Détecteur - Définition et Explications

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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 (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...) d'articles plus spécialisés.

Il existe de nombreuses sortes de détecteurs :

Détection de rayonnements

Rayonnement électromagnétique (Un rayonnement électromagnétique désigne une perturbation des champs électrique...) 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 (Les compteurs proportionnels à gaz sont des détecteurs de radiations ionisantes, qui ont un très...) (compteur à flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments...) gazeux ou compteur scellé) ;
  • cellule photoélectrique (lumière) ;
  • scintillateur (Un scintillateur, est un matériau qui émet de la lumière suite à l'absorption d'un rayonnement.) ou compteur à scintillation : écran (Un moniteur est un périphérique de sortie usuel d'un ordinateur. C'est l'écran où s'affichent...) fluorescent, photomultiplicateur (Le photomultiplicateur est un dispositif permettant la détection de photons. Il se présente sous...) (PM) et CPM (Channel PhotoMultiplier) : comptage ;
  • capteur photographique (Un capteur photographique est un composant électronique servant à convertir un rayonnement (UV,...) (caméra CCD) ;
  • analyse dispersive en longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus...) d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation...) et analyse dispersive en énergie ;
  • détection du rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de...) thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de...) (infrarouge) : détecteurs Qwip ;
  • détecteur (Un détecteur est un dispositif technique (instrument, substance, matière) qui change...) sensible à la position : chambre à bulles (Une chambre à bulles est un détecteur de particules qui est formé d'une cuve contenant...), chambre à fils (Une chambre à fils (ou plus précisément chambre proportionnelles multifilaires) est un...), détecteur à ligne à retard.

Détection des particules (sécurité au travail)

  • Poussières
  • Fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se...)
  • Gaz toxique (Un gaz toxique est un gaz dont les propriétés toxiques sont utilisées comme arme...)
  • Radon (Le radon est un élément chimique du tableau périodique de symbole Rn et de...)
  • etc.

Détection de contrefaçon

  • Détecteur de faux billet de banque à l’aide de la lumière noire (La lumière noire ou lumière de Wood (du nom de l'inventeur Robert William Wood), est une lumière...).
  • Informations sur détecteurs de faux billets

Détection intrusion

Types de détecteurs intrusion

  • Contacteurs d'ouverture
  • Détecteurs de bris de vitre (détecteur de choc (Dès que deux entitées interagissent de manière violente, on dit qu'il y a choc, que ce soit de...) ou vibration)
  • Détecteurs volumétriques
    • Infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde...)
    • Ultrason
    • Hyperfréquence
  • Barrière infrarouge
  • Détecteur de pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) (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 (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...) de la sécurité de l'établissement tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) 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 (D'une manière générale, le mot extinction désigne une action consistant à éteindre quelque...).

Les différentes technologies

*Détection conventionnelle :

Un panneau de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...) principal ( PCP ) supervise une paire (On dit qu'un ensemble E est une paire lorsqu'il est formé de deux éléments distincts...) de conducteurs électriques par zone de détection. Sur chaque paire, plusieurs équipements de détection variés ( fumée (La fumée, parfois appelée boucane en Amérique du Nord, est un nuage de particules...), chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent :...) 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 (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) avec chaque capteur (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une...) (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 (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...) radioactif (généralement une pastille d'americium 241) émettant des rayons alpha. Une tension (La tension est une force d'extension.) est appliquée aux bornes des électrodes ; un faible courant apparaît, du fait de l'ionisation (L'ionisation est l'action qui consiste à enlever ou ajouter des charges à un atome ou une...) de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et...) 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 (Une photodiode est un composant semi-conducteur ayant la capacité de détecter un rayonnement du...) sont placées de telle façon que cette dernière ne reçoive jamais la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) 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 ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise...) 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 ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe...) 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 (La projection cartographique est un ensemble de techniques permettant de représenter la surface de...) (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 (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C,...) de manière à éviter les fausses alarmes.

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

Les détecteurs thermostatiques passent en alarme lorsqu'ils détectent une température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) supérieure à un seuil prédéterminé. Les détecteurs thermovélocimétriques sont quant à eux sensibles à la vitesse (On distingue :) 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 (Un four est une enceinte maçonnée ou un appareil, muni d'un système de chauffage...) dans une cuisine (La cuisine est l'ensemble des techniques de préparation des aliments en vue de leur...) industrielle, ou à la mise en route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie...) d'une chaudière (Une chaudière est un appareil (voire une installation industrielle, selon sa puissance),...)...)

*Détecteur multi-capteurs [13] :

Ceux-ci sont constitués d'un détecteur optique de fumée équipé d'un capteur (Un capteur est un dispositif transformant l'état d'une grandeur physique observée en une...) de chaleur aidant à la prise de décision de l'alarme feu (Le feu est la production d'une flamme par une réaction chimique exothermique d'oxydation...). En pratique, la sensibilité du détecteur augmente avec la température.

*tête d'extincteur automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la...) à eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) (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 (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) 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 (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue...), 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 (Le sommeil est un état naturel récurrent de perte de conscience (mais sans perte de la...), 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.

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