Design and development of sensors and smart clothes for the monitoring and protection of firefighters : non-invasive and ambulatory thermal measurements

Conception et développement de capteurs et vêtements intelligents pour le suivi et la protection des pompiers : mesures thermiques non-invasives ambulatoires

Aurélien Oliveira (1)

1 INL - Institut des Nanotechnologies de Lyon

Rescuers, within the framework of their missions, operate in hazardous condition and sometimes put their health at risk. To minimize this risk, new personal protective equipment (jacket, t-shirt and boots) were designed by a 23 European partners’ consortium within the research program ProeTEX. This thesis is part of this project and aims to develop an ambulatory monitoring system for firefighters’ thermal parameters; It will be integrated into smart clothes for rescuers. Monitoring is taking place at two levels: Human-environment interface and body. To evaluate the thermal hazard involved, the parameters being monitored are: internal temperature, measured from the tee-shirt and external temperature and heat flux, in the jacket. These parameters are used to assess heat stress imposed by the environment and the health status of the fire-fighter. Two methods of measurement of thermal parameters in the jacket were developed. The project resulted in the development of functional prototypes whose performances have been vouched in validation center. Tests took place in the laboratory and during field trails in extreme conditions.

Les secouristes, par la nature et le cadre de leurs missions, interviennent en environnement à risque et mettent parfois leur santé en danger. Afin de minimiser ce risque, de nouveaux Equipements de Protection Individuelle (veste, tee-shirt et bottes) ont été conçus par un consortium européen de 23 partenaires réunis autour du programme de recherche ProeTEX. Ces travaux de thèse s’inscrivent dans le cadre de ce projet et ont pour objectif de développer un système de monitoring ambulatoire des paramètres thermiques du pompier qui sera intégré aux vêtements intelligents destinés aux secouristes. L’intérêt de cette intégration est le prépositionnement des capteurs afin de réduire le temps de préparation du secouriste. La surveillance s’opère à deux niveaux : l’interface Homme-environnement et le corps. Afin d’évaluer le risque thermique encouru, les paramètres faisant l’objet d’un suivi sont : la température interne, mesurée depuis le tee-shirt, et la température externe et le flux thermique, mesurés dans la veste. Ces paramètres permettent d’apprécier la contrainte thermique imposée par l’environnement et l’état de santé du pompier. Deux méthodes de mesure des paramètres thermiques dans la veste ont été développées. Le projet a abouti au développement de prototypes fonctionnels dont les performances ont été attestées en centre de validation. Des tests ont été conduits en laboratoire et en conditions extrêmes sur le terrain à la Brigade de Sapeurs-Pompier de Paris et au « International Firefighting, Survival and Rescue at Sea Training Center » de Pavie, Italie, pour démontrer la fonctionnalité des EPI en conditions réelles.

Mots clés: Smart clothes; Thermal measurement; Ambulatory monitoring; Thermal risk prevention

Mots clés: Energétique; Thermodynamique; Mesures thermiques; Monitoring ambulatoire; Prévention risque; Risque thermique; Vêtements intelligents

Domaines: Autre [cond-mat.other]

Aurélien Oliveira. Conception et développement de capteurs et vêtements intelligents pour le suivi et la protection des pompiers : mesures thermiques non-invasives ambulatoires. Autre [cond-mat.other]. INSA de Lyon, 2011. Français. ⟨NNT : 2011ISAL0008⟩. ⟨tel-00677778⟩