Formulation de nouvelles mousses d'extinction d'incendie avec impact réduit sur environnement

Formulation of new fire-fighting foams with reduced impact on the environment

• Auteur / Autrice : Joris Arnault
• Direction : Yves Chevalier, Olivier Houlbert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physico-chimie
• Date : Soutenance le 11/12/2018
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 2004-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Automatique et de Génie des Procédés (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Jury : Président / Présidente : Chantal Larpent
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yves Chevalier, Olivier Houlbert, Koffi Fiaty
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Chantal Larpent, Dominique Langevin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mousse (chimie)

Surfactants biologiques

Agents d'extinction

Feu

Mots clés libres

Mousse extinctrice

Feu

Mousse sans fluor

Émulseur

Interactions polymère-tensioactif

Firefighting foam

Fire

Fluorine free foam

Foam concentrate

Polymer-surfactant interactions

Résumé

Les mousses extinctrices sont utilisées sur les feux de catégorie B (solvants inflammables). L’efficacité des mousses actuelles contenant des agents moussants fluorés est apportée par la formation d’un film aqueux à la surface du carburant enflammé. Les entreprises recherchent et développent de nouveaux agents moussants sans fluor car ce type de tensioactif est nocif pour l’environnement et la santé. Des mousses très stables sont nécessaires pour qu'une couche épaisse de mousse résiste aux températures élevées et au démoussage par le solvant et évite ainsi la ré-inflammation.Dans ce travail, l’amélioration de la stabilité de la mousse a été réalisée en utilisant des épaississants dans une solution moussante avec des tensioactifs non fluorés. Des polysaccharides tels que la gomme xanthane ont été utilisés et ses interactions avec des tensioactifs ont été étudiés. Les complexes formés par ces interactions ont été utilisés dans le but d’améliorer la stabilité de la mousse et sa résistance aux flammes. Ceci engendre des mousses de plus faible moussabilité mais de plus grande stabilité. Des tests à échelle réduite ont été réalisés selon la norme EN1568 et ont montré l’efficacité de l’addition de gomme xanthane. Ces formulations innovantes associant des polysaccharides et des agents moussants sont de bonnes alternatives aux formules contenant des tensioactifs fluorés. Le mécanisme d’action des hydrotropes améliorant la moussabilité a aussi été étudié

Firefighting foams are used on class B fires (flammable solvents). The efficiency of currently used foams containing fluorinated foaming agents is ensured by the formation of an aqueous thin film on top of the burning solvent. The formation of such film requires the use of fluorinated surfactants that specifically adsorb at the water-air interface. Companies currently develop fluorine-free products for firefighting foams because this kind of surfactants is harmful for the environment and health. Very stable foams are necessary to the formation of a thick layer of foam that resists high temperatures and defoaming by the solvent, preventing fire re-ignition.In this work, improved foam stability was achieved by using thickeners in the foaming fluid together with the non-fluorinated surfactants. Polysaccharides such as xanthan gum were used and their interactions with surfactants were investigated. Complex species formed by such interactions were used in order to improve foam stability and resistance against flames. This causes a lower foamability but higher stability of foams. Small scale fires extinguishing experiments performed following the standard EN1568 showed the efficiency of xanthan gum addition. These innovative formulations combining polysaccharides and foaming agents are suitable alternatives to those containing fluorinated surfactants. The action mechanism of hydrotropes improving foamability has also been studied