Une question que je reçois régulièrement concerne la "tolérance à la chaleur" de nos tissus pour vêtementsPyrolon . La question suggère une grande confusion sur le sujet de la protection contre la chaleur. Dans ce blog, je vais donc expliquer la tolérance à la chaleur et la protection pour dissiper toute confusion.
LakelandLes vêtements de Pyrolon offrent une gamme de protection chimique de types 3 à 6. Ces vêtements utilisent des tissus qui répondent aux exigences de la norme FR EN 14116 et sont testés selon l'essai d'inflammabilité verticale EN 15025.
Toutefois, il est important de noter que le but de ce test n'est pas d'indiquer le niveau de protection d'un vêtement contre la chaleur ou les flammes, mais plutôt d'indiquer que le vêtement (et, dans la dernière version du test, ses composants) ne s'enflammera pas, ne propagera pas de flammes et ne laissera pas couler de débris en fusion.
L'essai d'inflammabilité verticale (EN 15025) concerne les vêtements FR secondaires. Ces vêtements sont conçus pour être portés par-dessus des vêtements FR primaires (c'est-à-dire des vêtements certifiés EN11612) et fournissent une protection chimique ou autre sans compromettre les propriétés de protection thermique du vêtement FR primaire.
Les questions qui reviennent périodiquement à propos de ces produits, "Quelle est la tolérance à la chaleur du tissu ? " et "Quelle température ce tissu supportera-t-il ?" suggèrent toutes deux une confusion sur la protection contre la chaleur , car elles se concentrent sur la température.
En réalité, la température n'est pas pertinente ou constitue, au mieux, un facteur relativement mineur dans l'évaluation de la protection contre la chaleur et des causes des brûlures cutanées.
Qu'est-ce qui cause les brûlures de la peau ?
Les brûlures cutanées se produisent parce que les cellules de la peau ne peuvent pas gérer les changements rapides de température de la peau. Sans tenir compte de la température spécifique, une augmentation de 10oCen 10 secondes peut ne pas provoquer de brûlure, mais la même augmentation en 1 seconde le fera probablement. L'apparition ou non d'une brûlure dépend spécifiquement de la quantité d'énergie thermique transférée à la peau au fil du temps ; plus l'énergie thermique transférée est importante dans un laps de temps court, plus la probabilité de brûlure est grande et plus la brûlure est grave.
Les questions importantes ne sont donc pas la température de la source de chaleur, mais la quantité d'énergie thermique qu'elle contient, la quantité qui sera transférée à la peau et sur quelle période.
Par exemple, une très petite source de chaleur à une température relativement élevée contient peu d'énergie, de sorte qu'en cas de contact ou de proximité immédiate, peu d'énergie sera transférée à la peau (c'est pourquoi vous pouvez passer votre main à travers la flamme d'une bougie momentanément sans être brûlé).
En revanche, une source de chaleur importante et concentrée à une température relativement basse - mais supérieure à la température de la peau (le différentiel entre la peau et la source de chaleur est également important) - peut provoquer une brûlure car elle contient beaucoup plus d'énergie à transférer en un temps plus court.
L'objectif des vêtements de protection contre la chaleur est d'empêcher ou de ralentir le transfert de l'énergie thermique de la source de chaleur à la peau.
Dans ces conditions, la "tolérance à la chaleur" d'un tissu ou la température de la source n'a plus d'importance. La véritable question est la suivante : "Quelle est l'efficacité du tissu pour empêcher le transfert de l'énergie thermique à la peau dans une situation donnée ?". (la "situation donnée" indique le type de transfert d'énergie thermique : radiant, convectif, par contact, etc.)
Cochons et matelots brûlants
Les principes qui ont permis de calculer si une brûlure cutanée se produira ou non ont été développés par Alice Mary Stoll alors qu'elle travaillait pour le centre de développement aéronaval américain dans les années 1960. Des travaux approfondis ont été menés pour identifier la relation entre le transfert d'énergie thermique et le temps, ce qui a abouti à l'établissement de la "courbe de Stoll" - un mécanisme simple permettant de prédire la combinaison du transfert d'énergie thermique et du temps qui entraînera une probabilité de 50 % de survenue d'une brûlure au 2e degré. Ce calcul est encore utilisé aujourd'hui comme base pour la prédiction des brûlures.
On dit que le travail consistait à brûler expérimentalement la peau de porcs et de marins. Les marins étaient volontaires mais étaient récompensés par des permissions supplémentaires à terre. Il est raisonnable de supposer que les cochons n'étaient pas pour autant des volontaires !
Qu'est-ce que la "tolérance à la chaleur" ?
L'un des problèmes est de ne pas comprendre ce que l'auteur de la question entend par le terme "tolérance à la chaleur". Je crains que, dans de nombreux cas, ce terme soit utilisé comme un moyen de demander :
"Quelle est la température maximale contre laquelle ce tissu protégera ?"
Si c'est le cas, la question n'a pas de sens et toute réponse donnée n'a pas non plus de sens. En effet, la protection est moins liée à la température qu'au transfert d'énergie thermique. La réponse, en fin de compte, dépend entièrement de l'énergie thermique qu'un objet (disons, un four) contient, de la distance à laquelle vous vous trouvez et de la durée de cette distance. Si cette question était pertinente ou significative, je pourrais répondre avec joie et assurance par :
"Oh, ce tissu a une "tolérance à la chaleur" testée de plus de 30 000oC."
Bien sûr, ce serait une affirmation ridicule et irresponsable... et pourtant elle serait entièrement vraie. La source de chaleur dans ce cas serait le soleil (dont la surface est à peu près à cette température) et la distance qui nous sépare de lui est de 93 millions de miles (à quelques détails près). Le test a consisté à se tenir debout au soleil en portant la combinaison et je peux confirmer que le sujet du test n'a souffert d'aucune brûlure...
Cependant, ce que les utilisateurs veulent parfois dire, c'est : "quel est le point de fusion du tissu ?". Bien que cette question soit plus spécifique, en termes de protection contre la chaleur, elle n'est pas non plus très pertinente pour deux raisons :
- Un tissu peut avoir un point de fusion à XoC; mais en même temps, il peut se ramollir, se décomposer ou changer ses propriétés à une température bien inférieure à XoC.
- Si un tissu a un point de fusion de 252oC(comme c'est le cas des vêtements Pyrolon ), il ne fondra pas avant d'avoir atteint cette température. En fait, cette température a peu d'importance en termes de propriétés de protection contre la chaleur ou d'utilisation du vêtement.
Si la tolérance à la chaleur et la température ne sont pas pertinentes... qu'est-ce qui compte vraiment ?
C'est pourquoi, lorsqu'on me pose une question apparemment simple comme celle-ci, je me demande toujours quel est le raisonnement qui la sous-tend et je répugne à donner une réponse simple car, en vérité, il n'y en a pas.
Lorsqu'on évalue la protection contre la chaleur, la température d'une source de chaleur ou la "tolérance à la chaleur" du tissu est probablement la question la moins importante. Ce que vous devez prendre en compte lors de la sélection de vêtements de protection sont les suivants :
- Le type d'énergie thermique (radiante, convective, de contact, etc.)
- La quantité d'énergie thermique qu'une source contient et la quantité qui peut être transférée au porteur. Cela concerne :
- Proximité de la source
- Durée de l'exposition
- Enfin, quelle est l'efficacité d'un tissu ou d'un vêtement pour résister ou empêcher le transfert de l'énergie thermique de la source à la peau du porteur ? Vous trouverez des informations à ce sujet en consultant les tests de transfert d'énergie thermique contenus dans la norme EN 11612 auxquels un vêtement a été soumis ou en examinant les tests sur mannequin thermique effectués pour indiquer les brûlures corporelles prévues.
Conclusion
La protection contre la chaleur et les flammes est un sujet complexe et il est important de comprendre que des questions telles que "quelle est la tolérance à la chaleur de ce tissu ?" ou "à quelle température ce tissu protégera-t-il ?" sont largement hors de propos. Ces questions n'ont pas de réponse simple et non seulement elles n'ont pas de sens, mais elles sont, en toute franchise (tout comme les réponses simples que l'on peut vous donner), littéralement absurdes.
