Comment fonctionne un extincteur CO₂ de type chariot et quel est le mécanisme d'évacuation du CO₂ ?

Dans un extincteur CO₂ sur chariot , le CO₂ (dioxyde de carbone) est stocké dans un cylindre haute pression sous forme liquide. Ce CO₂ sous pression est stocké à environ 50 à 60 bars (725 à 870 psi) pour garantir qu'une quantité suffisante de CO₂ puisse être emballée dans le cylindre à l'état liquide. Le stockage du CO₂ sous forme liquide augmente la quantité de gaz pouvant être contenue dans une bouteille plus petite et plus maniable. La bouteille est fabriquée en acier durable ou en matériaux similaires pour résister à la pression interne, et elle est conçue pour garantir que le gaz reste sous forme liquide jusqu'à ce qu'il soit déchargé. Le CO₂ reste sous forme liquide dans ces conditions de haute pression en raison des caractéristiques critiques de température et de pression du gaz.

Le fonctionnement de l'extincteur CO₂ de type chariot commence lorsque le mécanisme de déclenchement est activé. Cela implique généralement de tirer une poignée ou d'appuyer sur un levier de décharge, ce qui ouvre à son tour la vanne située sur le dessus du cylindre. La vanne est conçue pour réguler le débit de gaz CO₂ provenant de la bouteille. Lorsque l'opérateur engage la poignée ou le levier, la vanne s'ouvre et permet au CO₂ sous pression de sortir du cylindre. Ceci est contrôlé par une goupille de sécurité ou un mécanisme de verrouillage qui empêche toute décharge accidentelle, garantissant que l'extincteur n'est pas utilisé à moins d'être intentionnellement activé. La valve, le tuyau ou la buse sont conçus pour diriger le CO₂ de manière contrôlée, permettant à l'utilisateur de viser et de décharger le gaz avec précision vers la source d'incendie.

Une fois que le CO₂ est libéré du cylindre, le CO₂ liquide subit rapidement un changement de phase, passant d'un liquide à un gaz. Ce changement se produit en raison de la chute de pression drastique lorsque le CO₂ quitte l’environnement à haute pression du cylindre vers la pression plus basse de l’atmosphère environnante. Cette transition de phase provoque la dilatation rapide du CO₂ liquide en gaz, un processus connu sous le nom de vaporisation. Lorsque le CO₂ se transforme en gaz, il se dilate d'un facteur d'environ 450 fois son volume liquide. Cette expansion permet à l'extincteur de libérer un grand volume de CO₂, couvrant une large zone et réduisant efficacement la concentration d'oxygène à proximité de l'incendie. La transition rapide du liquide au gaz provoque également un refroidissement drastique du CO₂, le gaz sortant de la buse à une température extrêmement basse (environ -78,5°C / -109,3°F). Cet effet de refroidissement contribue à la suppression de l'incendie en étouffant les flammes et en réduisant les températures environnantes.

Lorsque le CO₂ passe de son état liquide à l’état gazeux, il absorbe la chaleur de l’environnement en raison de l’effet Joule-Thomson, ce qui rend le gaz très froid. Cet effet de refroidissement est crucial pour la suppression des incendies, car il abaisse la température autour du feu, ce qui contribue à inhiber davantage le processus de combustion. Le froid extrême peut également contribuer à geler le feu ou les surfaces chaudes, créant ainsi une barrière contre la poursuite de la combustion. Le refroidissement des matériaux environnants et du feu lui-même réduit encore davantage les risques de réinflammation, en particulier dans les situations où le feu est alimenté par des liquides inflammables ou des produits chimiques volatils. En plus d'étouffer le feu en déplaçant l'oxygène, l'effet de refroidissement contribue à stabiliser l'environnement et à empêcher le feu de se propager.

La principale méthode par laquelle le CO₂ éteint un incendie consiste à déplacer l'oxygène de l'environnement de l'incendie. Les incendies nécessitent trois éléments clés pour continuer à brûler : le carburant, la chaleur et l'oxygène, collectivement connus sous le nom de « triangle du feu ». En réduisant la concentration d'oxygène autour du feu, le CO₂ perturbe directement la réaction chimique qui alimente le feu. Le CO₂ est un gaz plus lourd que l’air, ce qui signifie qu’il a tendance à se déposer près de la base du feu, où il peut effectivement couper l’approvisionnement en oxygène. Ce processus d'étouffement est rapide et efficace, car le CO₂ agit en réduisant les niveaux d'oxygène en dessous de ce qui est nécessaire à la combustion, généralement en dessous de 15 %. Une fois les niveaux d’oxygène baissés, le feu est éteint. Le CO₂ est particulièrement efficace pour éteindre les incendies impliquant des équipements électriques ou des liquides inflammables, car il n'introduit aucun élément conducteur (comme l'eau) qui pourrait provoquer un court-circuit ou propager l'incendie.