Les détecteurs de fumées

       Depuis le 8 mars 2015, tous les logements doivent être équipés d’un détecteur donnant l’alerte en cas d’incendie, et beaucoup d’entre nous en avons installé un.
    Des correspondants me demande d’expliquer comment fonctionne cet appareil.

       Ces détecteurs utilisent comme principe la détection de la fumée produite par l’incendie. Pourquoi.?

       On pourrait essayer de détecter l’élévation de température produite par le feu. Mais celle ci n’est pas immédiate dans les pièces autres que celle où le feu a pris, et il y a des différences importantes de température dans un appartement, liées aux déplacements d’air, au soleil, à l’exposition des parois. La mesure ne serait pas fiable.
       On pourrait vouloir détecter les flammes qui sont lumineuses dans le visible et l’infrarouge. Mais il faudrait que le détecteur soit en vue directe du feu et de plus les mesures de spectrométrie nécessaires pour qu’il n’y ait pas de fausses alerte sont relativement complexes donc chères.

       Dans les fumées qui se propagent facilement dans toutes les pièces on pourrait faire une détection chimique. C’est le cas des détecteurs d’oxyde de carbone qui ast plus léger que l’air et que l’on détecte au plafond. Mais les détecteurs en cause sont plus chers et d’autre part un feu qui couve ne produit pas forcément beaucoup de monoxyde de carbone CO, mais du dioxyde CO2 moins facilement détectable.
       En fait la fumée qui est dégagée quand le feu commence, avant même les flammes, contient beaucoup de particules fines, notamment de carbone. Elle est due à une combustion incomplète de matériaux organiques, et est composée de petites poussières de quelques centièmes de microns, qui s’agrègent entre elles et ont le plus souvent un diamètre compris entre 1 et 10 microns (1 micron = 1/1000 de mm).

       La fumée est relativement opaque et absorbe les rayons lumineux et sur un mètre de distance, l’absorption due à une concentration de 1 gramme de particule par m3 est déjà très nette. Mais dans un détecteur la distance est de l’ordre du centimètre et la précision des mesures est trop faible.
       On se sert d’un autre phénomène, la diffusion des rayons lumineux par les particules. C’est le même phénomène que celui produit dans le brouillard, les rayons lumineux étant diffusés dans toutes les directions, sans être absorbés, d’où un aspect plutôt blanchâtre.
       C’est un phénomène complexe, que l’on peut mettre en équation, notamment pour des particules de très faible dimensions, nettement inférieures au micron, mais je serais incapable de refaire ces calculs que j’ai appris il y a bien longtemps. On appelle cela la « diffusion de Rayleigh ».
       Une propriété simple importante est que les rayonnement de fréquence élevée comme le bleu et le violet, sont beaucoup plus diffusés que les rayonnements de faible énergie comme le jaune et le rouge
       Cela explique que, lorsque vous regardez le soleil vous voyez les rayons venus directement sans diffusion, qui sont jaunes et rouges, alors que lorsque vous regardez le ciel, vous voyez les rayons très diffusés qui sont bleu.
       De même la fumée de cigarette qui monte est légèrement bleutée car la proportion de rayonnement bleus diffusés est plus grande.
       Dans le cas de fumée d’incendie, les particules sont plus grosses et lae phénomène de diffusion est un peu différent (mais tout aussi compliqué à calculer, on appelle cela la diffusion de Mie, qui est le premier physicien à imaginer ce calcul), et cette diffusion est indépendante de la longueur d’onde, et la lumière est, comme dans le brouillard ou les nuages peu épais, blanche puisque toutes les longueurs d’ondes sont diffusées. Puis lorsque les nuages s’épaississent l’absorption devient prépondérante et ils deviennent noirs, comme la fumée si elle contient beaucoup de particules de carbone.

       Les détecteurs optiques d’incendie, sont basés sur ce principe. 
       Une petite diode électroluminescente à très faible consommation, éclaire un petit volume d’air, dans une petite boîte dont les parois ne sont pas réfléchissantes, mais absorbent presque toute la lumière incidente.
       Un photodétecteur recueille la lumière, mais on masque celle que lui enverrait directement la diode.
       En temps normal il ne détecte pratiquement rien, toute la lumière étant absorbée par les parois.
 Si de la fumée pénètre dans le volume de la petite boîte, elles diffusent la lumière émise par la diode  qui est alors détectée.
       Ce procédé est environ 100 fois plus sensible que la mesure de l’absorption directe par une fumée opaque.
       C'est le seul type de détecteur admis en France.

 

     Aux USA il existe d’autres détecteurs qui contiennent une source radioactive de très faible activité (de l’Américium 241 de période 432 ans. Cette source émet des particules alpha (noyaux d’hélium), qui ne parcourent que quelques cm dans l’air et sont absorbés par des parois même très minces (donc pas de danger).
       Un détecteur recueille ces particules et surtout les ions et les électrons arrachés aux atomes d’oxygène et d’azote de l’air de la boîte, ce qui produit un courant constant de référence. Le détecteur est composé de deux électrodes auxquelles on applique une tension électrique. Le champ électrique produit draine particules alpha, ions et électrons vers les deux électrodes.
        Lorsque la fumée emplit la boîte, elle absorbe une partie importante des particules alpha, des ions et des électrons, et le courant baisse, donnant ainsi un signal d’alerte.
       Ces détecteurs ont été interdits en France, en raison de la présence de la source radioactive, qui exigeait un recueil systématique de la source lors du démontage du détecteur, avant mise à la casse.

       Les détecteurs actuels sont relativement fiables et particulièrement adaptés aux incendies domestiques, qui peuvent  couver longtemps en émettant un peu de fumée, avant que n’apparaissent les flammes. Ils permettent de donner l’alerte avant l’apparition de celles ci et de protéger contre une intoxication pat les fumées;

Intermède : drôles de bêtes

       Je n'aime pas les photos d'animaux "arrangées", où on a volontairement affublé l'animal d'accessoires pour que ce soit drôle. C'est trop facile et beaucoup moins difficile que de prendre la photo d'une pause originale de l'animal.

       Certaines cependant m'ont fait sourire car elles avaient un certain humour.

       Je vous en montre aujourd'hui en intermède,, quelques unes trouvées sur internet.

Quelle est votre perception émotionnelle immédiate ?

       Nous avons vu hier la préférence de sensibilité au stress Optimiste / pessimiste, qui relève de notre sensibilité au monde extérieur.
      Dans le même domaine de sensibilité au monde extérieur, je voudrais aujourd'hui examiner notre préférence de perception immédiate émotionnelle, qui conditionne nos réactions émotive aux événements extérieurs.

           Les temps de réaction cérébrale.

       Le cerveau a des temps de réaction très variables. On remarquera sur le graphique ci dessous qu’un signal émotionnel inconscient est transmis par nos sens via une plaque tournante que l’on appelle le Thalamus, à des centres nerveux particuliers du cerveau (les centres amygdaliens) qui sont responsables des réactions de peur, de colère et de déclenchement d’émotions, et des réactions physiologiques correspondantes notamment de sauvegarde de l’individu.
Au contraire une réaction logique et sensée de la pensée n’est possible qu’au bout de quelques secondes.


       Il est donc normal qu’en matière de perception notre cerveau ait d’abord une perception immédiate instantanée d’ordre affectif, et que ce ne soit qu’ensuite, qu’il puisse analyser et interpréter logiquement les sensations.
       Toutefois cette sensibilité de perception instantanée émotive est variable en durée et en intensité selon les individus.

          Cycle "perception, décision, action" de Plutchik 

       La première réaction que nous avons face à une perception (image, son, toucher, discours, lecture), est émotionnelle et affective (inconsciente la plupart du temps).
Ce n’est que dans un deuxième temps que l’on commence à réfléchir, à avoir un comportement rationnel et à prendre une décision, qui entraîne l'action.
        Plutchik, un  psychologue américain,  a imaginé la comparaison suivante du cerveau et d’un moteur thermique d’une voiture : le moteur à trois temps.
       Le cerveau agit en trois phases qui se succèdent :
             1 - la perception immédiate émotionelle dont nous avons parlé
             2 - une phase de perception orientée, raisonnée et de choix rationnel
             3 - une phase d’action.

       Normalement comme tout moteur de voiture, le cycle “tourne” dans ce sens et pas à l’envers
       Le déroulement courant du cycle est celui représenté par les grandes flèches (C). Mais on peut obliger un individu ou un groupe à passer directement de la perception affective à l’action. On obtient alors des comportements violents ou émeutiers (V). Un individu peut, dans certaines circonstances, inverser lui même le sens du cycle.
       Des meneurs reçoivent une formation spéciale pour leur enseigner à inverser le sens du cycle et donc du comportement d'un groupe, en le "gavant" d'affectif" et en l'empêchant de réfléchir.

        Un meneur qu’on l’ait entraîné à le faire, ou qu’il ait appris cela par expérience sur le terrain peut ainsi avoir action sur un groupe ou une foule et les mener jusqu’à la violence ou à l’émeute.
       Il faut pour cela un discours purement affectif, ne faisant appel qu’à la sensibilité immédiate, en se servant des mécontentements et des désirs, en faisant peu à peu monter la pression affective, et surtout en empéchant les cerveaux de réfléchir rationnellement, et inciter à passer à l’action sans justement prendre le temps de percevoir et réfléchir pour décider.
       A l’inverse pour calmer de manifestants ou un groupe qui n’est pas encore engagé dans la violence, il faut s’efforcer de le sortir de son circuit émotionnel pour le faire réfléchir rationnellement aux véritables causes et conséquences de ses mécontentements et souhaits en essayant de les ramener à des faits, à des évaluations précises, en excluant le plus possible sentiments et émotions.

            Notre préférence émotionnelle immédiate : A(affective) / O (orientée) :

        La première réaction que nous avons face à une perception (image, son, toucher, discours, lecture), est donc émotionnelle et affective, partiellement inconsciente et peu maîtrisée. C'est seulement dans un deuxième temps que l'on commence à réfléchir, à avoir un comportement rationnel et à prendre une décision d'action.
       Toutefois cette sensibilité de perception instantanée émotive est variable en durée et en intensité selon les individus et constitue donc une préférence cérébrale.
       On notera « A » la tendance à une grande sensibilité de longue durée, (A comme affective) et « O » la tendance à une faible sensibilité émotive et de courte durée, qui cèdera le pas à la perception (O comme orientée par notre cerveau frontal, qui réfléchit et pense).

       Si vous possèdez une grande sensibilité émotionnelle immédiate A, vous aurez des réactions émotionnelles quasi instantanées aux événements qui se présentent, même anodins.
       Vous êtes par exemple très ému(e) par des images, une musique, un texte, allant éventuellement jusqu'aux larmes et sans avoir de raison rationnelle (les neurologues appellent cela « l'émotion pure », qui est particulièrement contrôlée par le cortex insulaire et le cortex cingulaire antérieur du cerveau émotionnel).
       Quand une personne vous parle, vous êtes sensible à ses émotions face à ses problèmes et vous ressentez une émotion avant de voir les aspects factuels.
       Devant une scène mettant en jeu des personnes, vous êtes plus préoccupé(e) par les personnes et leur devenir que par l'action elle-même et par le souci immédiat de leur venir en aide.
       Lorsque quelqu'un vient vous parler, la première impression que vous avez d'elle est l'impression émotionnelle immédiate, et son récit peut vous émouvoir.
Vous ne l'envisagerez rationnellement que lorsque cette émotion sera passée et que vous serez arrivé au stade de la perception objective, et vous examinerez alors son cas.
      Chez les personnes très sensibles, la perception émotionnelle retarde de façon importante la perception normale des sensations, des informations, des faits et de l'environnement, pouvant même aller jusqu'à masquer une perception objective rationnelle.
        Une partie de ces perceptions immédiates n’étant pas entièrement consciente, vous pouvez vous sentir tout à coup émue, au bord des larmes, sans même savoir pourquoi..

        Si vous êtes peu sensible émotionnellement, (O), vous pouvez avoir des réactions analogues, mais leur durée est beaucoup plus courte et les réactions beaucoup moins importantes.
        Il vous arrivera très rarement d’être très ému(e) sans savoir pourquoi.
         Devant une image, une lecture, une scène, vous ressentez peu d’émotion, mais vous vous intéressez aux faits, à ce qui se passe, aux personnes, mais plus à ce qui leur arrive qu’à ce qu’elles ressentent et recherchera davantage des informations concernant sa situation qu’elle analysera.
        Vous serez moins empathique et vous risquez d'être jugée à tort comme indifférente, égoïste et ne comprenant pas autrui et les sentiments des autres.

        La combinaison des préférences A / O et optimiste/pessimiste est particulièrement importante :
        Chez la personne pessimiste cette sensibilité immédiate l'oriente vers l'émotionnel et le subjectif dont l'incertitude est un terrain favorable pour voir les choses de façon défavorable et pour entretenir la circulation des idées tristes dans le cerveau émotionnel. Elle minimise également l'intervention rationnelle des cortex, frontal (qui réfléchit et organise), et préfrontal (qui prévoit et juge).
         Une personne pessimiste et très sensible aura donc des émotions plus fortes surtout négatives qu’elle maîtrisera peu, est beaucoup plus torturée par son pessimisme, voit la vie encore plus en noir, a souvent des angoisses et des crises de larmes et aura du mal à considérer ses problèmes rationnellement et à voir objectivement le bon coté des choses.
        Une personne optimiste et très sensible conserve son optimisme, mais ressent plus d'émotion.
        Une personne peu sensible sera moins pessimiste ou optimiste, car elle aura tendance à examiner ses perceptions rationellement en regardant plutôt objectivement les faits et en maîtrisant l’aspect émotif.

       Cette préférence A / O intervient donc fortement dans notre humeur et dans notre réaction au stress. Une personne très sensible aura des réactions plus brutales devant le stress ou une grande émotion : larmes, tristesse. Elle exagèrera l’importance de paroles désagréables ou de réflexions péjoratives et soit répliquera de façon soudaine, soit partira souffrir dans son coin.