Les scénarios en ingénierie de la sécurité incendie #2 – Méthode de l’Eurocode 1 partie 1-2

Détermination de la courbe de débit calorifique en suivant la méthode Eurocode pour la définition des scénarios feux ISI

L’annexe E de l’Eurocode 1 partie 1-2 propose une méthode pour déterminer la courbe de débit calorifique pour des scénarios d’incendie généralisé. Elle est particulièrement utile en ingénierie de la sécurité incendie (ISI). Toutefois, l’annexe nationale française impose une version légèrement modifiée [2]. C’est cette dernière qui est décrite ici. Cette approche permet de modéliser le développement d’un incendie au sein d’un bâtiment en fonction de ses caractéristiques, telles que le niveau de risque, les matières combustibles présentes ou encore le type d’occupation. Cette fiche s’applique à décrire la méthode dans le cas où la puissance est limitée par la ventilation.

Cet article est le 2^e d’une série de 4 consacrés aux scénarios en ingénierie de la sécurité incendie :

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 : choix des scénarios

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

Courbe de débit calorifique

La méthode proposée dans l’annexe nationale française de l’Eurocode 1 partie 1-2 permet de construire la courbe de débit calorifique qui décrit l’évolution de la puissance dégagée par l’incendie en fonction du temps. La courbe a la forme ci-dessous, caractérisée par trois phases distinctes : croissance, plein développement et décroissance (jusqu’à l’extinction du feu).

L’Eurocode suppose que la phase de croissance et la phase de plein développement correspondent à la consommation de 70% de la charge calorifique disponible et la phase de décroissance correspond à la consommation de la 30% restante. La durée de chaque phase est donc dépendante de la charge calorifique disponible, celle-ci dépend des dimensions et du type d’occupation du compartiment incendié. Ces éléments sont élaborés dans la suite de l’article et par les exemples d’application dans les prochains articles de la série.         

Phase de croissance du feu

La phase de croissance du feu est définie par l’expression suivante :

Où : Q est le débit calorifique en [W] ; Q₀ est égale à 1 MW (valeur de Q atteinte au bout de t_α secondes) ; t est le temps en [s] ; t_α est le temps en [s], nécessaire pour atteindre un débit calorifique de 1 MW.

Le paramètre t_α  caractérise la vitesse de croissance du feu et est choisi en fonction du type d’occupation (Tableaux 4 et 5 de l’Annexe nationale de l’Eurocode 1 partie 1-2).

Puissance maximale

La croissance du feu est limitée soit par l’apport d’oxygène, soit par la nature du combustible, ce dernier étant caractérisé par un débit calorifique surfacique maximal. Dans les études d’ingénierie de la sécurité incendie, on suppose que l’incendie peut se développer pleinement avec un apport d’oxygène sans limite (limitation par le combustible donc). Toutefois, dans un incendie réel, la puissance dépend non seulement du combustible présent, mais également de l’air disponible pour oxyder ce combustible. L’apport d’air est gouverné par les ouvertures disponibles dans les compartiments concernés par le feu. Au sein des bureaux, ce sont les portes et les fenêtres qui déterminent la quantité d’air disponible. Cet élément sera abordé dans une future fiche. Les effets de la ventilation sont analysés en détail lors des simulations.

Le débit calorifique maximum théorique est obtenu en multipliant le débit calorifique surfacique maximum q_max  du ou des compartiments concernés par la surface S de la zone en feu :

La valeur du débit calorifique surfacique maximum est choisie en fonction du type d’occupation (Tableau 6 de l’annexe nationale de l’Eurocode 1 partie 1-2 ci-dessous).

Phase de décroissance du feu

La phase de décroissance est linéaire et débute lorsque 70% de la charge calorifique a été brûlée et se termine quand la charge calorifique est intégralement consumée. Cette dernière est obtenue en multipliant la surface en feu par la densité de charge calorifique q_f,k et par le coefficient de combustion m :

Dans le cas des matériaux principalement cellulosiques, un coefficient de combustion m=0,8 est suggéré. Dans le cas contraire, il convient de retenir la valeur sécuritaire m=1,0. La valeur de la densité de charge calorifique est choisie en fonction du type d’occupation (Tableau 3 de l’Annexe nationale de l’Eurocode 1 partie 1-2 ci-dessous).

Références

 [1]    NF EN 1991-1-2 : Eurocode 1 – Action sur les structures. Partie 1-2 : Actions générales – Actions sur les structures exposées au feu. AFNOR. Juillet 2003.

[2]     NF EN 1991-1-2/NA : Annexe nationale à la norme NF EN 1991-1-2. AFNOR. Février 2007.

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Huy Quang DONG,  chef de projet recherche incendie– CTICM