Fumée et sécurité en cas d`incendie

Fumée et sécurité en cas d’incendie
Franck GYPPAZ
Nexans Research Center
[email protected]
Mars 2014
F. Gyppaz – Nexans Research Center – Lyon France - +33 4 37 37 47 47
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Sommaire
1 Introduction ........................................................................................................ 3
2 Du polymère à la fumée ..................................................................................... 3
3 Evaluation du dégagement de fumée ................................................................. 4
3.1 Transmittance.............................................................................................. 4
3.2 Densité optique ........................................................................................... 4
3.3 Coefficient d’extinction (K) ........................................................................... 5
3.4 Méthodes d’essai pour l’évaluation de la production de fumée potentielle par
des câbles ........................................................................................................... 5
3.4.1 Normes IEC/EN 61034-1 et -2 ............................................................... 5
3.4.2 Norme EN 50399 .................................................................................. 6
3.4.3 Autres méthodes ................................................................................... 7
4 Modélisation de la visibilité ................................................................................. 8
5 Influence de la vitesse longitudinale de l’air sur la stratification de la fumée....... 12
6 Conclusion ....................................................................................................... 14
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1
Introduction
La norme ISO 13571 établit, s’agissant, d’évaluer les conséquences d’un incendie
pour la vie des personnes, comme critère crucial en matière de sécurité que le temps
disponible pour l’évacuation soit supérieur au temps nécessaire à cette évacuation.
La perte de visibilité due au dégagement de fumée lors d’un incendie est l’un des
principaux paramètres ayant une incidence négative sur le temps restant pour
l’évacuation : plus la production de fumée est importante, plus le temps disponible
est restreint. Le présent Livre blanc vise à présenter les effets du dégagement de
fumée sur la visibilité et, en définitive, sur la sécurité.
2
Du polymère à la fumée
Au départ d’un incendie, les polymères sont portés à une température à laquelle ils
commencent à se décomposer et à libérer des produits gazeux. Ceux-ci se diffusent
dans la flamme, subissent une combustion dans la phase gazeuse, et dégagent
toujours plus de chaleur. Dans des conditions de combustion en régime continu, la
chaleur revient vers la surface du polymère, produisant davantage de fragments
volatils pour entretenir le cycle de combustion.
Lors d’une combustion complète, les polymères se transformeraient entièrement en
produits gazeux stables. Des matériaux ou polymères tels que le polyéthylène
seraient totalement décomposés en dioxyde de carbone (CO 2) et en eau (H2O). Or,
lors d’incendie, les réactions sont incomplètes. Avec la diminution de la concentration
d’oxygène, la ventilation et/ou la température de la flamme, l’oxydation du carbone
n’atteint jamais 100 %.
Dans le cas du polyéthylène, lorsque la température à proximité de la surface
s’élève, le matériau connaît une scission en des points aléatoires de sa chaîne,
créant de nombreux petits fragments. Ces derniers peuvent subir des réactions de
pyrolyse aboutissant à la formation de structures moléculaires insaturées, qui ellesmêmes peuvent réagir entre elles pour former des espèces aromatiques, par
exemple du benzène. Comme l’énergie nécessaire à la formation des structures
aromatiques est plus faible que celle nécessaire à leur rupture, les conditions sont
idéales pour la création de réseaux. C’est l’origine des hydrocarbures aromatiques
polycycliques (PAH), qui forment finalement des particules de suie. Lorsque la taille
de ces particules atteint le même ordre que la longueur d’onde de la lumière, elles
réduisent la visibilité. Ce phénomène peut s’expliquer principalement par l’absorption
directe de la lumière par les particules les plus grosses (entre 1 µm et 1 mm) ou
sa diffraction par des particules dont la taille est du même ordre que la longueur
d’onde (de 0,3 à 0,7 µm).
Naphtalène
Fluorène
Benzo (a) pyrène
Figure 1 : exemples de PAH dans les fumées
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Il semble que les types de suie dépendent bien plus des conditions de l’incendie
(concentration d’oxygène, ventilation, température) que du type de matériau. En fait,
pendant la combustion, les polymères libèrent des produits de décomposition
similaires (méthane, éthylène, etc.). Il a été démontré que le polyéthylène et le PVC
dégagent la même quantité de suie à 1000°C.
3
Evaluation du dégagement de fumée
En cas d’incendie, la fumée a de nombreux effets, l’un des plus graves étant
la réduction de la visibilité. Elle retarde l’évacuation des bâtiments étant rapidement
perçue comme une barrière infranchissable affectant également la respiration et
irritant les yeux. La visibilité (m) est évaluée par l’opacité de la fumée, en calculant sa
densité optique, son coefficient d’extinction ou sa transmittance. Enfin, l’effet de
l’opacité sur l’être humain est déterminé à l’aide de modèles prennant en compte
l’objet que celui-ci essaie de voir à travers la fumée.
3.1
Transmittance
La transmittance est le rapport entre l’intensité de la lumière transmise à travers
la fumée et l’intensité de la lumière incidente dans des conditions données. Cette
mesure, sans dimension, s’exprime généralement par un pourcentage. En l’absence
de fumée, sa valeur est de 100 %. Elle décroît à mesure que de la fumée se dégage.
I0 : intensité lumineuse mesurée en l’absence de fumée (transmittance = 100 %)
I : intensité lumineuse mesurée en présence de fumée
3.2
Densité optique
La loi de Beer–Lambert(-Bouguer) définit l’absorption de la lumière par un matériau
en fonction de ses propriétés. Elle peut servir à déterminer l’atténuation de la lumière
à travers la fumée sur un trajet de longueur donnée. La densité optique s’obtient
généralement par la mesure de l’atténuation d’un faisceau lumineux traversant
la fumée, selon la formule suivante :
où
K : coefficient d’extinction (m-1)
C : concentration massique des particules de fumée
L : longueur du trajet optique (m)
La densité optique est alors définie par la relation :
où D : densité optique mesurée (bel)
La densité optique, D, est toujours donnée pour une longueur spécifique du trajet
optique (m), mais elle pourrait également être déterminée indépendamment par
cette formule :
or
où
D0 : densité optique pour une longueur de 1 m (bel/m)
L : longueur du trajet optique (m)
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3.3
Coefficient d’extinction (K)
Le coefficient d’extinction de la fumée se calcule à l’aide de l’équation suivante :
où K : coefficient d’extinction (m-1)
3.4
Méthodes d’essai pour l’évaluation de la production de fumée potentielle
par des câbles
3.4.1 Normes IEC/EN 61034-1 et -2
L’une des principales méthodes d’essai employées dans l’industrie du câble
pour évaluer le potentiel de production de fumée en cas d’incendie est décrite dans
les normes IEC/EN 61034-1 et -2. Les câbles sont posés au-dessus d’un bac
contenant une source combustible spécifique, principalement de l’éthanol,
à l’intérieur d’une cabine de 27 m3. Lorsque les matériaux composant le câble se
consument, de la fumée se dégage, réduisant l’intensité lumineuse dans la chambre
d’essai. Cette atténuation est mesurée par une cellule photoélectrique placée devant
un faisceau de lumière blanche à une distance fixe, à savoir un trajet optique de 3 m.
Le résultat final est donné en terme de transmittance, It (%). En l’absence d’autres
prescriptions, le critère normal de réussite ou d’échec au test se situe à 60 %
de transmittance de la lumière.
Figure 2 : méthode d’essai IEC/EN 61304
Cet essai sera mis en œuvre dans le cadre du Règlement européen des Produits
de Construction (RPC) pour discriminer les câbles classés s1 lorsque testés selon le
protocole EN 50399. Les câbles dont la transmittance est supérieure à 80 % seront
classés s1a, et ceux dont la transmittance est supérieure à 60 %, s1b.
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3.4.2 Norme EN 50399
La méthode d’essai EN 50399 est un test au feu, d’échelle moyenne, permettant
d’évaluer la tenue au feu de câbles installés verticalement sur une échelle et
exposés à la flamme d’un brûleur calibré à 20,5 ou 30,0 kW. Le test porte sur
l’évaluation du danger de propagation des flammes le long de câbles, le potentiel,
par la mesure du taux de chaleur dégagée, par le feu de s’étendre aux zones
voisines du compartiment de départ, et le danger, par la mesure de la production de
fumée, de réduire la visibilité dans la zone de départ et dans les pièces adjacentes.
Figure 3 : méthode d’essai EN 50399
Le dégagement de fumée est déterminé en l’occurrence dans des conditions
dynamiques suivant le même principe de mesure que celui du test IEC/EN 61034-2.
Un système à lumière blanche installé sur le conduit d’évacuation enregistre
l’atténuation de la lumière en terme de transmittance, toutes les trois secondes
pendant toute la durée du test. Les valeurs de transmittance sont converties
en coefficients d’extinction :
Enfin sont calculés le taux de production de fumée SPR (m²/s), ainsi que la
production totale de fumée TSP (m²) :
où
V : débit d’air dans le conduit d’évacuation (m3/s)
TS : température de la fumée (°K)
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Le taux de production de fumée, SPR (m²/s), est lié au débit de fumée (m 3/s)
par un coefficient d’extinction en m-1. De même, la production totale de fumée, TSP,
dans un volume donné (m3) est ensuite définie en m².
Tableau 1 : EN 13501-6 (projet de norme)
Classe
de fumée
TSP
(m²)
SPR crête
(m²/s)
s1
≤ 50
≤ 0,25
s2
≤ 400
≤ 1,5
s3
> 400
> 1,5
3.4.3 Autres méthodes
D’autres techniques connues, statiques ou dynamiques, permettent d’évaluer
le dégagement de fumée dans des conditions spécifiques.
La chambre d’essai ASTM E662, également nommée NBS, caractérise la tenue
de plaques de matériau (75 x 75 x 2 mm) soumises à un flux de chaleur rayonnante
de 25 kW/m² avec et/ou sans flamme pilote, à l’intérieur d’une cabine fermée
de 0,5 m3, pendant une durée de 20 min. L’atténuation est mesurée par
l’intermédiaire d’un faisceau vertical de lumière blanche. Cette valeur est convertie
en une densité optique spécifique et la valeur la plus élevée est prise comme résultat
d’essai.
Figure 4 : chambre d’essai NBS
Dans certains cas est également prescrit le VOF4, qui caractérise l’obscurcissement
total pendant les 4 premières minutes de l’essai. Ce paramètre correspond pour
les applications ferroviaires, au temps nécessaire pour arrêter un train et commencer
son évacuation. Cette méthode d’essai est souvent critiquée pour son manque de
répétabilité et de reproductibilité. En outre, la corrélation entre les matériaux et la
tenue finale du câble n’a jamais été mise en évidence.
La norme ISO 5660 présente l’essai au cône calorimètre. Cet outil mesure la chaleur
dégagée, la densité de la fumée produite, la perte de masse ainsi que l’émission
de CO et de CO2 des plaques de matériaux en combustion (100 x 100 x 3 mm).
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Mesures d’extinction laser
(température, notamment)
Mesures de température
et de pression différentielle
Ventilateur
d’évacuation
Hotte
d’évacuation
Prélèvement
d’échantillons
de gaz
Elément chauffant conique
Allumeur par étincelle
Echantillon
Cellule de charge
Figure 5 : calorimètre à cône
L’échantillon est directement irradié par un élément chauffant à un flux spécifique,
souvent 50 kW/m². Des étincelles permettent la mise en combustion des gaz
combustibles produits par l’échauffement intense du spécimen. L’ensemble des
fumées et des gaz est aspiré à travers une cheminée, dans laquelle la densité de
fumée est mesurée par un faisceau laser. Des résultats tels que le taux de
production de fumée (m²/s) et le total de fumée dégagée (TSR) sont ensuite calculés.
4
Modélisation de la visibilité
La visibilité n’est pas un paramètre qui se mesure directement. Elle est calculée ou
estimée par des modèles à partir de la densité optique ou de la concentration
de la fumée. Il existe de nombreuses publications sur ce sujet. Jin (1) avance
un coefficient d’extinction limite de 0,15 m-1 (D0 = 0,06 bel/m) pour des personnes
ne connaissant pas bien les issues de secours contre 0,5 m-1 (D0 = 0,2 bel/m) pour
des occupants normalement préparés, tandis que Rabash(2) indique une limite
de visibilité de 10 m, équivalant à une densité optique de 0,08 bel/m (k = 0,19 m-1).
Pour Babraukas(3), le coefficient d’extinction doit être supérieur à 1,2 m-1
(D0 = 0,5 bel/m). Finalement, par souci de sécurité, les limites de visibilité sont
déterminées pour des coefficients d’extinction compris entre 0,15 et 0,20 m-1.
Tableau 2 : coefficient d’extinction limite (ou D) et transmittance correspondante
Coefficient d’extinction
limite (m-1)
(bel/m)
1,2
0,5
1,5
3
0,5
0,2
0,6
22
0,19
0,08
0,24
57
0,15
0,06
0,18
64
DO
D (bel ; L = 3 m)
Transmittance
(%)
Ces valeurs sont très proches de celles prescrites par la norme d’essai IEC/EN
61034-2, qui sert à déterminer les émissions de fumée des câbles. En l’occurrence,
la transmittance minimale est de 60 % (K = 0,17 m-1). Les câbles classés s1b
(euroclassification) répondent à ces critères.
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SmokeOpacité
opacity
extinction
coefficient
limit limite
for escape
deand
la fumée
et coefficient
d’extinction
pour
1.4
l’évacuation
Babraukas
K K
Coefficient d’extinction
Coefficient
Extinction
1.2
Prescription IEC/EN 61034
pour les câbles
1
0.8
0.6
Jin / occupants préparés
0.4
0.2
Jin / occupants non préparés
Rabash
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Transmittance(%)
(%)
Transmittance
Différents modèles de visibilité présentés dans la littérature sont présentés ici.
Butcher & Parnell(4) recommandent une corrélation simple entre la densité optique
D0 et la visibilité générale à travers la fumée, selon la formule suivante :
où
S : visibilité (m)
D0 : densité optique pour un trajet long de 1 m (bel/m)
Cette relation permet de modéliser la visibilité en fonction des résultats obtenus
par la mesure de la densité de fumée de câbles en combustion dans les conditions
de la norme IEC/EN 61034-2 :
General visibility
through
smoke
Visibilité
générale
à travers
la fumée
(Butcher
and Parnell)
(Butcher
& Parnell)
50
45
Visibilité S (m)
S (m)
Visibility
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
Transmittance
(%)
Transmittance (%)
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100%
Une visibilité de 10 m au minimum est nécessaire pour l’évacuation sûre
d’un bâtiment, ce qui signifie que la transmittance doit être supérieure à 50 %. Cette
valeur correspond à des câbles classés s1b (euroclassification).
Pour la visibilité des panneaux « issue de secours », cette corrélation est différente,
suivant le type d’éclairage. Des études réalisées par Jin, Rabash et Parnell &
Butcher montrent la corrélation suivante entre la visibilité et le coefficient d’extinction
de la fumée ou sa densité optique :
où
S : visibilité (m)
C : constante pour les panneaux lumineux ou réfléchissants
K : coefficient d’extinction (m-1)
Tableau 3 : constante C pour les panneaux rétroéclairés ou réfléchissants
C
(panneau
lumineux)
5,8
8,0
5,75
Rabash (1951)
Jin (1979)
Parnell & Butcher
C
(panneau
réfléchissant )
NA
3,0
2,3
Smokede
opacity
and et
visibility
Opacité
la fumée
visibilité
50
Rabash
(1951),
panneau
lumineux
Rasbash
(1951)
Light system
45
Jin
lumineux
Jin(1979),
(1979)panneau
Light system
40
Parnell
(1979),
panneau
lumineux
Parnell&&Butcher
Butcher
(1979)
Light system
Visibilité S (m)
(m)
Visibility
35
Parnell
(1979),
panneau
réfléchissant
Parnell&&Butcher
Butcher
Reflective
system
30
Jin
réfléchissant
Jin(1979),
(1979)panneau
Reflective
system
25
20
15
10
5
0
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Transmittance(%)
(%)
Transmittance
Dans ces conditions, cela signifie que, pour les panneaux réfléchissants,
la transmittance doit être supérieure à 50 %. Les câbles Alsecure classés s1b
(euroclassification) répondent à ce critère.
Concernant les panneaux lumineux, la visibilité resterait assurée pour
une transmittance descendant jusqu’à 20 %. Toutefois, les effets physiologiques
de la fumée ne sont pas pris en compte ici (irritation des yeux, toxicité…), alors
qu’ils limitent considérablement les possibilités d’évacuation.
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Le Tableau 4 présente les résultats obtenus au moyen d’essais IEC/EN 61034-2
effectués sur des câbles typiques utilisés dans les bâtiments. A l’intérieur
d’une cabine de 27 m3, la combustion d’environ 250 g de matériau polymère
(3G2,5 mm²) aboutit à une transmittance de 30 % pour des câbles PVC, contre 90 %
pour des échantillons LSZH.
Tableau 4 : IEC/EN 61034-2 - Valeurs de transmittance pour des câbles « bâtiment »
Câbles R2V
3G2,5 mm²
3G16 mm²
(PVC)
Câbles
FR N1X1G1 (LSZH)
27,6 %
28,6 %
92,7 %
91,6 %
General générale
visibility through
smoke
Visibilité
à travers
la fumée
(Butcher
and Parnell)
(Butcher
& Parnell)
50
Jin (1979),
(1979) Light
system lumineux
Jin
panneau
40
40
35
(m)
Visibility
S (m)
Visibilité
(m)
Rasbash (1951),
(1951) Light
system lumineux
Rabash
panneau
45
45
S (m) S
Visibilité
Visibility
Smoke opacity
and visibility
Opacité
de la fumée
et visibilité
50
30
25
20
15
Parnell
Butcher
(1979),
panneau réfléchissant
Parnell &&Butcher
Reflective
system
30
Jin
panneau
réfléchissant
Jin (1979),
(1979) Reflective
system
25
20
15
10
10
5
5
0
Parnell
Butcher
(1979),
lumineux
Parnell &&Butcher
(1979)
Light panneau
system
35
0
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
Transmittance
Transmittance
(%) (%)
Câbles PVC
80%
90%
100%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Transmittance
Transmittance
(%) (%)
Câbles PVC
Câbles LSZH
Câbles LSZH
Cela montre que les câbles PVC réduisent la visibilité à 5 m dans des couloirs
sans panneaux lumineux ou entre 10 et 15 m en présence de panneaux lumineux.
En revanche, les câbles LSZH n’ont pas d’incidence sur la visibilité.
Jin prend également en compte l’effet irritant de la fumée et souligne que, pour
un coefficient d’extinction supérieur à 0,25 m-1 (D = 0,33 ; transmittance = 47 %),
l’acuité visuelle baisse rapidement. Les modèles proposent l’utilisation des équations
suivantes pour estimer la vitesse de progression à travers la fumée non irritante et
irritante :
(fumée non irritante)
et
(fumée irritante)
où
V : vitesse de progression (m.s-1)
D0 : densité optique pour un trajet long de 1 m (bel/m)
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Smokede
opacity
andet
walking
Opacité
la fumée
vitesse speed
de progression
1.4
Smoke
andetescape
Opacité
deopacity
la fumée
tempstime
d’évacuation
180
160
1.2
0.8
0.6
Non irritant
smoke
Fumée
non irritante
0.4
120
Non irritante
smoke
Fumée
non irritante
100
Irritante
smoke
Fumée
irritante
S (m)
Visibilité
time (50m)
Escape
S (m)
Visibilité
speed (m/s)
Walking
140
1.0
80
60
40
Irritant irritante
smoke
Fumée
0.2
20
0.0
0
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Transmittance(%)
(%)
Transmittance
Câbles PVC
Câbles LSZH
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
Transmittance
Transmittance (%)
(%)
Câbles PVC
70%
80%
90%
100%
Câbles LSZH
En l’occurrence, sans tenir de compte de la toxicité potentielle de la fumée, les
câbles PVC affectent tant la vitesse de progression que le temps d’évacuation, ce qui
n’est pas le cas des câbles LSZH. En outre, les câbles PVC réduisent très fortement
la transmittance. Une légère accentuation de la combustion conduirait à ralentirt la
vitesse de progression à sa plus faible valeur et allongerait donc le temps
d’évacuation.
Le document PD 7974-6:2004, « Application des principes d’ingénierie de la sécurité
contre l'incendie à la conception de la sécurité-incendie des bâtiments - Partie 6 :
Facteurs humains : stratégies de sécurité des personnes, évacuation, comportement
et état des occupants » (également repris dans la directive européenne « Ingénierie
de la sécurité contre l’incendie concernant l’évacuation des bâtiments »), établit que
les limites de tenabilité suivantes devraient être mise en oeuvre:
Tableau 5 : effet de la fumée selon PD 7974-6:2004
Limites de tenabilité pour les bâtiments :
Petites enceintes et distances à parcourir
Grandes enceintes et distances à parcourir
5
D0 = 0,2 (visibilité 5 m)
D0 = 0,08 (visibilité 10 m)
Influence de la vitesse longitudinale de l’air sur la stratification de la fumée
Des systèmes de désenfumage sont couramment utilisés pour assurer l’évacuation
des personnes en cas d’incendie dans les bâtiments. Leur fiabilité repose sur le fait
que la fumée demeure stratifiée. Sans influences externes, le comportement
de la fumée dépend de sa flottabilité dans l’air. Elle monte au plafond et se propage
le long de celui-ci, s’éloignant du feu pour former une couche stratifiée.
Mouvement de la fumée sans influences externes à proximité de la source du feu
Comportement idéalisé
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La vitesse de propagation de la fumée est influencée dans une certaine mesure par
l’ampleur du feu, mais une valeur de 2 m.s-1 est généralement prise comme
référence pour des incendies graves. A mesure qu’elle se déplace, la couche de
fumée se refroidit et perd de la vitesse. Dans le même temps, elle transmet de la
chaleur au plafond, aux murs et à l’air ambiant. Finalement, la couche de fumée la
moins chaude devient plus profonde. Loin de la source du feu, la fumée peut être
proche du sol, puis renvoyée vers les flammes par le flux d’air. La fumée remplit
alors l’ensemble du volume.
Back-layering
Amont
Aval
Fig. 1 : vitesse longitudinale de l’air inférieure à la vitesse critique V<Vd
(zone exempte de fumée vers le bas, en aval du feu)
Amont
Aval
Fig. 2 : vitesse longitudinale de l’air égale à la vitesse critique Vd<V<Vc
(zone exempte de fumée vers le bas, en aval du feu)
Amont
Aval
Fig. 3 : vitesse longitudinale de l’air supérieure à la vitesse critique V>Vc
(aucune zone exempte, fumée sur toute la hauteur)
Le retour de fumée (back-layering) se produit en amont du feu lorsque la vitesse
longitudinale est inférieure à une « vitesse critique » (Vc).
Si la vitesse longitudinale de l’air est faible (<1 m/s) avant le départ du feu, alors
la fumée se propage comme le montre la Fig. 1. Cela a deux avantages majeurs :
 Il existe une zone exempte de fumée sous la couche stratifiée de fumée,
permettant l’évacuation des personnes.
 La propagation de la fumée est lente, ce qui rallonge le temps disponible pour
l’évacuation.
De même que dans le comportement idéalisé, la fumée progresse de manière quasi
symétrique de chaque côté du feu. Elle demeure stratifiée jusqu’à ce qu’elle baisse
en température sous l’effet combiné des échanges convectifs de chaleur avec le mur
et du mélange de la fumée et des couches d’air frais.
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Si la vitesse longitudinale de l’air est inférieure à la vitesse critique, la fumée
progresse en amont du feu. Dans ce cas, et sous réserve qu’aucune perturbation
aérodynamique ne se produise (causée, par exemple, par la mise en route
d’un ventilateur dans la zone de fumée), la couche de fumée en amont du feu
demeure stratifiée.
Lorsque la vitesse de l’air est inférieure ou égale à la vitesse critique, la fumée peut –
en fonction de la vitesse de dégagement de chaleur du feu – demeurer stratifiée
en aval du feu (Fig. 2 et 3). Si la vitesse longitudinale de l’air est supérieure
à la vitesse critique, le risque de déstratification en aval du feu augmente (Fig. 3).
Dans ce cas, les personnes présentes dans cette zone ne peuvent évacuer en toute
sécurité.
La vitesse de déstratification, Vd, au-dessus de laquelle la fumée en aval d’un feu
ne sera plus stratifiée, est difficile à définir. Contrairement au retour de fumée
en amont du feu, la stratification en aval est plus complexe en raison de la nature
plus turbulente du flux, et donc du mélange accru entre la couche de fumée et
la couche d’air frais.
Enfin, il n’est pas du tout évident que les systèmes de désenfumage assurent
l’évacuation des personnes dans des conditions de sécurité, car ils peuvent
provoquer la déstratification de la couche de fumée lorsque le débit d’air ne répond
pas aux critères idéaux.
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Conclusion
Le présent document souligne que la fumée dégagée en cas d’incendie ralentit voire
empêche l’évacuation en raison de la réduction de la visibilité sur le chemin
des issues de secours. De nombreux auteurs ont étudié cette question et défini
des limites. Il est généralement admis qu’une visibilité minimale de 10 m est
nécessaire pour l’évacuation sûre des occupants d’un bâtiment. Cette distance
correspond à une transmittance de l’ordre de 60 % ; c’est également la valeur
prescrite par la norme IEC/EN 61034 pour l’évaluation du comportement des câbles
en matière de production de fumée.
Dans les bâtiments, l’euroclassification sera prochainement appliquer pour
l’évaluation du dégagement de fumée des câbles et de leur réaction au feu. Suivant
leurs performances, les câbles seront classés s1, s1a, s1b, s2 ou s3.
Les classes s1, s2 et s3 seront déterminées au moyen d’un essai EN 50399, tandis
que le niveau s1a ou s1b sera établi selon le protocole EN 61034-2. Les informations
finales seront indiquées sous forme de marquages supplémentaires sur le câble.
Il apparaît que certains câbles, en PVC standard, devraient être classés s2 ou s3
tandis que les câbles LSZH devraient répondre aux critères s1a ou s1b,
qui correspondent aux performances les plus élevées.
Il est également à noter que les systèmes de sécurité typiques, par exemple
de désenfumage, risqueraient de provoquer une déstratification de la fumée suivant
le débit d’air créé, aboutissant à un obscurcissement ou à un « brouillard de fumée »
envahissant tout l’intérieur du bâtiment. Ces aspects remettent en question
le concept sur lequel repose la sécurité des bâtiments.
Le présent Livre blanc préconise de ne pas dissocier l’ingénierie incendie et la tenue
au feu des câbles afin d’optimiser les chances d’évacuation en cas d’incendie dans
un bâtiment.
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Références
(1) Jin T., Journal of Fire and Flammability, vol. 12, 1981, p. 130.
(2) Rabash D.J, Relevance of firepoint theory to the assessment of fire behavior
of combustible material. International Symposium on Fire safety of Combustible
Materials, Université d’Edimbourg (1975).
(3) Babrauskas, V., Full-Scale Burning Behavior of Upholstered Chairs (Tech Note
1103), [U.S.] Natl. Bur. Stand., Gaithersburg MD (1979).
(4) Butcher, E.G. & Parnell, A.C. (1979). Smoke control in Fire safety design.
E. & F.N. Spon Ltd., Londres
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