelle, etc...)</p> <p> 4 Dispersion des particules de poussires</p> <p>5 Confinement du nuage de poussires</p> <p>S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>23VELAUX20/10/2013 Effets de la surpression20 mbar bris de vitres</p> <p>50 mbar dgts lgers sur les structures</p> <p>140 mbar premiers effets ltaux, et dgts srieux sur les structures</p> <p>200 mbar effets ltaux significatifs, et dgts graves sur les structures</p> <p>300 mbar dgts trs graves sur les structures</p> <p>S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>24Auto-inflammation de nuages de poussiresAluminium &gt; 580 ( T C )Amidon 360 - 400Poudre de bois 380 - 440Poudre de rsine poxydique 500 - 580Sucre glace 340 - 360Farine de bl 370 - 420Soufre 150 - 300Poussire de charbon 460 - 580</p> <p>S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX25Explosion de poussiresS. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>1997, explosion dun silo de crales Blaye, 11 morts 26Effluents de combustion de polymresToxicit des effluents de combustion des matires plastiques</p> <p>Toxicit de certains systmes retardateurs de flamme (RX, Organophosphors, Sb2O3)S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>27VELAUX20/10/2013Processus de combustion de polymresS. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>28Effluents de combustion de polymres Incendie</p> <p> asphyxiants ( Cyanures, H2S, CO, CO2 ) Gaz toxiques irritants ( drivs du chlore et de lazote, RCHO )</p> <p>S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX29Quelques classes de polymresPolyolfines, PE, PP (automobile, meubles)polyvinyles, PVC (films, tubes, canalisations, fentres)Polystyrnes (isolation, emballages)polyacryliques ou polymthacryliques (plexiglass)Polyamides, polycarbonates, polyesters, Polymres fluors (Tflon) Copolymres (C, H, O, N, S, X)</p> <p>S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX30Effluents de combustion de polymresPrincipaux effluents pour quelques polymresPolystyrne, Polyester : fume noire CO, CO2, H2O, hydrocarbures Polythylne: faible fume blanche, CO, CO2, H2O, hydrocarbures</p> <p>Polyamides, acrylonitrile, polyurthanne: faibles fumes blanches, CO, CO2, H2O, HCN, NOx</p> <p>Rsines phnoliques: charbonnent sans fumes, CO, CO2, H2OCaoutchoucs naturel et synthtique: CO, CO2, fume noire </p> <p>Matriaux naturels (soie, coton, laine) Cyanures </p> <p>S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX31Effluents de combustion de polymres Combustion du PVC H2O, CO2, CO, HCl, (+ fumes + dioxines, furanes)</p> <p>La production de CO et CO2 augmente la ventilation, donc labsorption de rsidus toxiquesS. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>32Effluents de combustion de polymresCO, CO2, H2O, HCl, HCN, SOx, NOx, HCHO</p> <p>+ de 600 hydrocarbures dont des polycycliques recenss</p> <p>Ignifugeants</p> <p>Combustion incomplte</p> <p>Fume, suies</p> <p> Polymres chlors</p> <p> HCl, CH3Cl</p> <p>Mousse de polyurthane (C,H,O,N)</p> <p> Si T </p> <p> % CO, HCN, NOx S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>33VELAUX20/10/2013Dgradation thermique des polymres A haute temprature</p> <p>Monomres rsiduelsAdditifs (ArOH, -NCO, RBr, ArBr)DpolymrisationProduits de dgradation</p> <p>Composs toxiques, parfois inflammables Plastifiants (phtalates, phosphates), stabilisants (diphnylamine), ignifugeants (Al(OH)3, phosphonates), </p> <p>S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX34PolyurthanneT &gt; 150C Dbut de dgradation thermique </p> <p>CO, CO2, NOx, HCN, amines, isocyanatesS. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>35Les fumesS. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>36CONSTITUANTS PARTICULAIRES DES FUMEEScombustion vive (avec flamme): agrgats solides appeles suies (10-80 nm)</p> <p>combustion lente (type smouldering): condensation despces de haut poids molculaire</p> <p>formation darosols (gouttelettes liquides visqueuses)</p> <p>S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX37Combustion sans flammeSmouldering stacks of paper at the Khanna Paper Milloutskirts of Amritsar - June 2012Feu couvant </p> <p>S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>38Emballement thermiqueBalles de houblon dgageant de la fumeles balles cur de stock ont chauff</p> <p>Auto-chauffement par fermentation, combustion spontane possible</p> <p>Photo reproduite avec la permission de Yakima, WA Fire Dept </p> <p>S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>39Emballement thermiqueChiffons imbibs d'huile (carburant)Matriau poreux : grande surface de contact avec l'air (comburant)</p> <p>Oxydation de lhuile : T </p> <p> valeur dauto-ignitionVox = f(T) T</p> <p>Feu couvant fume</p> <p>arrive en surface flammes</p> <p>S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>40Les fumesParticules solides </p> <p>Cendres, Suie</p> <p>H2O vapeur</p> <p>Gaz de combustionOpacit </p> <p>Nature du combustible</p> <p>Apport en oxygne</p> <p>Intensitde l'incendie</p> <p>S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>41Les suies Combustion incomplte</p> <p> (Hydrocarbures, Polymres, Biomasse)</p> <p> Suies</p> <p> Arosols /atmosphreS. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>42Formation de fumes toxiquesS. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>43Combustion de fibres textilesS. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX09/09 2013 - Tours Magasin MichiganCombustion de vtements (fibres naturelles et synthtiques)</p> <p>44VELAUX20/10/2013Combustion de fibres textilesS. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>45VELAUX20/10/2013Polymres auto-extinguiblesTissu en Nomex: poly(imino-1,3-phnylneiminocarbonyle-1,3-phnylnecarbonyle)T auto-inflammation &gt; 600CPE = 800C</p> <p>Polymres auto-extinguibles: polymres halogns (polythylnes, polychloroprnes, fluoropolymres, fluorolastomres, silicones fluors</p> <p>S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX46</p> <p>Formation de fumes toxiquesCombustion de pneus - Le Havre, juin 2011S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>47VELAUX20/10/2013Combustion de pneumatiquesComposition des fumes d'incendiedans un entrept de stockage de pneumatiques</p> <p>S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>48Feux de dchetteriesDcembre 2012 - Incendie la dchetterie Ulysse de MornacPropagation du feu vite au tas de plastique voisin</p> <p>S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>49Avez-vousaussi des questions ?S. Coen Les Fumes qui tuent 18/10/2013 Ecole Dpartementale SDIS13 - VELAUX</p> <p>50</p> <p>Substance</p> <p>LIE</p> <p>LSE</p> <p>Actone3%13%</p> <p>Actylne2,5%82%</p> <p>Ammoniac15,5%27%</p> <p>Benzne1,2%7,8%</p> <p>Butane1,8%8,4%</p> <p>thylne2,7%36%</p> <p>Dithylther1,9%36%</p> <p>Gazole0,6%6,5%</p> <p>Gaz naturel5%15%</p> <p>Heptane1,05%6,7%</p> <p>Gaz naturel PCS = PCI + mH2O.L PCS 1,1.PCI[]PolymreTaux [%]Ignifugeant brom</p> <p>Mousse de polystyrne0,8 - 4hexabromocyclododcanes</p> <p>Polystyrne dense11 - 15dcabromodiphnyl-thers</p> <p>Rsine poxyde0 - 0,1ttrabromobisphnol A</p> <p>Polyamides13 - 16dcabromodiphnyl-thers</p> <p>Polyolfines5 - 8propylne dibromo styrne</p> <p>Polytrphthalate8 - 11polystyrne brom</p> <p>Polyesters insaturs13 - 28ttrabromobisphnol A</p> <p>Polycarbonate4 - 6polystyrne brom</p> <p>Copolymres du styrne12 - 15polystyrne brom</p> <p> TNT</p> <p> Clich de microscopie lectronique de suie (CNRS)</p> <p>Aot 2012, La Rochelle. Fumes toxiques, combustion de galets de chloredichloroisocyanurate de sodium</p> <p>CO2 80.1 %CO 5,4%</p> <p>Imbrls organiques (dont benzne et tolune) 7,8%</p> <p>Mtaux (total) 2,9%</p> <p>Poussires (suies) 2,6%</p> <p>SO2 0,51%HCl 0,3%NO 0,2%NO2 0,1%HCN 0,08%HAP (total) 0,01%PCB (total) 3x10-6 %Dioxines/furanes (total) 2x10-8 %</p>