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Technologies de lutte contre les incendies
Les feux de forêt représentent un grave danger. À mesure que leur fréquence et leur intensité augmentent, leurs conséquences deviennent mondiales. Cependant, le rythme de l'innovation s'accélère également dans des domaines comme la prévention et la lutte contre les incendies.
Les incidences environnementales, sociales et économiques des feux de forêt mettent en péril des centaines de milliers de vies et de moyens de subsistance, ainsi que de vastes pans de la biodiversité et des écosystèmes entiers. La hausse des températures, les vents violents et la sécheresse, étroitement liés au changement climatique, représentent de nouveaux défis à la prévention et à la lutte contre les incendies.
Selon le rapport préliminaire sur les incendies de forêt en Europe, au Moyen-Orient et en Afrique du Nord, en 2022, l'Union européenne à elle seule a vu plus de 8 300 km2 de terres partir en fumée dans des feux de forêt, soit une superficie totale plus de trois fois supérieure à celle du Luxembourg. Le rapport indique également que 2022 se classe au deuxième rang des pires années pour l'Europe depuis 2006 en termes de surfaces brûlées et de nombre d'incendies.
L'innovation en matière de prévention, de lutte contre les incendies, de contrôle des feux de forêt et de restauration des forêts est essentielle pour relever ce défi.
La réussite mondiale dans ce domaine dépend de l'accès aux bonnes compétences et aux informations techniques contenues dans les brevets, qui décrivent les avancées les plus récentes et peuvent aider les chercheurs ainsi que les innovateurs à trouver des solutions inventives pour traiter les risques à l'échelle internationale.
Cette plateforme basée sur Espacenet est la troisième rendue disponible, après celles consacrées à la "Lutte contre le coronavirus" et aux "Technologies énergétiques propres". Elle propose une trentaine de requêtes de recherche clés en main, associant mots-clés et classification. Ces requêtes permettent une navigation précise parmi les plus de cent millions de documents figurant dans Espacenet. La plateforme a pour objectif d'aider les inventeurs, les scientifiques et les ingénieurs à accéder à l'information brevets la plus pertinente, contenant certaines des connaissances techniques les plus avancées en matière de lutte contre les feux de forêt. L'ensemble des utilisateurs ayant recours à des innovations dans la lutte contre l'incendie peuvent mettre à profit cette plateforme pour découvrir des technologies susceptibles de leur être utiles.
Ces requêtes de recherche découlent de la synergie d'analystes et d'examinateurs de brevets experts de l'Office européen des brevets (OEB), de l'OEBM (Espagne), de l'INPI (Portugal), de l'INPI (France), de l'OBI (Grèce) et de l'UIBM (Italie), qui ont uni leurs forces pour soutenir les scientifiques et les innovateurs dans leurs efforts.
Les domaines couverts sont les suivants :
- Détection et prévention des incendies
- Extinction des incendies
- Matériel de protection
- Restauration après incendie
Objectifs de développement durable des Nations unies
L'innovation dans la lutte contre les feux de forêt contribue à la réalisation des objectifs de développement durable (ODD) suivants des Nations unies :
Détection et prévention des incendies
Les technologies de détection et de prévention sont utilisées pour déterminer le risque d'incendie et identifier les départs de feu le plus tôt possible. Elles sont également utilisées dans la prévention ou l'atténuation précoce des déflagrations.
Lors de la gestion des risques, les systèmes d'alerte précoce jouent un rôle vital. Par conséquent, la recherche et le développement de matériel et de logiciels d'alerte suscitent un intérêt croissant.
Dix domaines technologiques en lien avec la détection et la prévention des incendies sont présentés ci-dessous. Ces technologies s'appuient sur les avancées réalisées dans des domaines comme les technologies de l'information et de la communication, dont font partie l'intelligence artificielle (IA) et l'apprentissage automatique. Les documents brevets sont accessibles en conséquence.
IA et apprentissage automatique
L'IA et l'apprentissage automatique permettent d'analyser et de traiter d'importantes quantités de données issues de diverses sources, comme l'imagerie satellite, les prévisions météorologiques et les capteurs. Ces données peuvent être utilisées pour anticiper la probabilité d'un incendie et détecter les signes précurseurs, ainsi que pour identifier les risques potentiels et surveiller la propagation du feu.
Analyse des risques
L'analyse et le traitement des données sont essentiels à la gestion des incendies, ainsi qu'à l'anticipation de la probabilité des feux de forêt. L'analyse de données issues de diverses sources, comme l'imagerie satellite, les prévisions météorologiques et les capteurs, permet d'identifier les causes potentielles d'incendie et la probabilité qu'un incendie se produise dans une zone spécifique. L'analyse des risques peut également être appliquée aux incendies en cours, par exemple lorsqu'il s'agit d'anticiper le danger que peuvent courir des zones résidentielles, des installations électriques ou d'autres infrastructures situées à proximité.
Caméras et autres moyens d'imagerie
Les caméras, y compris les caméras infrarouges, et autres moyens d'imagerie sont utilisés pour la détection précoce des feux de forêt. Ces dispositifs sont équipés de capteurs qui détectent un incendie avant même qu'il ne devienne visible à l'œil nu.
Capteurs de température et d'humidité
Les technologies de capteurs permettent la détection précoce des incendies. Les capteurs peuvent être utilisés pour détecter divers aspects d'un incendie, notamment la présence de fumée, de chaleur et de flammes. À cette fin, des capteurs de température et d'humidité peuvent être connectés à un système de surveillance qui alerte les autorités en conséquence, potentiellement avant même que l'incendie ne devienne visible à l'œil nu. Chaque seconde peut faire la différence.
Plateformes de prévention stationnaires
Les plateformes de prévention stationnaires fournissent des structures ou des barrières qui empêchent la propagation des feux de forêt. Il peut s'agir de coupe-feux (zones dégagées) et de murs coupe-feu (barrières physiques comme des murs ou des tranchées), ou encore de barrières ignifuges, traitées avec des produits chimiques ignifuges.
Plateformes de surveillance stationnaires
Les plateformes de surveillance stationnaires sont associées à la surveillance non aérienne permanente de zones pour détecter les incendies. Elles sont généralement placées dans des zones à très haut risque afin de donner l'alerte rapidement.
Technologies aériennes
Les technologies aériennes contribuent à la détection et à la prévention des incendies par la collecte et la transmission d'informations. Les avions et les drones peuvent être équipés de capteurs et de caméras pour recueillir des données sur les incendies.
D'importantes avancées dans la surveillance des incendies ont été réalisées grâce à l'utilisation de drones qui permettent de surveiller un incendie et les facteurs connexes en temps réel, notamment la vitesse de propagation, la température, la vitesse du vent et l'humidité. L'utilisation de drones peut accélérer la prise de décision afin de garantir que les ressources appropriées sont acheminées vers les zones critiques. En outre, les drones peuvent être utilisés pour localiser les foyers d'incendie sans mettre en danger l'équipage d'un aéronef. En suivant et en cartographiant les comportements du feu, les drones permettent aux pompiers de déterminer où un incendie risque de se propager. Ils offrent également une haute résolution spatio-temporelle, car ils peuvent voler lentement et à basse altitude.
Observation spatiale
Les satellites et autres technologies spatiales fournissent des informations précieuses sur la localisation, la taille et la propagation des incendies, ainsi que sur les conditions météorologiques et les autres facteurs susceptibles d'influencer le comportement des incendies. Ces informations peuvent être utilisées pour soutenir les efforts de gestion et d'extinction des incendies.
Produits ignifuges
Les produits ignifuges visent à ralentir ou à arrêter la propagation des flammes. Les retardateurs sont des composés chimiques appliqués aux matériaux, aux bâtiments ou aux structures afin de ralentir ou d'empêcher la propagation du feu. Les retardateurs peuvent être appliqués sous forme de sprays, de mousses ou de gels, et peuvent être utilisés à la fois lors du prétraitement des matériaux et pendant un incendie.
Formation au feu de forêt en réalité virtuelle
La réalité virtuelle peut être intégrée dans une formation immersive à l'extinction ou à la prévention des incendies, en simulant des paramètres présélectionnés ou en fournissant des scénarios spécifiques dans un incendie en trois dimensions. Cette technologie comprend du matériel de visualisation et d'affichage, des méthodes et des dispositifs permettant de générer une réalité virtuelle. Elle peut être appliquée à la formation à la lutte aérienne contre les incendies et au sauvetage, ainsi qu'aux environnements de feux de forêt. La formation en réalité virtuelle est sûre, immersive, interactive et reproductible, et permet par conséquent de rendre plus efficaces les interventions lors d'événements réels.
Extinction des incendies
Le type d'opérations d'urgence visant à éteindre les incendies peut énormément varier. En ce qui concerne leur fréquence, les opérations ont tendance à culminer pendant l'été. Malgré le déclenchement rapide de ces interventions, même de petits feux de forêt peuvent se transformer en incendies de grande ampleur en raison de conditions météorologiques défavorables dans des zones à haut risque.
Les feux se propageant avec une forte intensité peuvent durer plusieurs jours et constituer une menace pour les personnes, les biens et les écosystèmes. Ils nécessitent également un large éventail de méthodes d'extinction terrestres et aériennes, coordonnées dans le cadre d'opérations complexes. Ces opérations impliquent des professionnels de différents secteurs : pompiers, personnel des postes de contrôle forestiers, policiers, agents forestiers, pilotes et personnel militaire ; ainsi que de nombreuses technologies : engins tout-terrain, poids lourds, véhicules routiers lourds, véhicules légers 4x4, outils manuels, avions, drones, systèmes de communication et systèmes de géolocalisation. Les incendies de grande ampleur exigent des innovations à grande échelle.
Technologies aériennes
Avions, hélicoptères, drones, montgolfières ou ballons dirigeables font l'objet de nombreuses innovations en matière d'extinction de feux de forêt. Les drones sont particulièrement bien adaptés à cette tâche, car ils peuvent accéder à des zones éloignées et difficiles d'accès où des incendies peuvent se déclarer. En outre, ils ne mettent pas la vie des pilotes en danger, puisqu'ils sont contrôlés à distance. Ils peuvent également être équipés de divers capteurs, caméras et agents extincteurs pour détecter, surveiller et éteindre les incendies.
Avions
Les avions de lutte contre les incendies sont généralement des avions à voilure fixe équipés de grands réservoirs extincteurs qui peuvent être remplis au sol. Les avions amphibies peuvent atterrir directement à la surface de la mer ou des lacs et remplir leurs réservoirs sans autre matériel. Les avions sont particulièrement adaptés aux zones planes et aux zones où l'accès à l'eau est limité ou inexistant, car ils peuvent généralement voler sur de plus longues distances et à plus grande vitesse.
Hélicoptères
Les hélicoptères peuvent être équipés de réservoirs, d'un canon à mousse monté à l'avant ou de seaux. Les seaux sont généralement remplis en les plongeant dans des lacs, des rivières, des bassins ou des citernes transportables. Les réservoirs peuvent être remplis au sol ou l'eau peut être siphonnée depuis des lacs, des rivières ou des bassins. Les hélicoptères ont l'avantage de pouvoir voler à proximité des zones montagneuses et dans d'autres zones à la topographie difficile. Cependant, le vent peut limiter leur utilisation.
Drones et véhicules aériens sans pilote (UAV)
Les drones de lutte contre les incendies peuvent être équipés d'extincteurs à poudre, de bombes d'extinction et de matériel de sauvetage. Ils peuvent également être dotés de caméras optiques ou infrarouges, de systèmes de télémétrie laser et de systèmes d'évitement d'obstacles. Ces systèmes intelligents sont capables d'assurer un lancement précis et d'éviter les obstacles afin d'optimiser l'efficacité et la rapidité du drone/de l'UAV.
Ballons dirigeables, montgolfières, aérostats
Les ballons dirigeables, les montgolfières et les aérostats peuvent être utilisés pour libérer des agents extincteurs ou, par exemple, pour porter du matériel en vol, comme des tuyaux. Ils sont plus sensibles au vent et aux courants ascendants que les autres aéronefs, mais ont l'avantage de pouvoir rester très longtemps dans les airs.
Technologies automobiles (camions de pompiers)
Les technologies automobiles se concentrent sur les véhicules habités ou les robots, les châssis à chenilles pour les terrains vallonnés, les cabines de protection thermique et les dispositifs assemblés ou couplés aux châssis pour le stockage de l'eau, de la terre, des agents extincteurs, ou encore les tuyaux d'eau ou d'air comprimé à haute pression. Ces véhicules peuvent également être équipés de divers capteurs, caméras et agents extincteurs pour détecter, surveiller ou éteindre les incendies, le cas échéant.
Technologies de missiles
Les technologies à longue portée utilisent des missiles ou des fusées pour lancer à distance des agents extincteurs et éviter l'exposition directe au feu. Ces technologies sont conçues pour cibler et éteindre les incendies dans les zones difficiles d'accès, comme les terrains escarpés. Les lanceurs à air comprimé, les fusées ou les systèmes à parachute peuvent lancer de l'eau ou des bombes ignifuges.
Systèmes in situ
Les systèmes d'extinction in situ sont des dispositifs et des infrastructures hydrauliques installés dans les forêts avant qu'un incendie ne se déclare, dans le but de détecter et d'éteindre les départs de feu. Ces systèmes comprennent des dispositifs tels que des capteurs, des caméras et des agents extincteurs qui sont activés lorsque certaines conditions sont réunies, par exemple une augmentation de la température ou la détection de fumée. Les infrastructures hydrauliques comprennent divers systèmes de stockage, de distribution et d'acheminement de l'eau. Ces infrastructures vont des systèmes destinés à empêcher les lacs de geler en hiver à ceux permettant de déterminer les endroits appropriés pour collecter l'eau de pluie ou les bassins dans les régions montagneuses de haute altitude.
Surveillance des feux de forêt en temps réel
La surveillance peut être assurée par des drones qui transmettent à un centre de contrôle des images et des informations en temps réel sur l'état d'un feu de forêt. Cela permet de gérer les opérations d'extinction en fonction des températures ou des conditions de vent détectées. D'autres systèmes utilisent des images satellites et des informations météorologiques pour déterminer l'évolution probable du feu.
Produits extincteurs
Si l'eau est le composé le plus utilisé pour éteindre les incendies, en raison de sa capacité à refroidir, étouffer et interrompre la réaction de combustion des gaz de pyrolyse, des composés inorganiques comme les sels de phosphore et d'azote sont également couramment utilisés comme retardateurs de flamme. Cependant, ils peuvent nuire à l'environnement par des processus comme l'eutrophisation s'ils sont appliqués à proximité de cours d'eau.
Infrastructures hydrauliques transportables
Les infrastructures hydrauliques transportables sont les canalisations, les tuyaux et tout autre matériel hydraulique transportable déplacés vers une zone touchée par un incendie. Elles diffèrent des infrastructures hydrauliques déjà installées dans les forêts.
Matériel d'extinction portatif
Ces dispositifs vont des sacs à dos contenant des agents extincteurs ou de l'air comprimé, aux dispositifs qui recueillent de la terre et la projettent sur le feu. Il peut également s'agir de systèmes à glace sèche qui expulsent du CO2 pour supplanter l'oxygène. D'autres dispositifs portables reposent sur des barrières amovibles constituées de matériaux résistants au rayonnement thermique.
Outils manuels non extincteurs
Outre le matériel d'extinction, les pompiers qui s'occupent des feux de forêt peuvent également transporter d'autres outils utiles pour combattre le feu ou empêcher qu'il ne se propage davantage, comme des pelles et des râteaux ou des balais pour déplacer les matières inflammables. Des dispositifs d'allumage peuvent également être utilisés pour déclencher un incendie contrôlé qui privera un incendie plus important de matières combustibles.
Matériel de protection
Il existe deux grandes catégories de matériel de protection. La première comprend les équipements qui protègent les personnes chargées d'éteindre les incendies. La seconde catégorie comprend le matériel qui protège les éléments structurels des forêts, comme les pylônes électriques et les bâtiments isolés.
Protection individuelle
L'équipement de protection individuelle (EPI) est essentiel pour les personnes en charge de l'extinction des incendies, en particulier dans des conditions extrêmes. Les accessoires tels que les bottes, les casques et les gants sont conçus pour protéger les pompiers et les premiers intervenants de la chaleur, des flammes, de la fumée et des autres risques associés aux incendies. L'EPI respiratoire protège les pompiers de l'inhalation des fumées et des substances chimiques générées par le feu.
Vêtements
Les vêtements des pompiers sont très résistants au transfert de chaleur et aux agressions mécaniques. Ils sont souvent constitués de matériaux composites multicouches. Les vêtements intelligents pour pompiers intègrent des capteurs de surveillance de la température ou de l'état corporel, permettant notamment le transfert de données et d'autres technologies de surveillance, qui doivent être ignifuges et fonctionner à des températures extrêmes.
Textiles pour vêtements de pompiers
Des matériaux composites sont développés et améliorés en continu. Les textiles ignifuges, le plus souvent multicouches, doivent avoir les propriétés de protection requises tout en étant légers et confortables. Ils peuvent être incorporés dans les couches extérieures ou intérieures des vêtements, ainsi que dans les casques et les gants.
Tenues
Les uniformes des pompiers sont soumis à de nombreuses exigences, souvent difficiles à concilier. Ils doivent non seulement être légers, solides et résistants à la chaleur, mais aussi permettre une grande liberté de mouvement lors d'activités dangereuses. Ils peuvent donc être rigides et protecteurs à certains endroits, et plus souples à d'autres. Les uniformes doivent être faciles à enfiler et permettre de fixer, d'intégrer ou de ranger du matériel transportable.
Gants
Les gants doivent être ignifuges, flexibles, protecteurs et avoir une excellente prise. Ils peuvent également comporter des capteurs et/ou des moyens de refroidissement.
Casques
Les casques doivent être solides et légers. Toutefois, les casques modernes sont de plus en plus innovants et peuvent comporter du matériel tel que des voyants lumineux, des capteurs, des dispositifs de localisation et de positionnement, ainsi qu'une protection pour les yeux.
Protections respiratoires contre les incendies
Les protections respiratoires sont des dispositifs tels que des masques pour le visage, des lunettes et des visières qui protègent le système respiratoire et les yeux de la fumée, de la chaleur et d'autres risques liés à l'incendie.
Respiratory protection for firefighters fighting forest fires
Ces protections sont des dispositifs et des équipements spécifiquement conçus pour lutter contre les feux de forêt ou dont l'utilisation dans la lutte contre les feux de forêt est explicitement mentionnée. Néanmoins, tout matériel de protection respiratoire conçu pour ou utilisé par les pompiers en général peut également être utilisé dans le cadre d'un feu de forêt. Les deux concepts ci-dessous couvrent ce type de matériel.
Dispositifs respiratoires pour pompiers
Ces dispositifs utilisent soit de l'oxygène ou de l'air comprimé, soit des filtres, soit une combinaison de ces éléments. Ils contiennent des produits chimiques qui produisent de l'oxygène afin que les pompiers puissent respirer. Les dispositifs respiratoires comportent également des composants spécifiques tels que des systèmes de refroidissement de l'air, des dispositifs d'alerte de contamination ou d'expiration, des soupapes ou des régulateurs de respiration ou à la demande.
Masques, filtres respiratoires et cartouches pour pompiers
Les masques intégraux ou semi-intégraux sont utilisés par les pompiers, avec ou sans pompes de ventilation, ainsi que leurs composants spécifiques. Les cartouches et les filtres respiratoires peuvent également être utilisés en les associant à des masques ou à d'autres équipements de protection respiratoire.
Protection des éléments structurels
Ces protections sont par exemple des tentes, des couvertures ou des bâches ignifuges qui peuvent être rapidement jetées sur une structure (ou un individu) pour les protéger de la chaleur, des flammes et de la chaleur rayonnante. Ce sont également des installations d'arrosage conçues pour fournir aux bâtiments et aux structures similaires une protection externe contre les feux de forêt.
Technologies de restauration après incendie
Les technologies de restauration des forêts après incendie désignent les méthodes et les techniques utilisées pour restaurer et réhabiliter les forêts et autres zones naturelles endommagées par le feu. Ces technologies peuvent être utilisées dans un large éventail d'activités.
La stabilisation des sols est obtenue par leur ensemencement, leur paillage et leur amendement afin d'empêcher l'érosion après un incendie.
La reforestation consiste à planter de nouveaux arbres, arbustes et autres végétaux pour restaurer les zones forestières perdues à la suite d'un incendie. Elle peut également inclure la dispersion naturelle de graines et d'autres techniques pour favoriser la croissance de la nouvelle végétation.
La restauration des habitats consiste à retirer les débris et les arbres tombés, à créer des zones humides et à appliquer d'autres techniques pour restaurer l'habitat naturel de la faune et de la flore touchées par l'incendie.