Incendies en milieu confiné - Rapport incendie en milieu confiné

F. Waymel

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Incendies en milieu confiné - Rapport incendie en milieu confiné

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Extrait

RAPPORT D’ÉTUDE 11/01/2007
INERIS-DRA-INVE N° 46055 - C70050
Incendies en milieu confiné
Formalisation du savoir et des outils dans le
domaine des risques majeurs
(DRA-35)
Ministère de l’Ecologie et du Développement
Durable (MEDD)Formalisation du savoir et des outils dans le domaine des risques majeurs
(DRA-35)
Incendies en milieu confiné
Direction des Risques Accidentels
Unité Incendie Ventilation
Ministère de l’Ecologie et du Développement Durable (MEDD)
Liste des personnes ayant participé à l’étude : B. Debray, N. Gobeau, F. Waymel
Réf. : INERIS-DRA-2006-46055-C70050 Incendies en milieu confiné
Page 1 sur 109PREAMBULE
Le présent document a été établi :
- au vu des données scientifiques et techniques disponibles ayant fait l’objet
d’une publication reconnue ou d’un consensus entre experts,
- au vu du cadre légal, réglementaire ou normatif applicable.
Il s’agit de données et informations en vigueur à la date de l’édition du document,
avril 2005.
Le présent document comprend des propositions ou recommandations. Il n’a en
aucun cas pour objectif de se substituer au pouvoir de décision du ou des
gestionnaire(s) du risque ou d’une partie prenante.
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Page 2 sur 109REPERTOIRE DES MODIFICATIONS
Révision Relecture Application Modifications
Version 1
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Page 3 sur 109TABLE DES MATIERES
1. OBJECTIF ET DOMAINE D’APPLICATION....................................................9
1.1 Contexte général...........................................................................................9
1.2 Objectifs et limites .........................................................................................9
1.3 Présentation du document ..........................................................................10
2. ELÉMENTS D'ACCIDENTOLOGIE................................................................11
2.1 Quelques accidents remarquables..............................................................11
2.1.1 Les espaces sans ventilation forcée........................................................ 11
2.1.1.1 Incendies d’entrepôts ........................................................................ 11
2.1.1.2 Les immeubles et ERP...................................................................... 12
2.1.2 Les espaces avec ventilation forcée 14
2.1.2.1 Le métro ............................................................................................ 14
2.1.2.2 Les tunnels........................................................................................ 16
2.2 Analyse de l’accidentologie.........................................................................22
2.2.1 Les Causes.............................................................................................. 22
2.2.2 Les conséquences................................................................................... 22
3. LES PHÉNOMÈNES INHÉRENTS AUX INCENDIES EN MILIEU CONFINÉ23
3.1 Les phénomènes liés aux incendies dans les infrastructures non ventilées23
3.1.1 La phase initiale d’un incendie................................................................. 23
3.1.2 La propagation......................................................................................... 25
3.1.2.1 Par transmission de chaleur.............................................................. 26
3.1.2.2 Par déplacement des substances en combustion ............................. 27
3.1.2.3 Les différentes étapes de la propagation d’un incendie en milieu
confiné............................................................................................... 28
3.1.3 Transition vers l’embrasement généralisé : le Flash-Over....................... 31
3.1.3.1 Conditions d’occurrence du phénomène de flashover 31
3.1.3.2 Evènements annonciateurs d’un flashover........................................ 33
3.1.4 L’incendie pleinement développé............................................................. 33
3.1.5 Phénomènes particuliers liés aux incendies sous-ventilés ...................... 34
3.1.5.1 Le phénomène de pulsation .............................................................. 35
3.1.5.2 Le back-draft ..................................................................................... 36
3.1.5.2.1Conditions d’occurrence.................................................................. 36
Réf. : INERIS-DRA-2006-46055-C70050 Incendies en milieu confiné
Page 5 sur 1093.1.5.2.2Phénoménologie du backdraft......................................................... 37
3.1.5.2.3Paramètre influençant l’occurrence du phénomène de backdraft.... 39
3.1.5.2.4Evènements annonciateurs d’un backdraft...................................... 41
3.1.5.3 Phénomène de reprise du développement........................................ 41
3.2 La dispersion des fumées dans les infrastructures ventilées...................... 42
4. MODÉLISATION DES PHÉNOMÈNES......................................................... 45
4.1 Les modèles simples et empiriques............................................................ 45
4.1.1 Principe.................................................................................................... 45
4.1.2 Estimation du taux d’énergie dégagée..................................................... 45
4.1.2.1 Estimation à partir de tests expérimentaux........................................ 46
4.1.2.2 Evolution temporelle du taux d’énergie.............................................. 48
4.1.3 Panache thermique et hauteur de flamme............................................... 50
4.1.3.1 Panache au centre d’une pièce ......................................................... 50
4.1.3.2 Couche d’air chaud sous le plafond................................................... 52
4.1.3.3 Cas particulier des entrepôts............................................................. 53
4.1.3.4 Cer des tunnels ................................................................ 54
4.1.4 Flashover ................................................................................................. 54
4.1.5 Détection et suppression des incendies 56
4.1.5.1 Détection de la fumée........................................................................ 56
4.1.5.2 Moyens d’extinction ........................................................................... 56
4.2 Les modèles à zones.................................................................................. 57
4.2.1 Principe.................................................................................................... 57
4.2.2 Différentes approches.............................................................................. 58
4.2.2.1 Le terme source incendie .................................................................. 59
4.2.2.2 Le panache incendie ......................................................................... 60
4.2.2.3 Le jet sous le plafond 61
4.2.2.4 L’interaction du panache et du plafond.............................................. 61
4.2.2.5 La couche d’air chaud ....................................................................... 61
4.2.2.6inférieure .......................................................................... 61
4.2.2.7 Les ouvertures permettant une ventilation naturelle .......................... 63
4.2.2.8 Les systèmes de ventilation............................................................... 63
4.2.2.9 Les parois.......................................................................................... 63
4.2.2.10 Les systèmes de prévention (détection, alarmes, suppression) ........ 64
4.2.2.11 Les cibles (personnes et équipements) ............................................. 64
Réf. : INERIS-DRA-2006-46055-C70050 Incendies en milieu confiné
Page 6 sur 1094.2.3 Les principaux outils existants ................................................................. 64
4.2.4 Vérification et validation........................................................................... 67
4.3 Les modèles CFD (Computational Fluid Dynamics)....................................68
4.3.1 Principe.................................................................................................... 68
4.3.2 Différentes approches.............................................................................. 69
4.3.2.1 Géométrie et maillage ....................................................................... 69
4.3.2.2 Calcul de la densité de l’air................................................................ 70
4.3.2.3 Modèles de turbulence ...................................................................... 71
4.3.2.4 Modéles de combustion..................................................................... 73
4.3.2.5 Modèles de radiation ..........