Les chercheurs ont développé un nouveau système laser qui offre un moyen efficace et peu coûteux de détecter les incendies dans des environnements difficiles tels que les installations industrielles ou les grands chantiers de construction. Avec le développement ultérieur, le système pourrait éventuellement détecter des incendies à plus d'un kilomètre.

« Notre nouveau système permet de détecter les incendies dans les zones poussiéreuses sujettes aux incendies, où les systèmes actuels montrent des performances limitées ou ne peuvent pas fonctionner, " a déclaré le scientifique principal Mikael Lassen de Danish Fundamental Metrology A/S, un membre de l'équipe de recherche. « Il pourrait être utilisé dans une variété d'industries telles que les installations de gestion des déchets, centrales électriques, usines de transformation alimentaire et usines textiles.

Un groupe multi-institutionnel de chercheurs décrit le nouveau système dans la revue Optical Society Optique appliquée . Le système détecte un incendie ou un changement de température en utilisant des composants optiques peu coûteux pour créer et détecter des changements dans un motif de mouchetures.

"L'analyse du speckle pattern est une toute nouvelle solution pour détecter les changements d'incendie et de chaleur, " a déclaré Lassen. " Ce n'est pas seulement rapide et relativement peu coûteux, mais fonctionne aussi en grand, environnements difficiles."

La recherche fait partie d'un projet Eurostars qui vise à développer un système capable d'identifier de petites augmentations de température pour fournir une détection précoce et fiable des incendies. En plus de la métrologie fondamentale danoise, le projet comprenait des chercheurs d'Elotec A/s en Norvège et de LAP-Sikkerhed ApS et de l'Institut danois des technologies d'incendie et de sécurité, le tout au Danemark.

Prévenir les fausses alarmes

La plupart des systèmes de détection et de prévention des incendies utilisés aujourd'hui ne fonctionnent pas bien pour les sites industriels difficiles ou pour les grandes surfaces. Les détecteurs de fumée standard donnent souvent de fausses alarmes en raison de la poussière et des polluants dans ces environnements et ne peuvent pas détecter les particules submicroniques libérées pendant les premiers stades d'un incendie.

Bien que les systèmes de détection optique basés sur la mesure des changements d'amplitude dans un signal optique soient plus avancés, ils sont également sensibles aux vibrations et ne peuvent pas toujours détecter les incendies à travers la poussière et la vapeur. Pour les capteurs qui détectent le rayonnement émis par les flammes, rayonnement d'autres sources telles que la lumière du soleil, lumière artificielle, le soudage ou d'autres sources non dangereuses peuvent donner lieu à de fausses alarmes.

Dans le nouveau travail, Lassen et ses collègues ont appliqué une approche optique complètement différente pour détecter les incendies en mesurant des motifs de mouchetures dynamiques. Ces motifs changeants sont produits par interférence lorsque la lumière laser frappe une surface rugueuse. Lorsqu'un incendie se déclare, le flux de chaleur fait trembler le faisceau laser d'une manière détectable lorsque la lumière laser est réfléchie vers un détecteur au niveau de la source laser. Les chercheurs ont utilisé des statistiques et l'apprentissage automatique pour analyser le motif de bruit du motif de tache dynamique créé par cette lumière laser. La présence de bruit blanc à large bande indiquait un incendie, tandis que les sources de bruit confinées à une gamme étroite de longueurs d'onde pourraient être exclues comme une influence mécanique telle que les vibrations.

Essais en usine de traitement des déchets

Pour valider le nouveau système de détection incendie, les chercheurs ont testé un prototype de preuve de concept télécommandé à l'usine de traitement des déchets d'Energnist I/S à Kolding, Danemark. En raison de l'extrême rigueur, environnement bruyant et poussiéreux, l'usine a normalement trois à quatre fausses alarmes par mois.

« Le système a détecté les incendies avec une précision de 91 %, ce qui est un très bon résultat compte tenu de l'environnement sévère, " a déclaré Lassen. "Parce qu'il ne repose pas sur l'intensité absolue du faisceau lumineux, il est robuste à l'atténuation générale due à la poussière et à la fumée."

La conversion du prototype en un produit finalisé nécessitera un développement de produit supplémentaire tel que l'achèvement du boîtier, optimisation de l'électronique et des algorithmes, et la conception de l'interface utilisateur. Les chercheurs prévoient également de mettre à niveau le détecteur optique et le laser vers un détecteur plus puissant pour augmenter la sensibilité et étendre la portée de détection d'abord à 500 à 600 mètres et éventuellement à plus d'un kilomètre.