5.6.40. LE MATÉRIEL HYDRAULIQUE : TUYAUX, DÉVIDOIRS, LANCES ET GROUPES MOTOPOMPES

LES TUYAUX D'INCENDIE

On distingue trois sortes de tuyaux d'incendie normalisés : les tuyaux de refoulement, les tuyaux d'aspiration et les tuyaux d'alimentation.

Tuyaux de refoulement

Les tuyaux de refoulement servent à l'alimentation en eau des lances d'incendie. Ils sont dits souples si leur section ne devient circulaire que lorsqu'ils sont en charge, semi-rigides dans le cas contraire.

• Les tuyaux souples

Ils sont fabriqués en textile naturel ou synthétique. Ils sont normalisés (NF S61-112).

On distingue :

- les tuyaux à paroi interne lisse (PIL) qui comportent une surface interne lisse et étanche ; - des tuyaux à paroi interne lisse qui comportent une surface interne lisse et étanche et une surface extérieure protégée.

Ils sont désignés par leur diamètre intérieur. Il existe cinq diamètres normalisés : 25 ; 36,5 ; 45 ; 70 ; 110 mm. Ils sont équipés de demi-raccords normalisés.

• Les tuyaux semi-rigides

Ils sont destinés à équiper les dévidoirs tournants des véhicules des services de secours et de lutte contre l'incendie. Ces tuyaux sont normalisés (NF EN 1947). Ils sont fabriqués en caoutchouc ou en thermoplastiques. Ils sont équipés de demi-raccords normalisés.

Les tuyaux pour sapeurs-pompiers n'existent qu'en un diamètre normalisé, DN 25, mais deux pressions maximales de service, 16 bar pour le type SP et 40 bar pour le type Super SP. La longueur élémentaire est de 20 m pour le type SP DN 25 et de 20 ou 30 m pour le type Super SP DN 25.

Tuyaux d'aspiration

Les tuyaux d'aspiration conduisent l'eau de la nappe d'eau (exceptionnellement, d'une bouche ou d'un poteau à débit insuffisant) à l'engin-pompe. Ils sont en toile caoutchoutée ou en matière synthétique et peuvent être armés d'une spirale métallique ou synthétique. Ils sont équipés de deux demi-raccords identiques normalisés.

Trois diamètres sont normalisés : DN 40, DN 65 et DN 100. Leur longueur élémentaire est de 2 m, mais des longueurs de 4 m peuvent être fournies si elles ont satisfait à des essais prévus.

Ils peuvent être employés pour l'épuisement de liquides chargés, par exemple eau d'extinction, écoulements accidentels d'hydrocarbure ou autres liquides dangereux ou polluants, etc. Dans ce cas, il faudra employer des tuyaux dont la nature sera compatible avec celle du liquide à épuiser.

Tuyaux d'alimentation

Il s'agit du même matériel que celui utilisé pour le refoulement, mais la fonction est différente. Ces tuyaux sont utilisés pour des pressions à partir de 2 bar, sur les poteaux et les bouches d'incendie afin d'alimenter les engins d'incendie.

Entretien des tuyaux

Les tuyaux doivent être entretenus et préservés contre leurs ennemis naturels, notamment le vieillissement, l'usure, la putrescibilité...

Ils doivent être nettoyés après chaque mise en manœuvre par brossage et lavage à grande eau.

Ils doivent généralement être séchés. Seuls les tuyaux en matières synthétiques sont dispensés de séchage. Ceux en textile naturel (avec ou sans revêtement) doivent être séchés avec le plus grand soin avant enroulement.

Ils doivent être périodiquement soumis à un contrôle de pression de 5 à 6 bar en vue de déceler les fuites. Les perforations accidentelles sont réparables (pièces collées à froid et autovulcanisantes).

LES DÉVIDOIRS

On distingue essentiellement deux types de dévidoirs :

• Le dévidoir à roues

Il est traîné à bras et sert au transport des tuyaux de 70 mm dont il facilite l'établissement rapide. L'armement du dévidoir peut comporter jusqu'à 240 m de tuyaux enroulés sur un tambour. Il est normalisé (NF S 61-521).

• Le dévidoir tournant à alimentation axiale

Il est à alimentation axiale, et destiné à des tuyaux semi-rigide DN 20. Sa pression maximale de service est de 16 ou 36 bar et il est équipé de 82 m de tuyaux. Il est normalisé (NF S 61-522).

Il existe d'autres formes de dévidoirs remorquables et d'autres encore, portatifs à bobines, mais ces matériels ne sont pas normalisés.

LES LANCES D'INCENDIE

Les lances à main destinées à la lutte contre les incendies le plus couramment utilisées sont celles définies par la norme NF S 61-820.

Elles sont conçues pour être tenues et manœuvrées par un ou plusieurs utilisateurs équipés de gants.

Elles permettent de projeter de l'eau sous pression, avec ou sans additif, sous forme de :

- jet plein, pour bénéficier d'une grande portée et d'un effet de choc, ou de - jet diffusé en cône ou en nappe, pour refroidir, ventiler et couvrir une grande surface.

Une lance à main est composée au moins des éléments suivants :

- un système de raccordement, disposé à l'entrée de la lance et qui permet son accouplement à l'extrémité d'un tuyau équipé de raccords. Ce système peut être fixe ou permettre la rotation sur lui-même ; - un organe de préhension permettant à l'utilisateur la tenue de la lance pour maîtriser la direction du ou des jets et qui se définit par trois fonctions : • raccordement (DN 20, DN 40, DN 50 ou DN 65), • préhension (un porte lance ganté doit pouvoir tenir la lance au moins d'une main pour les lances de classe 150 et 500 et à deux mains pour les lances de classe 1000), • raccordement au robinet diffuseur mixte, lorsque l'organe de préhension n'est pas monobloc ; - un dispositif d'ouverture et de fermeture permettant l'ouverture et l'interruption, sans fuite, de l'écoulement de l'eau et plus communément appelé robinet ; - un ou des systèmes de formation des jets permettant la formation des jets alternativement ou simultanément ; - un système de réglage du débit, pour les lances à débit réglable.

Ces éléments un même appareil, celui-ci est appelé diffuseur mixte (DM). On distingue :

- les diffuseurs mixtes à débit fixe, permettant la fermeture, le jet droit ainsi que, pour le type A la diffusion en cône à angle fixe ou réglable (DMFA), et, pour le type B, la diffusion en nappe à angle fixe ou réglable (DMFB) ; - les diffuseurs mixtes à débit réglable (DMR), disposant d'un système de réglage du débit permettant la diffusion en cône à angle fixe ou réglable et le jet droit ; - les diffuseurs mixtes à régulation de pression (DMS), disposant d'un système à stabilisation de pression permettant la diffusion en cône à angle fixe ou réglable et le jet droit ; - les diffuseurs mixtes à régulation de pression et ajustement manuel du débit (DMRS), disposant d'un système de réglage du débit et d'un système à régulation de pression permettant la diffusion en cône à angle fixe ou réglable et le jet droit ; - les diffuseurs mixtes haute tension spécifiques pour feux d'origine électrique (haute tension) ne permettant pas le jet droit (DMFA/HT, DMFB/HT, DMR/HT...).

Caractéristiques hydrauliques des lances d'incendie

La pression de référence (PR) est de :

- 0,6 MPa (6 bar) pour les lances à débit fixe (DMF) et à débit réglable (DMR) ; - ± 30 % de part et d'autre de la pression médiane spécifiée par le constructeur (laquelle doit se situer entre 4 et 8 bar) pour les lances à pression régulée (DMS et DMRS).

La pression maximale de service (PMS) est de 1,6 MPa (16 bar).

Les tableaux ci-après donnent les valeurs de débit minimal à la pression de référence devant être réalisées par les lances à main (norme NF S 61-820), ainsi que certaines valeurs minimales de portée efficace des jets droits :

 

Caractéristiques hydrauliques des lances à main
équipées de diffuseurs mixtes de type DMF et DMF/HT

Diamètre nominal DN du système de raccordement	Diamètre des orifices équivalents (mm)	Débit minimal à la pression de référence (PR) (l/min)	Portée efficace des jets droits à la pression de référence (PR) (m)
- 20 20 20, 40 et 50 40 et 50 40 et 50 40, 50 et 65 50 et 65	- 7 8 10 12 14 18 25	37 72 95 145 210 285 475 925	14 - - - - 28 34 40

 

Caractéristiques hydrauliques des lances à main équipées de diffuseurs mixtes
de type DMR, DMRS et DMF/HT

Diamètre des orifices équivalents (mm)	Plages minimales de débits à la pression de référence (PR) (l/min)
	Classe 150	Classe 500	Classe 1000
	Raccordement DN 20	Raccordement DN 40 et DN 50	Raccordement DN 50 et DN 65
5 10 14 18 25	37 145 - - -	- 145 - 475 -	- - 285 - 925

Désignation

Une lance à main est désignée par le diamètre nominal et son type de raccordement d'entrée, ainsi que :

- pour les lances équipées de diffuseur mixte à débit fixe DMF : • le diamètre de l'ajutage, en jet droit, • le diamètre équivalent du jet droit qui donnerait, à la pression de référence, le même débit que le jet diffusé, • le modèle de diffuseur, • le type de diffusion (A, B ou HT). - pour les lances équipées de diffuseur mixte à débit et jet réglables du type DMR, DMS et DMRS : • le modèle de diffuseur, • l e type de diffusion, HT s'il y a lieu, • la classe.

Autres types de lances

La lance monitor ou canon à eau est fixe, amovible, ou remorquable. Un dispositif permet d'orienter le jeu en hauteur et en direction (site et azimut). Ces canons à eau peuvent recevoir des orifices (ajutages) de 30, 35, 40, 45, 50 mm ou des diffuseurs à débit réglable.

La lance bourgeois est utilisée pour l'extinction des masses en ignition telles que feux de charbon, de fourrage, etc. Il existe plusieurs modèles de lances bourgeois. Elles ont la forme d'un pieu creux. Certaines de ces lances sont munies d'une rampe hélicoïdale qui facilite leur introduction dans la masse. Elles sont pourvues de demi-raccords de 40 ou 65 mm.

La lance pivotante est utilisée dans les feux importants de sous-sols lorsqu'elle doit être mise en place par une trouée ou par une trappe. Elle est munie de trois orifices de 14 ou 18 mm. Elle fonctionne selon le principe du tourniquet hydraulique. Elle est alimentée par des tuyaux de 70 ou 110 mm.

Les moyens à mousse sont destinés à lutter contre les feux de liquides inflammables où un émulseur doit être ajouté à l'eau pour produire un effet d'isolement.

Les moyens classiques sont :

- l'injecteur ou proportionneur, ou prémélangeur, appareil destiné à faire un mélange eau-émulseur dans des proportions variant de 1,5 à 6 %. Ce mélange est appelé prémélange ou solution moussante ; - la lance à mousse qui incorpore de l'air au mélange eau-émulseur pour former et projeter la mousse ;

Des variantes existent :

- injecteur et lance peuvent être réunis en un même appareil ; - la lance est remplacée par un générateur lorsqu'il s'agit de produire des mousses à haut foisonnement ; - l'injecteur peut réaliser le mélange eau-émulseur-air ; - des systèmes d'extinction fixes à déversoirs à mousse peuvent être utilisés en protection des cuves de liquides inflammables.

Les lances peuvent être à gros débit d'eau et à grande portée. Les canons à mousse peuvent être soit fixes soit fixés, à demeure sur des engins spéciaux, soit tractables ou remorquables.

LES GROUPES MOTOPOMPES

Les notions ci-dessous sont destinées à donner un complément d'information aux utilisateurs de groupes motopompes centrifuges assurant la circulation d'eau froide. Pour permettre leur utilisation dans des conditions de rendement optimal, il est indispensable d'appliquer un certain nombre de principes, simples la plupart du temps. Les spécifications définies par le constructeur sont des informations de premier ordre qui devront être examinées avec soin par l'utilisateur.

Installation

Certains groupes motopompes sont « alignés » à l'usine par le constructeur mais une vérification est nécessaire, avant la mise en service, pour corriger éventuellement les déplacements provoqués par le transport et la manutention. Une mise en place soignée permet d'éviter la naissance de contraintes anormales dans les éléments lors du fonctionnement.

Tuyauteries et accessoires

Les tuyauteries ne devront en aucun cas être soutenues par la pompe. Un amarrage correct de l'ensemble permet le démontage du groupe sans dépose des canalisations. Les joints entre les brides de la pompe et les brides de départ des canalisations pourront être retirés sans peine si l'installation est immobilisée avec soin.

La tuyauterie d'aspiration d'une pompe doit être d'une étanchéité parfaite et d'une longueur la plus faible possible. Une pente montante de 2 % au minimum est conseillée lors de la mise en place de la canalisation. Son diamètre est généralement supérieur au diamètre de l'orifice de la pompe.

Lors de l'étude ou de la réalisation du réseau de tuyauterie de refoulement on utilisera de préférence des courbes à grand rayon pour les changements de direction. Une légère pente montante sur l'ensemble de la tuyauterie de refoulement permet d'éviter l'apparition de poches d'air. Ces poches peuvent être résorbées par la mise en place et l'utilisation de robinets de purge dans les points hauts. Des canalisations de dérivation et des vannes de vidange placées judicieusement permettent une purge rapide et complète du réseau.

Lorsqu'une pompe est maintenue en charge, c'est le clapet de pied qui assure l'étanchéité de la colonne d'eau. La crépine empêche l'entrée de déchets ou matières volumineuses à l'intérieur de la pompe. Pour simplifier le montage on utilise habituellement un clapet de pied-crépine.

La mise en place d'un clapet sur la conduite de refoulement empêche le retour de l'eau dans l'ensemble de la canalisation en cas d'arrêt de la pompe.

La vanne de réglage du débit est toujours disposée, dans le cas d'une pompe centrifuge, sur la conduite de refoulement.

DÉFINITIONS

Débit (Q)

Le débit d'une pompe est la quantité d'eau circulant dans la conduite pendant l'unité de temps. Il est exprimé en mètres cubes par heure (m³/h). On utilise aussi quelquefois des débits exprimés en litres par seconde (l/s).

Hauteur géométrique d'aspiration (Ha)

C'est la distance verticale définie par le plan du niveau d'eau à l'aspiration et l'axe de la pompe.

Hauteur géométrique de refoulement (Hr)

C'est la distance verticale définie par le plan du niveau d'eau dans le réservoir de refoulement et l'axe de la pompe.

Hauteur manométrique d'aspiration (Ma)

C'est l'indication que fournit un manomètre situé sur la pompe. Elle est égale à la somme de la hauteur géométrique d'aspiration et des pertes de charge dans la canalisation d'aspiration.

Hauteur manométrique de refoulement (Mr)

C'est l'indication que fournit un manomètre situé sur la pompe. Elle est égale à la somme de la hauteur géométrique de refoulement, des pertes de charge dans la conduite de refoulement et de la pression de refoulement à la partie haute de l'installation. Les pressions sont exprimées en mètres de colonne d'eau.

NPSH

C'est la hauteur de charge nette absolue (Net Positive Suction Head). On distingue le NPSH requis qui est une valeur liée à la pompe et le NPSH disponible qui est une donnée de l'installation. Le NPSH disponible doit toujours être supérieur au NPSH requis. Cette notion de NPSH est largement utilisée lorsque, dans les calculs, on fait intervenir des notions de tension de vapeur d'eau (fluides chauds), pression atmosphérique et masse volumique.

Pertes de charge

Les pertes de charge sont provoquées par le frottement de l'eau sur la surface des canalisations. Elles sont majorées par la présence sur l'installation de coudes, tés, réductions, vannes, clapets et autres accessoires. On exprime généralement les pertes de charge en mètres de hauteur d'eau. Les calculs permettant de définir les pertes de charge font appel aux formules dont les plus connues sont de Lévy, Darcy et Geslin. Des abaques reprenant ces notions sous une forme simplifiée sont très largement utilisés.