Soutenance mémoire
Cas d’un incendie dans un bâtiment
Cette troisième partie du questionnaire s’intéresse aux connaissances du panel face à un incendie dans un bâtiment.
Quatre situations étaient proposées : i) incendie dans la pièce où je me trouve, ii) incendie dans un étage supérieur à celui où je me trouve, iii) incendie dans un étage inférieur et enfin iv) de la fumée commence à rentrer sous la porte de la pièce dans laquelle je me trouve.
De la même manière que pour la situation d’incendie en tunnel, un grand nombre de sondés ne connait pas les bons réflexes, même si leur proportion est plus faible que pour les situations en tunnel. Globalement, moins de la moitié des répondants sait réagir dans chacune des quatre situations proposées, et certaines personnes ont de fausses convictions sur les gestes à adopter.
Afin d’informer les sondés sur les conduites recommandées par les services spécialisés dans les situations données, ceux qui le souhaitaient se sont vu remettre un pense-bête pour chaque situation.
Intérêt des répondants pour le sondage
S’ils le souhaitaient, dans le dernier champ du questionnaire, les sondés pouvaient laisser leurs coordonnées afin de recevoir les résultats du sondage et les conduites recommandées en situation d’incendie dans un tunnel ou un bâtiment. Sur les 431 sondés, 226 personnes ont souhaité recevoir ces informations, soit plus de 52 % de l’échantillon. Cela témoigne d’un intérêt majeur de la population envers la connaissance des conduites à tenir en situation d’incendie.
Conclusion du sondage
En conclusion de ce sondage, on constate qu’une majorité de la population n’a pas les bons réflexes en situation d’incendie dans un tunnel ou dans un bâtiment. Néanmoins, cela n’est pas dû à un désintérêt ou une mauvaise volonté, car plus de la moitié des sondés a souhaité en savoir davantage. Ces résultats soulèvent la question de la culture du risque incendie au sein de la population française. D’après la définition du site Géorisques , la « culture du risque » est la connaissance par tous les acteurs (élus, techniciens, citoyens, etc.) des phénomènes naturels et l’appréhension de la vulnérabilité.
Cette définition s’étend également au risque incendie. L’information des populations, et ceci dès le plus jeune âge, est un moteur essentiel pour faire progresser la culture du risque incendie. Celle ci doit permettre d’acquérir des règles de conduite et des réflexes, mais aussi de débattre collectivement des pratiques, des positionnements ou encore des enjeux.
Développer la culture du risque serait synonyme d’amélioration de l’efficacité de la prévention et de la protection. En faisant émerger tout une série de comportements adaptés lorsqu’un événement majeur survient, la culture du risque permet une meilleure gestion de la situation conduisant à une meilleure protection de la population.
Problématique étudiée
Il apparaît cependant qu’enrichir la culture du risque incendie est une solution qui ne se suffit pas à elle-même pour limiter au maximum les conséquences d’un incendie.
Avoir les bons réflexes est certes un élément essentiel, mais il est également nécessaire de prévenir techniquement le risque à la source pour améliorer davantage les méthodes de gestion de la situation en cas d’incendie.
Cela peut se faire à travers différents dispositifs comme :
▪ la pose de détecteurs et avertisseurs autonomes de fumée (DAAF), obligatoires dans les logements privés depuis 2015 en France ;
▪ les études d’ingénierie du désenfumage ;
▪ les retours d’expériences (REX), soit sur des évènements passés, soit sur des exercices de pré-exploitation in situ.
Depuis mars 2015, les logements privés en France sont tenus d’être pourvus de DAAF.
L’équipement est obligatoire mais les assureurs ne peuvent pas sanctionner les personnes en cas de non installation. Il est cependant possible que l’assureur favorise l’installation en proposant des réductions sur le tarif de l’assurance habitation. En résumé, dans tous les cas, pour les personnes ayant souscrit la garantie incendie dans leur contrat d’assurance habitation, le logement sera couvert en cas d’incendie qu’il soit équipé d’un détecteur ou non. Par ailleurs, deux ans après la mise en application du décret rendant leur installation obligatoire, il est encore trop tôt pour juger du degré d’efficacité de ces détecteurs dans la limitation du nombre de victimes d’incendies.
Dans la suite sont développées deux dispositifs d’amélioration de la sécurité des personnes en cas d’incendie :
▪ les études de ventilation et de désenfumage (chapitre 2).
▪ les retours d’expériences (chapitre 3).
ÉTUDE DE CAS DE VENTILATION ET DE DESENFUMAGE ET SIMULATIONS NUMERIQUES
Ce chapitre traite de l’amélioration de la sécurité des personnes dans un milieu bâti type M « magasins de vente, centres commerciaux » au sens de l’arrêté du 25 juin 1980. En France, les règles à respecter en matière de sécurité incendie dans les établissements recevant du public sont édictées par le règlement de sécurité contre l’incendie relatif aux établissements recevant du public, initialement approuvé par l’arrêté du 25 juin 1980 [5].
Selon la norme NF EN ISO 13 943 de mars 2011, l’ingénierie de la sécurité incendie désigne l’application des méthodes d’ingénierie, fondées sur des principes scientifiques, au développement ou à l’évaluation de conceptions dans un environnement bâti au moyen de l’analyse de scénarios d’incendie spécifiques.
L’ingénierie du désenfumage désigne en France l’application de ces méthodes dans le but d’évaluer l’acceptabilité d’une installation de désenfumage dans un ou plusieurs espaces prédéfinis, comme une circulation, un local ou un atrium.
Ainsi, une étude d’ingénierie de désenfumage est la mise en œuvre d’une démarche d’ingénierie du désenfumage pour une ou plusieurs zones de désenfumage.
L’ingénierie du désenfumage
▪ permet d’agir, en amont, dans la conception des installations de désenfumage des infrastructures ;
▪ dans des bâtiments déjà construits, permet d’évaluer l’efficacité des installations de désenfumage. Si l’efficacité est jugée bonne : pas de problème. Si l’efficacité ne permet pas d’assurer la sécurité des usagers, des mesures compensatoires doivent être prises et/ou l’installation de désenfumage doit être révisée.
Étude de cas
L’étude de cas réalisée est décrite dans ce paragraphe. L’environnement choisi est un centre commercial et on s’intéresse dans cette étude au désenfumage de son mail. Une étude de ce type se déroule en plusieurs temps :
▪ Définition du scénario d’incendie de dimensionnement ;
▪ Vérification du dimensionnement du désenfumage ;
▪ Éstimation du temps de mise en œuvre du désenfumage et du temps d’évacuation des occupants ;
▪ Vérification des prédictions par la simulation numérique.
Définition du scénario d’incendie de dimensionnement
Un scénario est une description qualitative du déroulement d’un incendie dans le temps,identifiant les évènements clés qui caractérisent l’incendie et le différencient des autres incendies potentiels [10]. Comme le nombre de scénarios possibles est quasi infini et qu’il serait impossible de tous les analyser, il apparaît nécessaire d’en identifier certains, spécifiques et quantitatifs, que l’on nommera incendies de dimensionnement. En ingénierie du désenfumage, un scénario de dimensionnement regroupe l’ensemble des éléments susceptibles d’influencer l’enfumage d’un bâtiment et ses conséquences.
Puissance du feu et cinétique de combustion
La cinétique de combustion, qui désigne par extension l’évolution temporelle du débit calorifique , est également appelée terme source ou source prescrite. Il s’agit d’un paramètre clé, surtout dans les premiers instants du scénario, quand le désenfumage n’est pas encore activé ou pleinement établi [8]. Dans notre cas, nous choisissons de modéliser une montée linéaire en puissance de feu, la puissance maximale de 12 MW étant atteinte 8,5 minutes après le départ du feu, comme le préconise le guide des bonnes pratiques pour les études d’ingénierie de désenfumage dans les établissements recevant du public [8, p. 64]. Le taux massique de production de suie (SOOT_YIELD dans la Figure 15) est fixé à 5 % et l’enthalpie de combustion (HEAT_OF_COMBUSTION) à 25 kJ/kg, toujours selon le guide des bonnes pratiques.
Le coefficient d’extinction de la lumière est le logarithme népérien du rapport de l’intensité lumineuse incidente à l’intensité lumineuse émise, par unité de longueur de la trajectoire optique.
Ce coefficient s’exprime donc en m-1 . Il traduit l’atténuation de la lumière, due notamment à la présence de suies (soot en anglais).
L’enthalpie de combustion est l’énergie dégagée sous forme de chaleur par la réaction de combustion d’une unité de masse de combustible dans les conditions normales de température et de pression. L’enthalpie de combustion s’exprime en J/kg. Lorsque le combustible est solide, cette enthalpie est influencée, le cas échéant, par des paramètres extérieurs comme l’humidité ou la ventilation. [8]
Vérification du dimensionnement du désenfumage
D’après l’instruction technique n°246 [6], pour les évacuations de fumées et les amenées d’air, aucune ouverture ne doit avoir une de ses dimensions inférieure à 0,20 m.
Dans notre cas, les deux amenées d’air – qui sont également les issues de secours – sont de dimension 7 m * 3 m : la condition de l’IT 246 est donc respectée pour les amenées d’air. Les trois exutoires sont de dimension 2 m * 2 m : la condition est également respectée pour les exutoires.
Cependant, la hauteur du mail n’est pas traitée par l’IT 246 (qui s’arrête à une hauteur de 15 m).
Il n’est donc pas possible d’utiliser l’IT 246 et le recours à l’ingénierie du désenfumage s’impose.
Choix du logiciel pour traiter ce cas
Les dispositions réglementaires relatives au désenfumage figurant dans le règlement de sécurité indiquent que le dimensionnement d’une installation de désenfumage peut être réalisé selon l’une ou l’autre des dispositions suivantes : soit i) l’application des solutions toutes faites prescrites dans les instructions techniques n° 246 et 263 [6] [7], soit ii) le dimensionnement d’une solution sur mesure, en faisant par exemple appel à l’ingénierie du désenfumage. Dans le second cas, il s’agit de prouver que le désenfumage est acceptable au regard des critères prescrits dans le règlement de sécurité : c’est le cas choisi dans cette étude.
Dans notre cas, on choisit un modèle 3D car c’est le seul à pouvoir traiter une géométrie complexe, les modèles de zones étant plus adaptés à des géométries plus simples, de type « boîte ».
Dans notre étude de cas, nous avons choisi de travailler avec un logiciel utilisant un modèle tridimensionnel (3D). Le choix du logiciel s’est porté sur FDS (Fire Dynamics Simulator). FDS est un modèle de mécanique des fluides numérique (CFD 11) qui résout numériquement les équations de Navier-Stokes sous la forme de simulation des grandes échelles. Autrement dit, cela signifie que le logiciel ne représente explicitement que les tourbillons qui ont une taille supérieure au maillage choisi en paramètre d’entrée. Le logiciel FDS est particulièrement adapté pour calculer le flux des fumées et les champs de vitesse et de température.
RETOUR D’EXPERIENCE
Outre les études théoriques comme les études d’ingénierie du désenfumage, un recours à la pratique est nécessaire d’une part pour vérifier in situ les résultats des modélisations et d’autre part pour évaluer des paramètres non modélisables de façon précise, comme les réactions des occupants d’un bâtiment ou des usagers d’un tunnel face à un incendie par exemple. Ainsi, les retours d’expériences sont nécessaires pour améliorer l’exploitation des infrastructures et optimiser la sécurité de ses occupants, en identifiant les dysfonctionnements et en proposant des solutions pour y remédier.
Il existe deux sortes de retour d’expérience :
▪ Les retours d’expérience sur des évènements passés. Ils servent à tirer des leçons sur les incidents qui se sont produits par le passé ;
▪ Les retours d’expérience sur des exercices de sécurité avant l’exploitation ou sur des exercices annuels des tunnels en exploitation.
Ce chapitre traite d’un retour d’expérience sur un exercice de sécurité (simulation d’incendie) dans le tunnel des Tchécoslovaques à Lyon 7ème.
Finalité d’un retour d’expérience
La mise en place d’un retour d’expérience sur un exercice de sécurité en tunnel s’inscrit dans une démarche d’amélioration continue. Cette démarche de progrès fait suite à l’analyse de l’exercice, qui passe par une connaissance précise de l’incident, de son origine et de la façon dont il est traité par les différents services d’intervention.
D’après la note d’information n°11 Mise en œuvre du retour d’expérience dans les tunnels routiers du CÉTU, le retour d’expérience doit permettre à l’exploitant « de mieux identifier les éventuels problèmes et d’adapter en conséquence les dispositions de sécurité, notamment d’exploitation ».
Cette analyse le conduit à « une réflexion systématique sur les dysfonctionnements qui ont pu se produire et à proposer des solutions pour y remédier. Par ailleurs, la disponibilité des mêmes types de données au niveau national permettra à chaque exploitant de comparer son tunnel avec des ouvrages similaires, et le cas échéant l’amènera à rechercher les causes des différences ».
Concrètement, il s’agit de tracer et d’analyser l’ensemble des actions qui se sont déroulées au cours de l’exercice.
Ainsi, cette démarche vise à :
▪ Alimenter un processus d’amélioration continue de la sécurité ;
▪ Satisfaire une obligation réglementaire ;
▪ Améliorer la programmation et l’organisation des exercices de sécurité futurs ;
▪ Engager des actions correctrices immédiates en termes de procédures, consignes, actions de maintenance ou gestion du trafic ;
▪ Mutualiser les bonnes pratiques des acteurs externes (services de secours, police, préfecture) ;
▪ Préparer l’évolution et l’optimisation à court terme des plans d’intervention et de sécurité (PIS).
Én somme, il s’agit ici de tracer et d’analyser l’ensemble des actions qui se sont déroulées au cours de l’exercice de sécurité.
Expérience : exercice de simulation d’incendie
Présentation de l’ouvrage des objectifs de l’exercice
L’exercice réalisé consiste en une simulation d’incendie dans un tunnel routier urbain monotube unidirectionnel de 320 m de longueur avec un TMJA de l’ordre de 17 500 véhicules par jour en 2015.
Situé au sud du quartier de la Part-Dieu à Lyon, le tunnel des Tchécoslovaques relie le boulevard des Tchécoslovaques au boulevard Vivier Merle, au niveau de la Manufacture des Tabacs (Université Lyon 3).
Scénario et déroulement de l’exercice
Pour atteindre les objectifs précités, le scénario suivant est mis en place.
Le scénario est un incendie de véhicule léger, situé au milieu de l’ouvrage au PM 170, juste avant la connexion avec la bretelle d’entrée latérale. Le véhicule prend feu suite à un problème d’échauffement. S’en suit alors un incendie d’une puissance de 8 MW du véhicule arrêté. Le choix du positionnement de l’incident et de la puissance d’incendie est fait conformément au scénario 2a identifié dans la pièce n°3 du dossier de sécurité de l’ouvrage : l’étude spécifique de dangers (ÉSD). Le trafic est considéré comme fluide avant l’évènement, puis devient bloqué dès le début de l’incendie, en amont du véhicule en feu. Les usagers doivent évacuer l’ouvrage par leurs propres moyens. De plus, une nasse de véhicule est simulée en tête de l’ouvrage empêchant le 1er échelon des véhicules de secours du SDMIS d’arriver jusqu’au lieu de l’évènement.
La simulation de l’incendie est réalisée à l’aide d’une machine à fumées produisant une fumée blanche en ouvrage. La victime décédée dans son véhicule est symbolisée par un mannequin. Les conditions météorologiques réelles sont prises en compte lors de l’exercice. L’ouvrage ne possède pas d’accélérateurs : la ventilation est naturelle.
Bilan de la transmission de l’alerte
Un objectif majeur de cet exercice étant d’observer le passage de l’alerte et des informations entre les intervenants, on détaille ici la transmission des informations entre les acteurs. Ces informations ont été récoltées en post traitement grâce aux questionnaires observateurs, comme les informations relatives au fonctionnement des équipements du tunnel.
L’opérateur a détecté la présence de fumées dans le tunnel grâce à la vidéosurveillance. L’alerte a ensuite été reçue au PC COMET via la détection automatique d’incident (DAI) fumée très rapidement après le départ de l’incendie. La transmission de l’alerte s’est déroulée correctement suivant le schéma d’alerte définis dans le plan d’intervention et de sécurité.
Une seconde alerte a été transmise au PC COMÉT à 22h33 par le biais de deux appels d’urgence. Deux appels ont été passés simultanément entrainant des interférences dans la transmission des instructions du PC vers les usagers.
Suite à cela, le PC COMET a alerté :
▪ L’opérateur sécurité viabilité (OSV) du Grand Lyon et l’agent sécurité viabilité (ASV) de la société GSA à 22h32 pour procéder à la fermeture de l’ouvrage. Dans le cadre de l’exercice, l’ouvrage était déjà fermé. Cette communication s’est déroulée correctement ;
▪ Le SDMIS à 22h32. Cette communication s’est déroulée correctement ;
▪ Le CIC à 22h32. Par convention d’exercice, les forces de l’ordre ne devaient pas se rendre sur place. Cette communication s’est déroulée correctement ;
▪ Le cadre d’astreinte (CAT) à 22h38. Cette communication s’est déroulée correctement ;
▪ L’astreinte technique en charge de la maintenance à 22h39. Cette communication ne s’est pas déroulée de façon optimale. Én effet, la personne en charge de l’astreinte change tous les jeudis, la période d’astreinte étant d’une semaine. Les coordonnées de la personne chargée de l’astreinte sont inscrites sur une feuille. L’opérateur s’est servi de la fiche de la mauvaise semaine et a donc contacté la mauvaise personne. Par convention d’exercice, l’astreinte technique ne devait pas se rendre sur place.
Le PC COMÉT a également informé de l’incident :
▪ Le PC Bornes à 22h37. Cette communication s’est déroulée correctement ;
▪ TCL (Keolis) à 22h40. Cette communication s’est déroulée correctement.
Bilan des questionnaires figurants
Les réponses aux questionnaires des figurants ont permis d’enrichir ce retour d’expérience et de soulever des points qui n’auraient pas forcément été remarqués par les seuls observateurs.
Ces réponses valident le bon fonctionnement d’un certain nombre d’équipements du tunnel, comme la signalétique (panneaux et les plots de jalonnement), qui ont facilité la prise de conscience des figurants ainsi que leur évacuation.
Le questionnaire soulève aussi quelques points pouvant être améliorés, comme le son des bornes d’appel d’urgence qui n’était pas clair, rendant l’échange d’informations difficile entre les figurants et le PC COMET. Un autre point soulevé concerne le visuel des panneaux « S.O.S » (CE2a) signalant les postes d’appel d’urgence, peu visibles pour un piéton dans le tunnel marchant de l’aval vers l’amont, et encore moins en présence de fumée dense.
Pour conclure, il a été demandé aux figurants de donner en un mot leur ressenti quant à la traversée d’un tunnel avant et après l’exercice.
Il ressort alors que l’exercice a permis une large prise de conscience de la part des figurants qu’un incendie en tunnel peut avoir des conséquences bien plus importantes qu’un incendie ordinaire, et que de nombreux services doivent être dépêchés sur place pour gérer l’évènement.
Pour l’exploitant, il s’agit ici d’une confirmation, si besoin était, du caractère anxiogène des tunnels routiers. Énfin, l’auto-évacuation des figurants s’est bien déroulée en comparaison avec le bilan du scénario 2a de l’ÉSD qui stipule que « les conditions d’évacuation pour les usagers situés derrière l’incendie sont en partie difficiles » et que « les usagers qui se trouvent directement en amont de l’incendie se trouvent dans une position critique en termes de visibilité et devront réagir très rapidement pour rejoindre l’issue de secours au PM 70 [i.e. la bretelle de sortie]. Les conditions de température et de de toxicité restent acceptables pour l’auto-évacuation. ». Les usagers n’ont en effet pas eu de difficultés à sortir du tunnel, leur cheminement vers l’extérieur s’étant déroulé facilement. Cependant, le fait que les figurants aient eu une visibilité très réduite dès l’allumage de l’incendie vient souligner l’importance et l’utilité des installations de ventilation permettant une stratification des fumées. Le tunnel des Tchécoslovaques fonctionne en effet en ventilation naturelle et le courant d’air naturel je jour de l’exercice était tel que la vitesse du vent était supérieure à une vitesse critique VC au-dessus de laquelle on observe une déstratification des fumées.
CONCLUSION
La première partie de ce rapport nous a montré les lacunes constatées en matière de culture du risque incendie au sein de la population française. En effet, plus de la moitié de la population ne réagit pas de façon adéquate en situation d’incendie dans un tunnel ou un bâtiment, et une partie non négligeable cède à la panique. Cela met en lumière la nécessité d’améliorer les connaissances générales de la population dans le domaine de la gestion du risque incendie.
Dans la seconde partie, nous avons mis en évidence l’importance des études d’ingénierie du désenfumage dans l’évaluation du niveau de performance des installations de désenfumage dans un établissement recevant du public. Ces études sont essentielles avant la mise en service d’un bâtiment et peuvent également permettre de déceler des défauts dans les installations de désenfumages de bâtiments déjà existantes.
Énfin, la dernière partie du rapport nous a démontré l’importance capitale du dispositif de retour d’expérience. Ce dispositif permet de repérer des dysfonctionnements tant au niveau de la communication entre les services intervenants qu’au niveau de l’état de fonctionnement des équipements de l’infrastructure ou du bâtiment en question. Pour remédier à ces éventuels dysfonctionnements, un plan d’action est proposé par le rédacteur du retour d’expérience et soumis à l’exploitant de l’infrastructure. Le retour d’expérience s’inscrit ainsi dans une démarche d’amélioration continue.
Ainsi, une relation étroite existe entre culture du risque et études scientifiques visant à réduire le risque incendie. Les deux sont essentiels à la minimisation des conséquences des incendies.
Comme perspective à ces conclusions, on peut espérer dans les futures années une approche plus approfondie de la gestion des risques dans les cursus scolaires, dès le plus jeune âge. L’instruction de la population par des moyens pédagogiques attractifs, scientifiques ou vulgarisés, est un levier non négligeable qui mériterait d’être plus souvent activé
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Table des matières
Introduction
1 Perception du risque incendie et problématique
1.1 Contexte général du risque incendie
1.2 Mise en place d’un sondage
1.2.1 Conception, objectif et choix de la cible
1.2.2 Réalisation du sondage
1.3 Analyse des résultats du sondage
1.3.1 Informations générales
1.3.2 Cas d’un incendie dans un tunnel
1.3.3 Cas d’un incendie dans un bâtiment
1.3.4 Intérêt des répondants pour le sondage
1.4 Conclusion du sondage
2 Étude de cas de ventilation et de désenfumage et simulations numériques
2.1 Étude de cas
2.1.1 Définition du scénario d’incendie de dimensionnement
2.1.2 Vérification du dimensionnement du désenfumage
2.1.3 Éstimation du temps de mise en œuvre du désenfumage et du temps d’évacuation des occupants
2.1.4 Vérification des prédictions par la simulation numérique
2.2 Choix du logiciel pour traiter ce cas
2.3 Simulations numériques
2.4 Conclusion sur l’efficacité du désenfumage
3 Retour d’expérience
3.1 Finalité d’un retour d’expérience
3.2 Théorie : aspects réglementaires préalables à la mise en service
3.3 Expérience : exercice de simulation d’incendie
3.3.1 Présentation de l’ouvrage des objectifs de l’exercice
3.3.2 Scénario et déroulement de l’exercice
3.4 Retour d’expérience sur l’exercice de simulation d’incendie
3.5 Conclusion de l’exercice de sécurité
Conclusion
Bibliographie
Annexes
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