5.4.10. LES POUDRES

On distingue trois grandes catégories de poudre :

- les poudres BC, utilisées pour l'extinction des feux de classe B (liquides ou solides liquéfiables telles les matières plastiques), ou de classe C (feux de gaz). Elles sont à base de bicarbonate de sodium ou de sels de potassium ; - les poudres ABC « polyvalentes » parce qu'utilisables non seulement sur les types de feux précédents, mais aussi sur les feux de classe A (feux de solides organiques avec formation de braises). Elles sont à base de phosphate monoammonique ; - les poudres D, utilisables sur les feux de classe D (feux de métaux), et qui proviennent de matériaux chimiquement inertes vis-à-vis des métaux dont elles doivent arrêter la combustion : graphite, chlorures et parfois certains carbonates. Elles sont aussi utilisables pour les feux de métalloïdes.

MODE D'ACTION

Inhibition

La combustion vive d'une matière organique se représente par une réaction chimique dans laquelle l'hydrocarbure et l'oxygène, en présence de calories, donnent du gaz carbonique et de l'eau. Mais entre les deux états ainsi connus se déroulent des réactions intermédiaires où prennent naissance des produits éphémères qui se recombinent immédiatement entre eux.

Il s'agit de « radicaux libres », corpuscules à la durée de vie de quelques fractions de seconde, mais qui se déplacent à grande vitesse et possèdent une très forte énergie. Qu'ils rencontrent seulement sur leur trajectoire une molécule organique, et ils la brisent en au moins deux morceaux, qui deviennent à leur tour d'autres « radicaux libres ».

Une réaction en chaîne démarre alors, qui explique la propagation exponentielle du feu. Pour l'empêcher, il faut bloquer le déplacement des « radicaux libres » en provoquant une réaction dite « d'inhibition », caractéristique des poudres BC et ABC.

Isolement par rapport à l'air

Il s'agit d'un mode d'action caractéristique des poudres ABC. Pour un feu de solide, de bois, de textile, de carton, ou de certaines matières plastiques, la pyrolyse n'est pas arrêtée après l'inhibition des flammes, et elle continue à générer des gaz combustibles, qui s'enflamment au contact des braises.

L'agent extincteur capable de faire face à cette éventualité, doit avoir une action multiple : en plus de l'élimination des flammes, il doit supprimer les points chauds et stopper la formation de gaz inflammables.

Dans les poudres BC, les produits utilisés ne possèdent que la faculté de suppression des flammes, mais pas celle d'intervenir dans l'élimination du danger que présentent les sources de chaleur.

Le phosphate monoammonique des poudres ABC, outre ses excellentes propriétés inhibitrices de la flamme, fond sous l'effet de la chaleur et forme un vernis qui isole les surfaces chaudes, tant de l'air ambiant que des vapeurs et gaz inflammables.

Tableau comparatif

Le tableau ci-dessous résume la façon dont agissent les différentes poudres sur les cinq manifestations que l'on peut rencontrer en cas d'incendie.

 

Action sur	Type de poudre
	BC (1)	ABC (2)	D (3)
			fusibles	expansibles
Flammes	abattement par inhibition	abattement par inhibition	aucune	aucune
Braises	aucune	isolation et refroidissement	aucune	isolation
Pyrolyse des matières organiques	aucune	suppression des gaz inflammables	aucune	aucune
Surfaces chaudes	aucune (4)	isolation et refroidissement	isolation	isolation
Chaleur rayonnante	écran	écran	isolation partielle	isolation totale
(1) bicarbonates de sodium et de potassium, chlorures et sulfates de potassium. (2) phosphates et sulfates d'ammonium. (3) chlorures divers - graphites, carbonates de lithium, etc. (4) Certaines poudres BC à base de chlorure de potassium étant fusibles, elles sont également efficaces sur feux de métaux du type magnésium, aluminium, etc., ceux du groupe alcalin exceptés.

Efficacité des poudres BC et ABC

L'efficacité d'une poudre d'extinction est fonction de plusieurs paramètres : constituants, additifs, granulométrie et matériels mis en œuvre.

De plus, des colorants et des traceurs permettent de l'identifier.

La norme NF EN 615 définit les exigences auxquelles doivent satisfaire les poudres extinctrices quant à leurs propriétés physiques et chimiques ; elle précise également les performances minimales requises pour l'extinction des feux de classe A, B et C.

Certaines valeurs ne sont pas fixées par la norme, mais ne doivent pas s'écarter des valeurs caractéristiques fournies par le fabricant au-delà de limites qui sont, elles, fixées. C'est le cas notamment de la masse volumique apparente et de l'analyse granulométrique. La norme impose, en revanche, les caractéristiques suivantes : résistance à l'agglutination et à l'agglomération, teneur en eau 0,25 % (m/m) et hydrophobie, suivant des procédures d'essais définies.

La nature des constituants et additifs est laissée au choix des fabricants et ceux-ci ne sont tenus de révéler, lors des essais de conformité à la norme, que les composants représentant 10 % ou plus de la composition totale, la somme des valeurs caractéristiques de la composition chimique devant indiquer au minimum 90 % de la composition réelle. Tous les composants doivent être reconnus comme étant non-toxiques pour les humains.

LES POUDRES BC - CONSTITUANTS DE BASE

Bicarbonate de sodium

Il s'agit d'un des produits les plus répandus dans la vie courante - (pharmacie, traitement de surfaces, alimentation...). Il est issu de sources inépuisables : le sel et le gaz carbonique, et sa fabrication est des plus simples.

Dès 60 °C, il devient relativement instable, et commence à se décomposer en carbonate de sodium, en eau et en gaz carbonique. Cette réaction ne devient totale qu'à partir de 270 °C.

Il est relativement peu soluble et peu hygroscopique.

Il ne présente aucun danger toxique.

Son pH étant proche de la neutralité, il n'agresse les métaux que de façon infinitésimale, excepté en présence d'une forte humidité.

Bicarbonate de potassium

Ce sel alcalin est beaucoup moins courant et donc beaucoup plus cher.

Sa stabilité thermique est un peu supérieure à celle du précédent, puisque sa décomposition ne commence que vers 100 °C.

Sa solubilité dans l'eau et son hygroscopicité sont plus fortes, ce qui impose, lors de la production de la poudre, une technique d'enrobage assez sophistiquée.

Il est lui aussi peu toxique et encore moins agressif vis-à-vis des métaux.

Chlorure de potassium

Comme celui de sodium, on le trouve dans l'eau de mer, mais à une concentration 50 fois moindre. On l'exploite donc à partir d'un minerai, la sylvinite, relativement courant.

Sa supériorité réside en la capacité anti-catalyse des flammes que seul possède le potassium.

Union d'une base forte, la potasse, et d'un acide fort, l'acide chlorhydrique, il possède une grande stabilité chimique et thermique.

Il ne se décompose en effet ni avant sa fusion à 776 °C, ni même avant son ébullition à 1147 °C. Il est donc l'élément actif idéal des poudres destinées à combattre les feux de métaux dont la température dépasse les 900 °C : magnésium, zirconium, titane, uranium, plutonium, à l'exclusion des métaux alcalins.

Il peut aussi être employé dans la lutte contre les feux d'hydrocarbures.

Il est assez soluble dans l'eau, et d'une hygroscopicité moyenne. Il n'est pas toxique.

Il est agressif vis-à-vis du fer et de ses alliages, aussi convient-il de le conserver en milieu aussi sec que possible.

Sulfate de potassium

S'il est très finement broyé, il possède une bonne capacité extinctrice des feux de liquides ou de gaz. Il est lui aussi très stable chimiquement, ne fondant qu'à 1 072 °C et n'entrant en ébullition qu'à 1 698 °C.

Il est peu soluble dans l'eau et d'une hygroscopicité moyenne.

Il n'est pas plus toxique que les autres. Son agressivité vis-à-vis des métaux s'exerce surtout contre le cuivre et ses alliages.

LES POUDRES ABC - CONSTITUANTS DE BASE

Phosphate monoammonique

Le phosphate monoammonique résulte de la neutralisation partielle de l'acide phosphorique (H₃ PO₄), un acide fort, par l'ammoniac (NH₃), une base faible. Il s'agit d'un sel à réaction acide, dont le pH se situe autour de 4.

Il est thermiquement instable, sans toutefois subir d'altération jusqu'à 160 °C. Il fond vers 180 °C et se décompose avec dégagement d'ammoniac gazeux au-dessus de 225 °C (et jusqu'à 400 °C). Ce dernier brûle d'ailleurs immédiatement à la flamme en donnant de la vapeur d'eau et de l'azote.

Il est assez soluble dans l'eau pour une hygroscopicité assez faible. Il est très peu toxique. Il est classé parmi les sels les moins corrosifs pour les métaux et alliages, sauf en présence d'humidité, qui lui fait attaquer le cuivre pur.

Phosphate di-ammonique

Ce produit est de moins en moins utilisé en extinction, sauf pour des poudres de second choix.

Il est toutefois d'un emploi efficace dans la lutte contre les feux de forêts, en tant que pare-feu ignifugeant largué sur les massifs forestiers en flammes.

Sulfate d'ammonium

Sous-produit de la fabrication de certains matériaux organiques, il rehausse l'activité d'une poudre polyvalente sur les feux braisants. La majorité des poudres ABC en contiennent un certain pourcentage mélangé au phosphate monoammonique.

Il est thermiquement instable, sa décomposition est toutefois progressive et ne s'achève qu'au-delà de 500 °C.

Il est assez soluble dans l'eau, et d'une hygroscopie légèrement supérieure à celle du phosphate monoammonique.

Il n'est pas non plus toxique. Il n'attaque ni le fer ni ses alliages, ni même les métaux légers. On sera plus prudent en ce qui concerne certains alliages du cuivre et du zinc.

LES ADDITIFS AUX POUDRES

Pour pouvoir être efficaces, les poudres doivent être éjectées en un temps minimal et à un débit important. Pour cela elles doivent être parfaitement fluides.

Des additifs spéciaux y sont donc incorporés pour les rendre « pseudo-liquides ». Ils sont de trois sortes : hydrofugeants, fluidisants et agents d'éboulement.

Les hydrofugeants

Ils réduisent la mouillabilité des particules de poudre. A l'origine, il s'agissait de stéarates, sels métalliques de l'acide stéarique, pas chers et faciles à mettre en œuvre.

Mais leur point de fusion est assez bas, ce qui posait des problèmes en cas de stockage même bref à plus de 70 °C.

Puis on s'est mis de plus en plus à utiliser conjointement des poudres et des mousses pour combattre les feux, or les stéarates détruisent certaines mousses.

Ils ont été remplacés par les silicones, mélangés à de la silice précipitée traitée au silane. Ainsi la prise en masse en cours de stockage n'est-elle plus à craindre.

Les fluidisants

La plupart du temps ce sont des silices amorphes. Corps d'une granulométrie extrêmement fine, ils assurent un certain rôle de lubrification entre les particules de poudre, et donc un écoulement facile dans les circuits d'extinction. Ils sont aussi capables, par leur structure poreuse, de piéger l'eau éventuellement condensée dans la masse de la poudre.

Les agents d'éboulement

Ils complètent l'action des précédents en évitant notamment la formation de « voûtes » de poudre dans les conduits ou les stockages. On emploie pour cela de la farine de mica ou du talc.

Les charges

Produits inertes (carbonates de calcium ou de magnésium, sulfate de baryum), leur intérêt est d'ordre économique et leurs avantages techniques nuls et même parfois négatifs. Elles ne servent qu'à densifier la poudre, et parfois en diminuent l'efficacité.

Les colorants et traceurs

De nature souvent organique, leur taux d'incorporation très faible n'affecte en rien les qualités du produit.

Et leur utilité est certaine, puisqu'ils rendent facile et rapide l'identification des produits au moment de la recharge des appareils.

Les traceurs, enfin, servent à identifier une poudre incriminée dans un défaut de fonctionnement.

GRANULOMÉTRIE DES POUDRES

Cette caractéristique pose un problème important. Pour faire preuve d'une efficacité maximale en tant qu'agents extincteurs, les poudres idéales devraient présenter une granulométrie sub-microscopique, c'est-à-dire inférieure au micron.

Mais les violentes turbulences qui se produisent dans l'air sur le front du feu provoquent des courants ascendants qui empêchent les poudres trop fines de parvenir jusqu'aux flammes.

Les particules de poudre doivent donc posséder une énergie de pénétration définie par leur vitesse et leur masse, selon l'équation suivante :

E = ¹/₂ m · v²

Les fabricants ont trouvé une réponse à ce dilemme en mettant au point des produits à granulométrie différenciée, à spectre très large, où les « grosses » particules entraînent les « petites » en les aidant à passer le mur de flammes.

En général, pour au moins 50 % de la masse d'une poudre, les particules sont d'une taille inférieure à 40 microns.

INCOMPATIBILITÉS ENTRE POUDRES BC ET ABC

Certaines poudres peuvent être mélangées sans danger, comme une poudre au bicarbonate de sodium et une autre au sulfate de potassium.

En revanche il existe une incompatibilité fondamentale entre les poudres aux bicarbonates et celles aux phosphates. Un mélange accidentel des poudres BC et ABC conduirait à une décomposition de sels avec formation d'eau et dégagement de gaz (ammoniac et dioxyde de carbone). La poudre serait alors prise en masse et l'appareil extincteur exploserait.

Pour ce qui concerne les incompatibilités avec d'autres agents extincteurs, on se reportera sur le sujet au paragraphe suivant ainsi qu'au chapitre consacré aux mousses.

POUDRES BC ET ABC - DOMAINES D'APPLICATION

Le domaine d'application privilégié des poudres est l'intervention en premier secours.

Les poudres BC

Elles seront utilisées en plein air ou en intérieur pour lutter contre des feux de liquides inflammables ou de solides liquéfiables (classe B), ainsi que de certains produits chimiques dans l'industrie.

Elles maîtriseront aussi les feux d'avions ou d'hélicoptères survenant au sol, éventuellement en conjonction avec des mousses à bas ou moyen foisonnement.

S'il s'agit d'un feu de nappe liquide ou de gaz liquéfié, on pourra utiliser deux techniques.

L'une d'elles consiste à assurer l'essentiel de l'extinction avec de la mousse, et de terminer à la poudre les parties où subsistent des flammèches inaccessibles à la mousse.

L'autre, spécialement pour les feux d'avions et les opérations de sauvetage, consiste à attaquer d'abord à la poudre en supprimant les flammes, et de terminer à la mousse pour éviter toute réinflammation. Cette technique est transposable aux feux tridimensionnels rencontrés dans l'industrie.

L'emploi d'une poudre ABC peut alors s'avérer nécessaire.

Les poudres ABC

Elles trouvent leur application en première intervention sur des feux relevant des poudres BC, mais susceptibles de s'étendre à d'autres types de feux (habitations, bateaux de plaisance, véhicules, locaux industriels ou administratifs, centres commerciaux...). Elles peuvent dans certains cas se substituer à l'eau.

EFFICACITÉ DES POUDRES

Sur les feux de fuites de gaz

Les poudres sont particulièrement efficaces dans ce cas, pourvu que soit réalisée une condition indispensable : être assuré d'arrêter immédiatement la fuite, dès l'extinction effectuée.

Dans le cas contraire, il faut laisser brûler, pour éviter la formation d'un mélange air/gaz inflammable extrêmement dangereux, à la merci de la moindre étincelle.

Explosion

Les poudres extinctrices à base de phosphates ont une autre application, plus récente : la suppression des explosions dans les réacteurs chimiques ou dans toute enceinte travaillant sous pression.

Une explosion, c'est en effet une combustion ultra-rapide, propagée par un milieu particulièrement chargé en radicaux libres. Or, les poudres possèdent un fort pouvoir inhibiteur qui bloque leur prolifération.

Il est toutefois nécessaire, dans ce cas, de disposer d'un système de détection fiable et ultrasensible, les temps de réponse ne dépassant pas quelques millièmes de seconde.

Emploi conjugué avec la mousse physique

Les responsables de la sécurité des établissement industriels ou des endroits « sensibles » (aéroports, zones portuaires, centres commerciaux...) ne se fient jamais à un seul agent extincteur.

Ils savent en effet que l'action d'un inhibiteur de flamme (poudre ou gaz) est une action « tout ou rien » qui ne peut réussir que si toutes les flammèches résiduelles sont éliminées à la fois.

Or, l'action d'une poudre ou d'un gaz est de courte durée, surtout en milieu ouvert ou même seulement normalement ventilé : en quelques secondes, les turbulences de l'air dispersent les particules actives et font baisser leur concentration.

Les poudres suffisent généralement à éteindre un départ de feu, mais si on doit sauver des vies, ou même protéger des équipements de haute valeur économique, on ne peut prendre le risque qu'il subsiste une seule flamme non éteinte.

C'est pourquoi on doit toujours disposer d'un agent complémentaire d'extinction, qui consiste en une mousse à bas ou moyen foisonnement, employée simultanément ou très rapidement après. Ainsi, les flammes, abattues par la poudre, sont dans le même temps achevées par la mousse.

On évitera bien sûr d'employer une poudre traitée au stéarate, et les responsables des centres de secours d'aéroports ou d'unités industrielles examineront préalablement la faisabilité de la mise en œuvre simultanée ou consécutive de la mousse et de la poudre.

Dans le cas d'un incendie comportant une grande surface de liquide, on procédera de façon inverse : mousse d'abord, puis poudre dès que le feu est maîtrisé dans une proportion comprise entre 75 et 90 %.

Cette dernière méthode devient d'ailleurs obligatoire en cas de liquide hautement volatil (spécialement en cas de gaz liquéfié), afin d'écarter le danger d'explosion en retardant le dégagement de vapeur. La poudre « nettoie » ensuite les poches résiduelles de feu.

Restrictions et limites d'emploi

• Visibilité

On mentionnera pour mémoire la règle de base valable pour tous les agents extincteurs, en cas d'incendie en plein air : tenir compte de la direction du vent. Dans une enceinte fermée, le nuage de poudre diminue très sensiblement la visibilité. C'est pourquoi son emploi est fortement déconseillé dans les lieux où risque de se produire une panique, comme les ERP.

• Matériel électronique

Très complexes, très compacts, très sophistiqués, et très coûteux, les équipements de salles d'ordinateur, de salles de contrôle ou de commande ne supportent pas un nettoyage après une extinction par poudre. La qualité de l'agent extincteur n'est ici nullement en cause, mais la nécessité de remettre en état les équipements alors que le sinistre est généralement éteint avant de les avoir touchés a conduit à rechercher d'autres types d'agents.

STOCKAGE, CONTRÔLE ET MARQUAGE

Stockage

Les poudres extinctrices restent relativement sensibles aux variations climatiques. Leur emballage doit donc être solide et étanche, et composé de matériaux imperméables à la vapeur d'eau. Il doit être conçu pour éviter l'introduction accidentelle d'impuretés, qui risquent d'obturer le conduit d'évacuation de l'extincteur au moment de l'emploi.

On veillera à observer la propreté la plus stricte dans toutes les opérations de manipulation de la poudre : recharges, remplissage, vérifications réglementaires. On effectuera ces opérations dans les locaux présentant l'atmosphère ambiante la plus sèche possible, afin d'éviter l'introduction de vapeur d'eau.

Il est recommandé de stocker la poudre dans des locaux secs, à température légèrement supérieure à celle des endroits où elle est susceptible d'être utilisée, et de la tenir à l'abri des brusques variations de température.

On ne stockera jamais la poudre dans des emballages ou récipients ouverts, on transvasera immédiatement tout stock de poudre d'un emballage détérioré, on évitera les empilages de sacs de plus de 1 m de haut ainsi que le dépôt d'objets - même légers - sur les sacs.

Les unités d'emballage les plus courantes sont :

- les sacs de 25 et 50 kg, en papier multicouche ou polypropylène tissé, toujours doublés d'une sache intérieure en polyéthylène ; - les conteneurs de 500 kg et 1 t, en carton ou polypropylène tissé, également doublés intérieurement de polyéthylène ; - les fûts de 50 kg en plastique, métal ou carton enroulé, d'un coût élevé, réservés aux produits spécialement délicats ou aux transports difficiles.

Les recharges fournies par les revendeurs correspondent aux contenances des extincteurs.

On prohibera dans tous les cas l'emploi d'emballages récupérables : la moindre impureté qui s'y trouverait (mégot de cigarette, papier déchiré) risquerait de bloquer l'extincteur, et les poudres incompatibles pourraient réagir entre elles.

Contrôles

Les contrôles de fabrication minimaux imposés aux fabricants - et ceux qu'ils s'imposent eux-mêmes en plus - sont draconiens et constituent une bonne garantie de fiabilité.

Néanmoins les utilisateurs ne sont pas dispensés d'en effectuer eux-mêmes. Un contrôle de réception approfondi est toujours nécessaire, pour vérifier la conformité du produit aux spécifications particulières, spécialement si le produit ne provient pas directement du fabricant : plus le produit est manipulé, plus les risques de confusion sont grands.

Les utilisateurs doivent obtenir des fabricants de recevoir leurs spécifications détaillées et les méthodes d'essai à appliquer.

Le contrôle de réception portera sur :

- le pouvoir extincteur sur le type de foyer concerné ; - la fluidité du produit dans les appareils fixes ou mobiles ; - sa résistance à la prise en masse en stockage ou en charge dans les appareils ; - la permanence de ces qualités dans le temps.

Le simple examen de la granulométrie ne semble pas être un critère suffisant ni fiable pour juger de la qualité d'une poudre, non plus que la reprise d'humidité. L'expérience prouve que l'efficacité varie considérablement d'une poudre à l'autre, pour des valeurs pourtant mesurées identiques au contrôle.

Les utilisateurs ont la faculté de demander à leurs fournisseurs une attestation de conformité de leurs poudres aux exigences de la norme NF EN 615, établie par une tierce partie.

Marquage

Chaque emballage doit comporter les indications suivantes :

- l'appellation commerciale ; - l'indication « poudre extinctrice d'incendie » ; - les classes de feu pour lesquelles la poudre est censée être appropriée ; - l'année de fabrication et le numéro du lot ou du lot de fabrication ; - toutes recommandations importantes relatives aux conditions de stockage ; - le nom et l'adresse du fournisseur ; - l'avertissement : « s'assurer de la compatibilité du produit avec le matériel utilisé » ; - les mots : « voir la fiche technique du fournisseur pour les précautions d'emploi » ; - la référence de la norme.

SÉCURITÉ DES PERSONNES
ET PROTECTION DE L'ENVIRONNEMENT

Les constituants de base de la quasi-totalité des poudres sont peu ou ne sont pas toxiques. Leurs produits de décomposition lors de leur pyrolyse par le foyer d'incendie sont d'une nocivité moindre que celle des produits issus de la décomposition des carburants de ce foyer.

L'emploi de poudres contenant des produits toxiques tel le chlorure de Baryum (BaCl₂) doit être prohibé, malgré l'avis de certains fabricants, surtout contre les feux de métaux.

La sécurité et l'hygiène du Travail prescrivent au moment de la fabrication des poudres, le port d'un masque à poussières destiné à prévenir une irritation gênante, mais pas vraiment dangereuse.

Comme tous les produits minéraux, les poudres extinctrices ne sont pas biodégradables. La poudre subsiste après extinction sous forme d'un dépôt blanc ou légèrement teinté qui peut parfois impressionner. Mais le phénomène est passager et sans danger. Au cas où des quantités importantes de poudre auraient été répandues sur de la végétation, on les dispersera par soufflage, afin d'éviter que les particules de poudres, agissant comme des engrais en excès en cas de dilution par l'eau de pluie, ne tuent la plante en brûlant ses feuilles.