Acoustique

Coupe-feu: Robertson et Tran étouffent un incendie

Un nouveau type d’extincteur qui utilise des ondes sonores pour éteindre les incendies a été construit par deux étudiants en ingénierie aux États-Unis. À la fois sans produits chimiques et sans eau, l’invention offre une méthode de lutte contre l’incendie relativement non destructive, qui pourrait trouver des applications dans la lutte contre les petits incendies à domicile, et les chercheurs détiennent maintenant une demande de brevet préliminaire pour leur dispositif.

Bien que le concept d’utilisation des ondes sonores pour éteindre les flammes ne soit pas nouveau, les tentatives précédentes de réaliser le principe – y compris les efforts des équipes de l’Université de Géorgie occidentale et de la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) des États–Unis – n’avaient pas abouti. Sans se laisser décourager par cela, ainsi que par le scepticisme initial de leurs pairs et de leurs professeurs, Seth Robertson et Viet Tran – tous deux étudiants de dernière année de premier cycle à l’Université George Mason en Virginie, aux États-Unis – ont choisi d’explorer le concept, en développant une série de prototypes d’extincteurs sonores pour un projet de recherche.

Tout sur cette basse

Le principe de l’extincteur est simple: comme ce sont des ondes de pression mécaniques qui provoquent des vibrations dans le milieu dans lequel elles se déplacent, les ondes sonores ont le potentiel de manipuler à la fois le matériau brûlant et l’oxygène qui l’entoure. Si le son pouvait être utilisé pour séparer les deux, le feu serait privé d’oxygène et, par conséquent, serait éteint.

Tran et Robertson ont exploré l’impact de différentes fréquences sonores sur les petits feux. Alors que les fréquences ultra-hautes avaient peu d’effet, le duo a constaté que des fréquences basses plus basses – entre 30 et 60 Hz – produisaient l’effet d’extinction souhaité. Composé d’un amplificateur et d’un collimateur en carton pour concentrer le son, le prototype final d’extincteur du duo – qui ne leur a coûté qu’environ 600 to à développer – est un appareil portatif de 9 kg alimenté par secteur avec la capacité d’éteindre rapidement de petits feux alimentés par l’alcool.

« À mon avis, le succès est dû à leur détermination et à leur volonté d’essayer de nombreuses approches différentes pour exploiter les ondes sonores », commente Brian Mark, également basé à l’Université George Mason et directeur de recherche du duo, ajoutant que le prototype actuel a été le résultat de nombreux essais et expériences.

Rattrapant

Après avoir obtenu une demande préliminaire de brevet pour la conception, les chercheurs espèrent maintenant passer à d’autres tests et améliorations de leur extincteur, dans le but de prendre des mesures vers une éventuelle application commerciale. À l’origine, Robertson et Tran envisageaient leur appareil comme idéal pour une utilisation sur de petits feux à la maison – par exemple montés sur une cuisinière – mais étudient maintenant la possibilité d’appliquer le principe à des applications plus larges. Une utilisation possible pourrait être dans l’espace, où les agents extincteurs traditionnels sont difficiles à concentrer sur un feu cible. « Le feu est un énorme problème dans l’espace », explique Tran. « Dans l’espace, le contenu de l’extincteur se répand partout. Mais vous pouvez diriger les ondes sonores sans gravité « , ajoute Robertson.

Une complication possible peut résider dans la chaleur inhérente aux flammes plus importantes. Comme l’extincteur sonique ne contient pas de liquide de refroidissement, il peut être incapable d’empêcher les incendies plus importants de se rallumer une fois le son éteint. Cependant, le travail de leur duo pourrait potentiellement être appliqué à la « robotique en essaim où l’appareil serait attaché à un drone », pour être utilisé dans des situations telles que de grands feux de forêt ou des incendies urbains, améliorant ainsi la sécurité des pompiers.



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