Témoignage de réussite d'un client
Essais de résistance au feu et ingénierie de la sécurité incendie
Le calorimètre à cône NETZSCH TAURUS TCC 918 utilisé à l'Université de technologie de Luleå, Suède
Voici un témoignage de clientRhoda Afriyie Mensah, chercheur postdoctoral à la division Structural and Fire Engineering, Department of Civil, Environmental and Natural Resources Engineering, à l'Université de technologie de Luleå (LTU) en Suède. Elle parle de l'utilisation du Calorimètre à cône TCC 918 et de ses variations uniques de programmation du flux de chaleur pendant toute la durée de l'essai, qui ont été cruciales pour les projets d'essais de résistance au feu à LTU et qui ont conduit au développement d'approches novatrices dans le domaine de l'ingénierie de la sécurité incendie.
“Je qualifierais vos solutions et services d'efficaces. Le calorimètre à cône est particulièrement impressionnant par sa capacité à simuler divers scénarios d'incendie et par sa convivialité. En outre, la rapidité du support client de votre équipe ajoute une valeur considérable à votre produit.”
À propos de l'université de technologie de Luleå
L'université de technologie de L uleå(LTU) est située dans le nord de la Suède, à Luleå, dans le comté de Norrbotten. LTU est réputée pour sa recherche de pointe et ses programmes d'enseignement innovants. Elle réalise actuellement un chiffre d'affaires annuel de 2 milliards de couronnes suédoises, emploie 1 500 personnes et compte 17 900 étudiants. Axée sur le développement durable, l'ingénierie et la technologie, elle favorise un environnement d'apprentissage dynamique qui encourage la collaboration et la pensée critique. L'université dispose d'installations modernes et de liens étroits avec l'industrie, ce qui permet aux étudiants d'acquérir une expérience pratique et des compétences essentielles à leur réussite.
L'un des programmes éducatifs de niche de LTU est le programme Fire Protection Engineering (FPE), supervisé par le professeur Michael Försth. Le programme FPE de LTU propose une licence et un master en sciences. Ce programme fait partie du département d'ingénierie civile, environnementale et des ressources naturelles et de la division de l'ingénierie structurelle et de l'ingénierie incendie. Il se concentre sur l'application des principes de la science et de l'ingénierie pour protéger les personnes, les biens et leur environnement contre les risques d'incendie et de fumée.
Le programme d'études comprend à la fois des cours théoriques et des travaux pratiques en laboratoire, utilisant des installations telles que le laboratoire d'ingénierie de la protection contre l'incendie. Ce laboratoire est bien équipé avec des outils avancés tels qu'un calorimètre à cône, un calorimètre de combustion à micro-échelle (MCC), un testeur d'indice limite d'oxygène (LOI), et un four à feu spécialisé, Laboratoire d'ingénierie de la protection contre l'incendie.
Parmi ces instruments, le calorimètre à cône et le testeur LOI ont été achetés à NETZSCH TAURUS Instruments GmbH. Ces instruments sont essentiels pour l'étude du transfert de chaleur et de l'inflammabilité des matériaux, car ils permettent aux étudiants d'acquérir une expérience pratique de l'évaluation de la dynamique du feu et de la réaction de différents matériaux au feu.
Rhoda, pourriez-vous vous présenter, ainsi que votre université et vos domaines d'application/de recherche ?
Je suis Rhoda Afriyie Mensah, chercheuse postdoctorale à l'université technologique de Luleå (LTU) en Suède. J'ai obtenu un doctorat en génie mécanique à l'université des sciences et technologies de Nanjing, en Chine, où j'ai étudié l'application de l'intelligence artificielle à l'analyse thermique et à l'inflammabilité des matériaux. J'ai commencé mes études post-doctorales au sein du groupe d'ingénierie de la protection contre l'incendie de la division de l'ingénierie structurelle et de l'ingénierie de l'incendie à LTU en 2021. Mes recherches portent sur l'évaluation du comportement au feu des matériaux et sur l'incorporation d'agents ignifuges dans les matériaux afin de les rendre moins inflammables. Pour mes recherches, j'ai utilisé divers instruments d'essai d'incendie, notamment le calorimètre à cône et le calorimètre de combustion à micro-échelle. Dans le cadre de mes fonctions, j'enseigne également un cours sur le transfert de chaleur aux étudiants en ingénierie de la protection contre l'incendie et je gère le laboratoire d'ingénierie de la protection contre l'incendie.
Depuis quand la coopération avec NETZSCH existe-t-elle et quels étaient les défis spécifiques que votre division devait relever avant d'utiliser nos solutions ?
La coopération a débuté en août 2022. Avant d'utiliser le calorimètre à côneNETZSCH TCC 918, le laboratoire d'ingénierie de la protection contre les incendies était confronté à d'importants problèmes avec son ancien calorimètre à cône. L'appareil avait une chambre de combustion ouverte, ce qui présentait un risque d'exposition aux flammes et à la chaleur pour les utilisateurs. En outre, l'ancien modèle utilisait de la Drierite, un déshydratant contenant des produits chimiques toxiques. Nous avons cherché une solution qui répondrait à ces préoccupations tout en améliorant notre capacité à mener efficacement des études sur le comportement des incendies. Le TCC 918 offre une chambre de combustion fermée plus sûre et élimine la nécessité d'utiliser des substances toxiques, répondant ainsi à nos préoccupations.
Pourquoi avez-vous choisi NETZSCH? Comment nos solutions ont-elles aidé à résoudre ces défis ?
Nous avons choisi NETZSCH pour sa réputation de fournisseur d'équipements d'analyse thermique fiables et de haute qualité, adaptés aux environnements éducatifs et de recherche. Le modèle TCC 918 offre des caractéristiques de sécurité avancées, notamment une chambre de combustion fermée qui réduit les risques antérieurs, et un logiciel convivial, essentiel pour un apprentissage efficace.
Le TCC 918 de NETZSCH a répondu efficacement à nos défis en fournissant un système de calorimètre plus sûr et plus avancé. La chambre de combustion fermée réduit considérablement les risques d'exposition aux flammes et à la chaleur, garantissant un environnement plus sûr pour notre personnel. L'élimination de substances toxiques telles que le Drierite dans le processus expérimental a encore renforcé la sécurité. De plus, le logiciel convivial du TCC 918 a facilité la conduite des expériences et l'analyse des données, permettant ainsi une expérience plus productive et éducative. Cette solution a permis non seulement de résoudre nos problèmes de sécurité, mais aussi d'améliorer la qualité et l'étendue de nos capacités de recherche.
Rhoda, pourriez-vous nous en dire plus sur votre application spécifique ?
Depuis son installation à l'Université de technologie de Luleå, le calorimètre à cône NETZSCH TCC 918 a été largement utilisé pour étudier les propriétés de réaction au feu d'une large gamme de matériaux. Par exemple, nous avons utilisé avec succès cet équipement de pointe pour étudier l'inflammabilité et les comportements de combustion de matériaux tels que le bois, les plastiques, les textiles, les composites, le biochar, diverses plantes et même le béton. Cela nous a permis de recueillir des données essentielles sur le comportement de ces matériaux dans des scénarios d'incendie, contribuant ainsi de manière significative à notre recherche en ingénierie de la sécurité incendie et aidant à développer des applications de matériaux plus sûres et des stratégies de prévention des incendies dans les industries de la construction et des matériaux.
Veuillez expliquer en détail votre analyse et les résultats de vos mesures.
Le graphique ci-dessous présente les taux de dégagement de chaleur (kW/m²) de divers matériaux en fonction du temps (secondes), mesurés par notre instrument NETZSCH TAURUS TCC 918. Voici une ventilation des étiquettes :
Neat WG (Neat Wheat Gluten): Cette ligne (noire) indique le taux de dégagement de chaleur du gluten de blé pur moulé sans aucun additif. Elle présente un pic important au début, atteignant plus de 700 kW/m², puis diminue rapidement pour se stabiliser près de zéro, ce qui indique une combustion rapide.
BC_APP_WG_COMP (Composite Biochar-Polyphosphate d'ammonium-Gluten de blé): Cette ligne (rouge) représente un composite de gluten de blé, de biochar et de polyphosphate d'ammonium, un produit ignifuge. Elle montre un taux de dégagement de chaleur beaucoup plus faible et plus progressif, culminant à environ 150 kW/m² et diminuant lentement, ce qui suggère que l'ajout de biochar et de polyphosphate d'ammonium réduit considérablement l'inflammabilité et le taux de dégagement de chaleur maximal du gluten de blé de 74 %.
BC_Lanosol_WG_COMP (Composite de gluten de blé Biochar-Lanosol): La ligne (bleue) indique un composite de gluten de blé, de biochar et de Lanosol, un agent ignifuge. Comme le BC_APP_WG_COMP, ce composite présente également un taux de dégagement de chaleur maximal réduit de 14 % par rapport au gluten de blé pur. Ce pic est plus élevé que celui du BC_APP_WG_COMP, mais reste nettement inférieur à celui du Neat WG, ce qui indique un retardateur de flamme efficace.
Les courbes montrent également que l'ajout de lanosol et de biochar améliore légèrement le délai d'inflammation du gluten de blé pur, mais que l'APP et le biochar améliorent considérablement le délai d'inflammation.
Dans l'ensemble, les graphiques illustrent l'efficacité des différents additifs (biochar avec polyphosphate d'ammonium et Lanosol) dans la réduction du taux de dégagement de chaleur et du délai d'inflammation du gluten de blé lorsqu'il est exposé au feu, ce qui est important pour améliorer la sécurité incendie des matériaux fabriqués à partir de gluten de blé.
Y a-t-il eu des caractéristiques spéciales du dispositif d'essai au feu qui ont été particulièrement utiles pour votre application spécifique ?
Le calorimètre à cône TCC 918 possède une capacité unique, essentielle pour nos projets d'essais de résistance au feu. Contrairement aux essais traditionnels de réaction au feu où les échantillons sont soumis à un flux de chaleur constant, le TCC 918 permet de programmer les variations du flux de chaleur pendant toute la durée de l'essai. Cette caractéristique nous a permis de mettre en œuvre et de simuler avec précision différentes courbes de feu, y compris la courbe de feu standard et les courbes paramétriques. En entrant les équations de ces courbes dans le système, nous avons pu ajuster les paramètres de manière dynamique afin de refléter les conditions que ces courbes représentent.
Cette fonctionnalité avancée a permis d'exposer efficacement des échantillons de béton de différentes épaisseurs à des courbes de température standard et spécialisées. L'équipe de l'Université de technologie de Luleå s'est appuyée sur cette fonctionnalité pour réaliser des essais complets de résistance au feu, améliorant ainsi notre compréhension du comportement des matériaux dans différentes conditions d'incendie. Cette adaptabilité et cette précision font du TCC 918 un outil précieux pour nos recherches en cours dans le domaine de la sécurité incendie.
Comment avez-vous utilisé les résultats obtenus pour améliorer votre recherche, votre contrôle de la qualité, votre développement ou votre production ?
Le calorimètre à cône nous a permis de soumettre les matériaux à la courbe standard ISO 834 et aux courbes paramétriques, à l'échelle small, essentielles pour évaluer la résistance au feu des matériaux de construction. Son système de contrôle a permis de respecter cette courbe jusqu'à sa limite de température maximale de 1000°C, ce qui couvre les exigences de la plupart des essais de matériaux. Cette caractéristique s'est avérée particulièrement précieuse pour soutenir l'objectif de l'un de nos projets visant à réduire la taille des essais à des fins de sélection. La polyvalence du calorimètre à cône a amélioré nos processus d'essai, nous aidant à rendre les essais de résistance au feu plus accessibles et plus rentables. Cette capacité est conforme à l'objectif à long terme de notre projet, qui est d'élargir la disponibilité des essais de résistance au feu, ce qui est particulièrement avantageux pour évaluer les nouveaux matériaux et les nouvelles technologies dans l'industrie de la construction.
Quel a été l'impact de l'utilisation de nos solutions ou des résultats de l'analyse sur votre entreprise ? Avez-vous réalisé des économies ou des gains d'efficacité significatifs ?
Oui, l'utilisation du calorimètre conique nous permettra de réaliser des économies et des gains d'efficacité considérables par rapport aux essais de résistance au feu traditionnels. Traditionnellement, ces tests nécessitent des échantillons très large, mais avec le calorimètre conique, nous n'avons eu besoin que d'échantillons mesurant 100 par 100 mm avec une épaisseur allant jusqu'à 50 mm. Cette réduction de la taille des échantillons diminue considérablement la quantité de matériaux utilisés et, par conséquent, les coûts globaux des essais. En outre, la consommation d'énergie du calorimètre à cône est beaucoup plus faible que celle d'un four large généralement utilisé pour les essais de résistance au feu. Cela se traduit non seulement par des économies d'énergie directes, mais contribue également à un processus d'essai plus durable en minimisant l'impact sur l'environnement. Ces gains d'efficacité rendront les essais de résistance au feu plus accessibles et plus rentables, ce qui correspond à nos objectifs d'amélioration de la disponibilité des essais et de réduction des coûts opérationnels. Il convient toutefois de souligner qu'il s'agit d'essais à l'échelle small à des fins d'orientation et de sélection. Pour la classification des éléments de construction, des essais en four à l'échelle large sont nécessaires.
Nos solutions ont-elles également contribué à améliorer la qualité de vos produits ou à optimiser vos flux de travail ?
Oui, l'utilisation du calorimètre à cône a considérablement amélioré la qualité de nos processus d'essai au feu, ce qui, à son tour, a amélioré la qualité des matériaux et des produits que nous avons évalués. La précision et l'adaptabilité du calorimètre à cône nous ont permis d'effectuer des analyses plus précises et plus détaillées des matériaux dans diverses conditions d'incendie. Cette capacité d'essai améliorée nous a permis d'optimiser les compositions et les traitements des matériaux pour une meilleure résistance au feu, ce qui a conduit au développement de matériaux plus sûrs et plus fiables.
Le TCC 918 a considérablement optimisé nos flux de travail et réduit la charge de travail de nos employés, en particulier dans le contexte de l'enseignement et de la recherche à l'université. Son efficacité et sa facilité d'utilisation ont permis d'accélérer la configuration et l'exécution des expériences, ce qui est idéal pour les laboratoires d'étudiants où le temps et la convivialité sont importants. Les étudiants ont pu effectuer plusieurs tests dans un laps de temps plus court, ce qui a amélioré leur expérience d'apprentissage en leur permettant de passer plus de temps avec l'équipement et d'obtenir des résultats immédiats pour l'analyse. Pour les projets de recherche, la nature intelligente du calorimètre à cône permet aux chercheurs d'effectuer plus de tests avec moins de temps de préparation, ce qui conduit à des cycles de recherche plus efficaces et à une progression plus rapide de l'hypothèse à la conclusion. L'introduction du nouveau calorimètre à cône dans notre laboratoire a amélioré la productivité en permettant une gestion plus efficace du temps et en réduisant l'effort manuel nécessaire à la mise en place et à la réalisation des essais d'incendie.
Avez-vous été en mesure d'obtenir de nouvelles informations sur la recherche ou êtes-vous parvenu à un développement complètement nouveau ?
Oui, l'utilisation du calorimètre à cône nous a permis d'acquérir de nouvelles connaissances et a même conduit au développement d'approches innovantes dans le domaine de l'ingénierie de la sécurité incendie. La précision et la flexibilité de l'appareil dans la simulation de divers scénarios d'incendie nous ont permis d'étudier en profondeur le comportement au feu de différents matériaux, y compris ceux qui ne sont généralement pas inclus dans les tests d'incendie standard, comme le biochar. Cela a ouvert de nouvelles voies pour comprendre comment les matériaux brûlent et interagissent dans des conditions d'incendie. Le développement de formulations de matériaux ignifuges constitue une avancée significative. En observant le comportement de différents composites lors d'essais d'incendie contrôlés, nos chercheurs ont pu modifier la composition des matériaux afin d'améliorer leur résistance à la chaleur. Ces connaissances ont également contribué au domaine plus large de la sécurité incendie. En outre, le calorimètre a facilité les collaborations interdisciplinaires, combinant les connaissances de la chimie, de la science du bois et des divisions d'ingénierie de la sécurité incendie d'autres institutions pour explorer l'inflammabilité des matériaux. Cette approche collaborative a non seulement élargi le champ de nos recherches, mais elle en a également accru l'impact.
Avez-vous également fait l'expérience de notre service clientèle ?
Notre expérience en matière d'assistance et de service à la clientèle a été exceptionnellement positive, en particulier grâce aux contributions de l'équipe d'experts de NETZSCH TAURUS Instruments. Leurs réponses rapides et avisées nous ont permis de nous assurer que notre utilisation du calorimètre à cône était à la fois efficace et efficiente. Chaque fois que nous avons rencontré des difficultés techniques lors de la mise en service ou que nous avons posé des questions sur l'équipement, l'équipe de NETZSCH Taurus nous a apporté une aide rapide et précise, ce qui a permis de réduire considérablement les temps d'arrêt et d'améliorer notre productivité globale. Leur expertise nous a permis non seulement d'assurer la maintenance de routine et le dépannage, mais aussi d'optimiser l'utilisation du calorimètre en fonction de nos besoins de recherche spécifiques. Nous apprécions grandement leur dévouement et leur professionnalisme, qui ont nettement amélioré notre expérience et notre satisfaction à l'égard de vos services.
Y a-t-il d'autres défis que vous souhaiteriez nous soumettre pour l'avenir ?
Pour l'avenir, nous sommes ravis d'approfondir notre collaboration avec votre équipe, en nous concentrant sur les essais d'inflammabilité des matériaux avancés et sur le développement de matériaux écologiques et résistants au feu qui pourraient redéfinir les normes de l'industrie. Nous prévoyons également la nécessité d'une technologie avancée dans l'équipement, comme l'ajout d'une caméra pour obtenir des mesures in situ en temps réel. En outre, nous estimons qu'il est très utile d'élargir les programmes de formation et les ateliers afin que notre équipe puisse tirer pleinement parti des capacités évolutives de votre équipement. La poursuite de ce partenariat permettra non seulement d'améliorer nos capacités de recherche, mais aussi de contribuer à des avancées significatives dans le domaine des technologies de sécurité incendie.
Merci de votre attention !
Rhoda, merci beaucoup pour cet entretien, pour cet aperçu passionnant de votre travail et pour vos paroles positives ! Nous nous réjouissons de vous accompagner à l'avenir, à l'aide de nos appareils d'analyse, sur la voie des essais d'inflammabilité avancés et du développement de matériaux respectueux de l'environnement et résistants au feu.
