Détecteur - Définition

Introduction

Un détecteur est un dispositif technique (instrument, substance, matière) qui change d'état en présence de l'élément ou de la situation pour lequel il a été spécifiquement conçu.

Des fonctions supplémentaires peuvent apporter des précisions qualitatives ou quantitatives sur la nature du phénomène observé.

Cet article présente différents détecteurs et quelques applications sans toutefois décrire les détails de leur fonctionnement qui fait l'objet d'articles plus spécialisés.

Il existe de nombreuses sortes de détecteurs :

Détection de rayonnements

Rayonnement électromagnétique et particules élémentaires :

• pellicule photographique ;
• compteur Geiger-Müller (ou compteur Geiger) (rayonnements ionisants de type particules alpha, bêta ou gamma et rayons X)
  • compteur à grille ;
• compteur proportionnel (compteur à flux gazeux ou compteur scellé) ;
• cellule photoélectrique (lumière) ;
• scintillateur ou compteur à scintillation : écran fluorescent, photomultiplicateur (PM) et CPM (Channel PhotoMultiplier) : comptage ;
• capteur photographique (caméra CCD) ;
• analyse dispersive en longueur d'onde et analyse dispersive en énergie ;
• détection du rayonnement thermique (infrarouge) : détecteurs Qwip ;
• détecteur sensible à la position : chambre à bulles, chambre à fils, détecteur à ligne à retard.

Détection des particules (sécurité au travail)

• Poussières
• Fibres
• Gaz toxique
• Radon
• etc.

Détection de contrefaçon

• Détecteur de faux billet de banque à l’aide de la lumière noire.
• Informations sur détecteurs de faux billets

Détection intrusion

Types de détecteurs intrusion

• Contacteurs d'ouverture
• Détecteurs de bris de vitre (détecteur de choc ou vibration)
• Détecteurs volumétriques
  • Infrarouge
  • Ultrason
  • Hyperfréquence
• Barrière infrarouge
• Détecteur de pression (tapis)
• Détecteurs de vibrations (sismographes ou fil pour clôture)
• Détecteur de son : microphones

Détection incendie

Détecteur d'incendie installé à Berlin (Juin 1926)

Principe d'une installation de détection incendie

Une installation de détection incendie a pour but de signaler à un poste central ou au personnel en charge de la sécurité de l'établissement tout évènement pouvant être le signe d'un début d'incendie.

Centrale de détection incendie

En général, la centrale de détection incendie n'est qu'une partie d'un système de sécurité incendie (SSI) plus complexe qui associe la détection (SDI), la mise en sécurité (CMSI) et éventuellement l'extinction.

Les différentes technologies

*Détection conventionnelle :

Un panneau de contrôle principal ( PCP ) supervise une paire de conducteurs électriques par zone de détection. Sur chaque paire, plusieurs équipements de détection variés ( fumée, chaleur ou autres ) peuvent être raccordés. Ces équipements doivent être raccordés en série (l'un à la suite de l'autre). Pour terminer soit par une résistance de fin de ligne ( classe B ou 6 ) soit pour revenir au panneau principale (classe A ou 4 ) [1].

*Détection analogue (adressable) :

Un panneau de contrôle principal ( PCP ) supervise là aussi une paire de conducteurs utilisée pour l'échange de données avec chaque capteur (SLC). Chaque SLC doit être programmé afin d'être reconnu par le PCP. Les capteurs peuvent être ou non câblés en série. Ce genre d'installation diminue grandement les coûts sur l'installation et le câblage pour les moyennes ou grandes applications. Seul des programmeurs certifiés peuvent faire une telle installation [2].

*Détecteur ionique [3][4] :

Ce détecteur possède une chambre, composée de deux électrodes, dans laquelle est placé un matériau radioactif (généralement une pastille d'americium 241) émettant des rayons alpha. Une tension est appliquée aux bornes des électrodes ; un faible courant apparaît, du fait de l'ionisation de l'air de la chambre. Lorsque des particules de fumée y pénètrent, celles-ci captent une partie des rayons alpha, entraînant une diminution du courant, puis le passage en alarme du détecteur.

*Détecteur optique de fumées (ponctuel) ou Photo-électrique [5][6] :

Ce détecteur met à profit l'effet Tyndall. Dans la chambre d'analyse, une DEL et une photodiode sont placées de telle façon que cette dernière ne reçoive jamais la lumière de la DEL en l'absence de fumée. La pénétration de fumée dans la chambre d'analyse entraîne la réflexion de la lumière de la LED sur les particules de fumée, donc la sollicitation de la photodiode. Ce détecteur est très efficace pour les fumées blanches. Il l'est un peu moins pour les fumées noires, à cause de leur faible réflectivité.

*Détecteur linéaire de fumée [7][8][9][10] :

Contrairement aux détecteurs ponctuels de fumée, celui-ci fonctionne sur le principe de l'absorption de la lumière. Le détecteur envoie des impulsions lumineuses (infra-rouges) qui sont traitées par la partie réceptrice du produit. Le détecteur mesure en permanence le niveau du signal reçu. Une baisse du signal reçu est interprétée comme une présence de fumée. La plupart des détecteurs linéaires ont une portée de 100 m, leur permettant de couvrir de grandes surfaces. Ils sont particulièrement bien adaptés pour la surveillance des aéroports, centres commerciaux, usines, entrepôts, musées, gymnases, églises… Il existe deux types de Détecteurs linéaire de fumée : par Projection (Émetteur et Récepteur sont installés à chaque extrémité de la zone à protéger) et par Réflexion (Emetteur et Récepteur sont combinés dans la même unité, l'infrarouge est reflété au Récepteur par un catadioptre)

*Détecteur optique de flamme [11] :

Ces détecteurs possèdent une cellule sensible aux rayonnements IR (Infra Rouge) ou UV (Ultra Violet). Les détecteurs IR travaillent généralement dans la bande lumineuse du carbone de manière à éviter les fausses alarmes.

*Détecteur de chaleur (thermostatique, thermovélocimétrique) [12] :

Les détecteurs thermostatiques passent en alarme lorsqu'ils détectent une température supérieure à un seuil prédéterminé. Les détecteurs thermovélocimétriques sont quant à eux sensibles à la vitesse d'élévation de la température, donnant généralement une information plus précoce que les thermostatiques. Ils donnent en revanche beaucoup plus de fausses alarmes s'ils sont mal placés (ex : élévation rapide de la température due à l'ouverture d'un four dans une cuisine industrielle, ou à la mise en route d'une chaudière...)

*Détecteur multi-capteurs [13] :

Ceux-ci sont constitués d'un détecteur optique de fumée équipé d'un capteur de chaleur aidant à la prise de décision de l'alarme feu. En pratique, la sensibilité du détecteur augmente avec la température.

*tête d'extincteur automatique à eau (Gicleur ou « sprinkler ») :

Pour les particuliers

• Le détecteur-avertisseur autonome de fumée : DAAF

Il s'agit d'un détecteur de fumée couplé à une alarme. Ce petit appareil détecte la fumée dans les premiers instants d'un incendie et déclenche l'alarme.

Il donne le temps soit de maîtriser un feu naissant, soit de fuir s'il y a trop de fumée. Très facile à poser, ce type d'appareil est en général alimenté par une pile 9 volts.

Dans de nombreux pays, les habitations sont équipées de ce type de détecteur : 93% des foyers aux États-Unis, plus de 95% en Norvège et en Suède. Ils sont obligatoires dans de nombreux pays.

Lors d'un incendie, la présence de DAAF divise par dix le risque de mortalité pour les nourrissons et jeunes enfants : les parents, alertés dès le début de l'incendie, ont le temps d'aller les chercher et de les évacuer avec eux.

La plupart des feux meurtriers d'habitation ont lieu la nuit. Les victimes périssent dans leur sommeil, asphyxiées par les fumées. La fumée est très toxique et responsable de 80% des décès. Être alerté dès la naissance d'un incendie est indispensable pour pouvoir agir contre le feu ou fuir à temps.