Maîtrise des risques

Développer la démarche performancielle au service de l’Ingénierie Sécurité Incendie

Connaître finement le comportement au feu d’un bâtiment constitue un pilier de l’approche performantielle au service de l’Ingénierie Sécurité Incendie. Les travaux du CSTB marquent des avancées en 2016 dans deux domaines : désenfumage et résistance incendie. Le CSTB s’est appuyé sur une approche combinant calcul et expérimentation grandeur réelle. Zoom sur des essais feu hors-norme. Les uns ont été menés dans le four modulaire Vulcain pour tester la résistance au feu de panneaux de grande hauteur. Les autres ont contribué à l’étude de désenfumage d’un immeuble d’habitation multi-étages, mis à feu en Vendée.

Résistance incendie des grands ouvrages

De plus en plus utilisés dans la construction industrielle notamment, les grands ouvrages font l’objet de recherches au CSTB pour optimiser leur dimensionnement au feu. En effet, il faut garantir en cas d’incendie, la durée nécessaire à l’évacuation des personnes avant l’effondrement de la structure.

Des modèles de calcul thermomécanique existent déjà pour simuler le comportement au feu d'ouvrages de 3 m de haut. Concernant les ouvrages de 9 m, l’étude se fonde actuellement sur l'extrapolation de ces calculs. Pour renforcer la précision des analyses menées, le CSTB a mis au point un nouveau modèle de calcul dédié aux ouvrages de plus de 3 m.

L'essai de résistance incendie à échelle 1 réalisé dans la plateforme Vulcain, en mars 2016, sur un mur porteur en béton haut de 9 m a permis de valider ce modèle. Ce test, inédit sur la scène internationale, a soumis le corps d’épreuve, comparable par sa taille à une aile d'avion, à de très hautes températures - jusqu'à 1 000 °C - pendant 90 minutes.

Les résultats de ce test offrent une compréhension fine de la déformée d’un ouvrage en béton de 9 m de haut, exposé au feu. Par extrapolation, ils permettent de caractériser le comportement au feu de murs d’une hauteur supérieure à 9 m, et de mieux connaître celui d’éléments horizontaux de grande dimension.

Étude de désenfumage d’un bâtiment multi-étages

Dans les lieux clos, tel un immeuble d’habitation, étudier le phénomène d’enfumage est une condition clé pour améliorer les conditions d'évacuation des personnes en cas d’incendie.

Le CSTB s’est appuyé sur une campagne d’essais feu dans un bâtiment de 4 niveaux pour valider et enrichir ses modèles numériques dédiés au contrôle de l’enfumage. Une avancée notable quand on observe l'influence d'une cage d'escalier sur l'enfumage d'un bâtiment multi-étages.

Cette campagne, menée en juillet 2016 sur un immeuble d’habitation collectif en Vendée, a été conçue par le CSTB puis coordonnée avec les Universités de Poitiers et de Lorraine. Ces incendies expérimentaux, inédits en France, ont marqué par leur ampleur : 15 chercheurs mobilisés, 6 mois de préparation, 3 jours d'essais, 2 mises à feu par jour, 600 points de mesure dans le bâtiment.

Cette expérimentation a permis aux experts de recueillir une cartographie complète et précise des phénomènes en jeu : l’écoulement de la fumée mais aussi la dynamique du feu et les transferts thermiques. Post-essais, ils s'attachent à modéliser ces phénomènes. Les résultats sont attendus courant 2017.

À terme, ces études permettront au CSTB de proposer aux professionnels une offre Ingénierie Sécurité Incendie plus complète, combinant simulation et essai grandeur réelle. Les acteurs de la construction qui s’engagent dans une approche performantielle, verront ainsi leur liberté dans l'art de concevoir s’étendre et le panel de solutions pour un équilibre coût/sécurité optimal s’élargir.