Calorimètre à cône
Calorimètre à cône — ToronFT™ CC
Le calorimètre à cône ToronFT™ CC est un instrument de pointe en sciences du feu qui mesure le taux de dégagement de chaleur, le taux de perte de masse, la quantité et le taux de fumée produits, ainsi que d'autres propriétés de combustion essentielles des matériaux ignifuges, retardateurs de flamme et de tous les matériaux solides, dans des conditions prédéfinies et rigoureusement contrôlées. Basé sur le principe de la consommation d'oxygène (le taux de dégagement de chaleur d'un matériau étant calculé à partir de la concentration d'oxygène dans les gaz de combustion), le ToronFT™ CC offre l'image la plus précise et la plus complète du comportement de combustion d'un matériau disponible en laboratoire.
Le calorimètre à cône est largement reconnu comme l'instrument le plus important pour la prédiction des risques d'incendie et l'évaluation de l'efficacité des stratégies de prévention et de traitement ignifuges. Ses données peuvent être directement intégrées à des modèles mathématiques d'incendie afin de prédire le comportement de la combustion à l'échelle réelle, faisant du ToronFT™ CC une ressource essentielle pour les ingénieurs en sécurité incendie, les spécialistes des matériaux, les chercheurs en protection incendie et les organismes de contrôle qualité du monde entier.
Calorimètre à cône — Applications ToronFT™ CC
- Fabricants de matériaux ignifuges : caractérisation complète des performances de combustion des revêtements, des substrats traités et des matériaux composites
- Fabricants de produits de construction : qualification du dégagement de chaleur et de la production de fumée pour la classification au feu des matériaux de construction
- Institutions de recherche et universités : recherche fondamentale en sciences du feu, développement de modèles mathématiques du feu et génération de bases de données sur la combustion des matériaux
- Laboratoires tiers d'essais et de certification au feu : essais de taux de dégagement de chaleur selon les normes ISO 5660-1 et ASTM E1354
- Services de contrôle qualité : détection et quantification des propriétés de dégagement de chaleur pour la conformité réglementaire et l’homologation des produits
- Fabricants de produits chimiques et d'additifs ignifuges : évaluation de l'efficacité des traitements ignifuges selon les types de matériaux
Normes
Le ToronFT™ CC prend en charge les essais au calorimètre à cône conformément aux normes internationales reconnues en matière de science du feu et d'essais de matériaux, notamment :
- ISO 5660-1 : Essais de réaction au feu — Dégagement de chaleur, production de fumée et taux de perte de masse — Taux de dégagement de chaleur (méthode du calorimètre à cône)
- ASTM E1354 : Méthode d’essai normalisée pour la détermination des taux de dégagement de chaleur et de fumée visible des matériaux et produits à l’aide d’un calorimètre à consommation d’oxygène
Calorimètre à cône — Caractéristiques principales du ToronFT™ CC
- Mesure tous les paramètres critiques de combustion : quantité de chaleur dégagée, taux de dégagement de chaleur, taux de perte de masse, quantité de fumée produite, taux de production de fumée – caractérisation complète des performances de combustion en un seul test.
- Basée sur le principe de consommation d'oxygène : la méthode la plus précise pour déterminer le taux de dégagement de chaleur pour tous les matériaux solides ignifuges et retardateurs de flamme.
- Données exploitables dans les modèles mathématiques d'incendie pour la prédiction du comportement de combustion à l'échelle réelle : essentielles pour les applications d'ingénierie de la sécurité incendie
- Dispositif à cône de rayonnement : enveloppe extérieure en acier inoxydable résistant aux hautes températures, plaque tubulaire chauffante conique résistante aux hautes températures et thermocouple de mesure de température précis
- Couche de protection non réfléchissante avec mécanisme de transmission et de positionnement par biellette : positionnement précis du cône chauffant et contrôle de l’irradiance
- Dispositif d'allumage avec mécanisme de coupure de sécurité : allumage sûr et fiable des échantillons avec protection de sécurité automatique
- Conforme aux normes ISO 5660-1 et ASTM E1354 : les deux principales normes internationales d’essai au calorimètre à cône
- Esthétique soignée, pratique et fiable : conçue pour un fonctionnement continu en laboratoire avec un minimum d’efforts de l’opérateur.
Théorie et méthode
Le calorimètre à cône mesure le taux de dégagement de chaleur selon le principe de la consommation d'oxygène : pour la plupart des matières organiques, une quantité de chaleur quasi constante (environ 13.1 MJ par kg d'oxygène consommé) est dégagée par unité de masse d'oxygène consommée lors de la combustion. En mesurant en continu la concentration et le débit d'oxygène dans le flux de gaz de combustion sortant de la chambre d'essai, l'instrument calcule avec une grande précision le taux de dégagement de chaleur instantané tout au long de la combustion.
Le dispositif de rayonnement conique ToronFT™ CC et son système de contrôle se composent d'une enveloppe extérieure en acier inoxydable haute température, d'une plaque tubulaire chauffante conique haute température et d'un thermocouple de mesure de température de haute précision. Le cône chauffant est constitué d'une couche de protection non réfléchissante, actionnée par un mécanisme de transmission et de positionnement à bielle, et d'un dispositif d'allumage muni d'un coupe-circuit de sécurité. L'échantillon est exposé sous le cône chauffant à un niveau d'éclairement défini. Les gaz de combustion résultants sont captés par la hotte d'aspiration et analysés afin de déterminer leur teneur en oxygène, CO et CO₂. Simultanément, la densité optique des fumées est mesurée et la perte de masse est enregistrée par le capteur de force tout au long de l'essai.
Calorimètre à cône — Spécifications techniques du ToronFT™ CC
| Composant / Paramètre | Détails des spécifications |
|---|---|
| Informations générales | |
| Modèle | ToronFT™ CC |
| Principe de mesure | calorimétrie de consommation d'oxygène |
| Conformité standard | ISO 5660-1 ; ASTM E1354 |
| Matériaux applicables | Tous les matériaux ignifuges, retardateurs de flamme et solides |
| Paramètres mesurés | • Quantité et vitesse de dégagement de chaleur • Taux de perte de masse • Quantité et débit de fumée produite • Concentration de CO et de CO₂ |
| Fonctionnalités clés | • Mesure multiparamètre complète • Acquisition automatique de données de haute précision et surveillance en temps réel |
| Enceinte et construction | |
| Structure de l'enceinte | Conception intégrée combinant l'armoire d'analyse et l'armoire de fonctionnement expérimental |
| Fenêtre d'observation | Verre trempé doté d'une fonction de décompression |
| Système de cône de rayonnement | |
| Construction de cônes | Enveloppe en acier inoxydable haute température avec plaque chauffante conique |
| Puissance et intensité | Puissance nominale de 5000 W ; intensité de rayonnement jusqu'à 100 kW/m² |
| Contrôle de la température | Contrôle par ordinateur + PID + SSR pour une régulation précise |
| Protection contre les radiations | • Matériau : acier inoxydable de 6 mm (non réfléchissant) • Mécanisme : Transmission et positionnement par bielle • Contrôle : Système de contrôle automatique |
| Capteurs et mesure de la chaleur | |
| Mesure du flux de chaleur radiante | Thermocouple blindé en acier inoxydable de type K |
| Système de débitmètre thermique | Fluxmètre thermique de type thermopile • Plage de puissance : 0–100 kW/m² |
| Manipulation et allumage des échantillons | |
| Support de montage d'échantillons | Acier inoxydable ; adaptable à différentes exigences de montage de matériaux |
| Équipement de pesage | cellule de charge G&G • Plage de poids : 0–6200 g • Précision : 0.01 g |
| Dispositif et circuit d'allumage | • Équipé d'un dispositif de coupure de sécurité • Générateur d'étincelles haute tension (transformateur 10 kV) • Allumage automatique sûr et rapide |
| Acquisition de gaz d'échappement | |
| Système d'échappement des fumées | • Ventilateur : Vitesse du vent réglable (volume d'extraction 0–50 g/s) • Hotte : Conception conique pour une captation d'air optimisée • Débitmètre : Débitmètre à plaque à orifice avec sortie numérique haute précision |
| Acquisition et prétraitement du gaz | • Filtration : à trois étapes (haute température, résistante aux acides et aux alcalis, précision ≥ 0.45 μm) • Pompe à vide : débit 36 L/min ; pression de sortie maximale 7 kg |
| Système d'analyse des gaz | |
| Analyseur d'oxygène (O₂) | Siemens (Allemagne) • Plage : 0–25 % • Précision : ±0.1 % O₂ • Temps de réponse : < 5 secondes |
| Capteur de dioxyde de carbone (CO₂) | Capteurs AGM (Allemagne) • Plage : 0–10 % • Précision : ±2 % FS • Temps de réponse : ≤ 6 secondes |
| Capteur de monoxyde de carbone (CO) | Capteurs AGM (Allemagne) — En option • Plage : 0–1 % • Précision : 0.1 ppm |
| Mesure de la densité de fumée | • Source lumineuse : Laser hélium-néon (longueur d'onde 632.8 nm, précision ±5 %) • Photodétecteur : silicium monocristallin Hamamatsu (Japon) |
| Étalonnage et approvisionnement en gaz | |
| Brûleur d'étalonnage | Équipé d'un dispositif de détente de gaz réglable |
| Système d'alimentation en gaz | Comprend une vanne de régulation de pression, un manomètre et un régulateur de débit massique (MFC) pour une source de gaz stable. |
| Système de données et de contrôle | |
| Interface de contrôle | Système informatique doté du logiciel LabelView dédié pour la visualisation, le calcul et le traitement en temps réel |
| Sortie et rapports de données | Sauvegarde automatique, impression des rapports de test et prise en charge de la comparaison multi-courbes |
| Programme d'étalonnage | Prise en charge intégrée de l'étalonnage de divers dispositifs internes pour garantir la précision des données |