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L’ingénierie de la sécurité incendie (ISI) peut s’avérer onéreuse et longue. Toutefois, elle conduit souvent à de substantielles économies tout en maintenant un niveau de sécurité élevé. Cet article s’applique à décrire les différentes étapes de l’identification et de la sélection des scénarios incendie d’étude ISI.
Cet article est le premier d’une série de 4 consacrés aux scénarios en ingénierie de la sécurité incendie :
1.Les scénarios en ingénierie de la sécurité incendie : généralités et sélection
2.Les scénarios en ingénierie de la sécurité incendie : méthode de l’Eurocode 1 partie 1-2
3.Les scénarios en ingénierie de la sécurité incendie : effets de la ventilation
4.Les scénarios en ingénierie de la sécurité incendie : exemples d’application
L’ISI, définie dans l’ISO 13943, permet de s’affranchir des limites de la réglementation prescriptive en maintenant un niveau de sécurité équivalent. Elle offre une meilleure adéquation des mesures de protection et de prévention aux risques réels, tout en libérant davantage de possibilités pour la créativité et l’optimisation. Pour plus de détails, vous pouvez consulter la fiche spécifique consacrée à cette méthode ici.
Pour rappel, les principales étapes de la démarche ISI sont les suivantes :
Dans la suite, seules les étapes consistant à identifier et sélectionner les scénarios sont décrites.
Après avoir défini les objectifs de sécurité à atteindre, une identification des risques et une analyse des dangers doivent être menées. Cette étape consiste à lister les différents éléments combustibles au sein du bâtiment et les potentielles sources de départ de feu. Il peut s’agir d’armoires électriques, de mobiliers, de produits stockés, de véhicules ou d’autres éléments pouvant participer à l’incendie.
Par la suite, il est souvent fait l’hypothèse qu’un départ de feu peut se produire sur n’importe quel élément combustible et qu’il puisse se propager à d’autres éléments suivants les sollicitations thermiques qu’ils reçoivent. Ainsi, plusieurs groupes de scénarios peuvent être constitués suivant la nature des départs de feu et de leur localisation.
Suivant la nature du bâtiment et des éléments combustibles qu’il contient, un nombre conséquent de scénarios peut être obtenu. Une sélection peut s’avérer nécessaire afin de limiter le coût et la durée de l’étude.
Pour cela, plusieurs critères sont analysés. Ceux-ci dépendent du type d’étude réalisée (comportement au feu ou désenfumage) et des locaux :
Cette liste est non exhaustive.
Après avoir identifiés les scénarios les plus pénalisants pour le bâtiment, les caractéristiques des feux doivent être choisis. Il s’agit ici de quantifier la quantité de chaleur dégagée par chaque élément combustible et leur production de gaz au cours du temps.
Suivant le type de matériaux, de bâtiment ou d’étude, il existe des guides proposant des courbes de dégagement de chaleur au cours du temps pouvant être utilisées. C’est par exemple le cas pour les études de désenfumage [1], de résistance au feu dans les parcs de stationnement aériens [2], en tunnel [3], etc. Pour les autres scénarios n’étant pas couverts par un guide, il convient de rechercher dans la littérature des résultats d’essais feu impliquant ces combustibles ou des éléments combustibles équivalents. Au cours du projet Flumilog, visant à proposer une méthode de calcul pour quantifier les effets thermiques produits par les feux d’entrepôt, de nombreux types de combustibles stockés ont été testés [4].
Dans le cadre de la présence d’un seul élément combustible ou assimilé à un seul élément, il est possible d’employer une unique courbe de dégagement de chaleur. Toutefois, il est rare de n’avoir qu’un seul élément combustible dans un bâtiment. Si des propagations peuvent se produire, il est possible soit d’imposer leur temps d’occurrence soit de l’estimer par un calcul numérique (ex : FDS [5]). Il convient également de renseigner les propriétés des matériaux (température d’inflammation, capacité calorifique, conductivité, densité, etc).
Enfin, pour qu’un incendie se produise, le combustible et la chaleur seuls ne sont pas suffisants. Les conditions de ventilation, d’amenée d’air et d’extraction de fumées vont également contraindre les scénarios. Une amenée d’air insuffisante va provoquer une sous-oxygénation de l’incendie résultant en une diminution de la puissance associée généralement à l’apparition de flammes à l’extérieur du bâtiment. A contrario si les amenées d’air sont suffisantes, la combustion se produira à l’intérieur du bâtiment. Il convient donc de déterminer ces conditions suivant l’objectif de l’étude. Pour une étude de résistance au feu d’éléments de structures localisés à l’extérieur du bâtiment, une sous-ventilation est nécessaire pour impacter plus fortement ces éléments. A contrario, si ces éléments sont en intérieur, une bonne amenée d’air et un confinement des fumées sont nécessaires pour obtenir des actions thermiques suffisamment importantes.
Enfin, des normes européennes (Eurocodes) et leurs annexes nationales proposent également des méthodes d’élaboration de scénarios. Celles-ci seront abordées dans une future fiche.
[1] LCPP. Guide de bonnes pratiques pour les études d’ingénierie du désenfumage dans les établissements recevant du public, 2017.
[2] INERIS. Parcs de stationnement en superstructure largement ventilés – Avis d’expert sur les scénarios d’incendie, 2001.
[3] CETU, Guide des dossiers de sécurité des tunnels routiers, Fascicule 4 – Les études spécifiques des dangers (ESD), 2003.
[4] INERIS. Evaluation des phénomènes dangereux (incendie, explosion, dispersion) et de leurs conséquences – Programme DRA 72- Opération I1 : Base de données produits Flumilog, Rapport d’étude n° DRA-13-125880-01272D, 2015.
[5] McGrattan K., McDermott K., Hostikka S. & Floyd J., Fire Dynamics Simulator (Version 6) – User’s Guide, National Institute of Standards and Technology, Special Publication 1019, August 2016.
Jean-Baptiste Tramoni, chef de projet recherche incendie– CTICM