projet national de recherche et développement … d'application de la méthodologie de...
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Projet National de recherche et développement
INGENIERIE DE LA SECURITE INCENDIE
Guide d’application de la méthodologie
Juin 2012
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PREAMBULE
Ce guide méthodologique et les « acquis scientifiques » donnés en annexe ont été réalisés
dans le cadre du projet de recherche partenariale public-privé Ingénierie de la sécurité
incendie, relevant du programme de recherche génie civil et urbain. Les 19 dossiers qui
constituent le résultat complet du travail de recherche sont consultables sur le site web du
CSTB.
Les participants de ce programme ont été les suivants :
- Ministère de l’égalité des territoires et du logement
o DRI
o DGALN (DHUP et PUCA)
- Ministère de l’Intérieur (DGSCGC)
ainsi que :
Maitres d’ouvrages
ACCOR
APHP
EDF VILLEURBANNE
EPA JUSSIEU
SNI
Assurance
Association française des
sociétés d’assurance
Maitres d’œuvre /
Ingénierie
EGIS
CSD-FACES
SPK
Fire&Construction
Entreprises / Industrie
ARCELOR
AREVA NC (IGSN)
ATILH
FFB
FNTP
SOGEA
USIRF
VINCI Construction
PLASTIC EUROPE
SNPPA
GIF
SEMMARIS
Laboratoires / Centres
d’études / centres de
recherche / Universités &
Ecoles
CERIB
CTICM
CSTB
CETU
CNPP
Polytech Clermont-Ferrand
IFSTTAR (anc. LCPC)
INERIS
INSA de Rouen
Université de Mulhouse
Université de Cergy-Pontoise
Université de Méditerranée
LNE
IRSN
ESIGEC-LOCIE
FCBA (CTBA)
La présidence du projet a été confiée à M. Raphaël Slama, Ingénieur général honoraire des
Ponts et Chaussées. La direction technique a été assurée par M. Charles Baloche, Directeur
Technique du CSTB, assisté de M. Joël Kruppa (CTICM) et de M. André de Chefdebien et de
Madame Fabienne Robert (CERIB). Le secrétariat a été assuré par l’IREX, Institut pour la
recherche et l’expérimentation en génie civil.
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PARTIE A
METHODOLOGIE DE L'ISI
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SOMMAIRE
0. AVANT PROPOS ................................................................................... 9
1 PROCESSUS DE CONCEPTION PAR APPLICATION DE L’INGENIERIE DE
SECURITE INCENDIE ............................................................................. 10
2 DESCRIPTION DU PROJET .............................................................. 11
2.1 Conditions générales du projet ............................................................... 11
2.2 Contexte organisationnel ....................................................................... 12
2.3 Portée du projet ................................................................................... 12
2.4 Caractéristiques du projet ...................................................................... 12
2.4.1 Activité(s) prévue(s) ..................................................................................... 12
2.4.2 Environnement de l’ouvrage .......................................................................... 13
2.4.3 Caractéristiques de l'ouvrage ......................................................................... 13
2.4.4 Caractéristiques des occupants ...................................................................... 13
2.4.5 Conditions d'intervention des secours ............................................................. 14
3 Objectifs de sécurité et exigences fonctionnelles associées .......... 15
3.1 Objectifs de Sécurité ............................................................................. 15
3.2 Exigences fonctionnelles ........................................................................ 16
3.3 Critères de performance à satisfaire par la solution proposée ..................... 18
3.3.1 Nature des critères ....................................................................................... 18
3.3.2 Quantification des critères ............................................................................. 20
3.4 Choix de la démarche d'appréciation de la solution proposée ...................... 20
4 Proposition de solution de conception ........................................... 20
4.1 Généralités .......................................................................................... 20
4.2 Analyse Préliminaire .............................................................................. 21
4.2.1 Identification des dangers ............................................................................. 21
4.2.2 Intégration du retour d’expérience .................................................................. 22
4.3 Nature de la solution proposée ............................................................... 22
4.3.1 Choix possible de la stratégie ......................................................................... 22
4.3.2 Elaboration de la proposition de solution ......................................................... 23
5 DEFINITION DE SCÉNARIOS D'INCENDIE ...................................... 24
5.1 Identification des scénarios d’incendie ..................................................... 25
5.2 Sélection de scénarios d'incendie d’étude ................................................. 28
5.2.1 Constitution des groupes de scénarios............................................................. 29
5.2.2 Classement des scénarios à l’intérieur de chaque groupe ................................... 29
5.2.3 Choix des scénarios d’étude ........................................................................... 31
6 CHOIX DES METHODES ET OUTILS D’EVALUATION ........................ 32
6.1 Généralités .......................................................................................... 32
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6.2 Exigences générales des méthodes de calcul ............................................ 32
6.3 Conditions de recours à des essais au feu ................................................ 33
6.4 Exploitation de statistiques .................................................................... 34
6.5 Portée du jugement d'expert .................................................................. 34
7 Revue d’étude préliminaire ............................................................ 34
7.1 Rapport d’étude préliminaire .................................................................. 34
7.2 Accord par les autorités compétentes ...................................................... 35
8 Évaluation de la solution proposée vis-à-vis des scénarios d’étude36
8.1 Quantification des effets liés aux scénarios d’étude ................................... 36
8.1.1 Définition des données d’entrée des scénarios .................................................. 36
8.1.2 Evaluation quantitative des risques ................................................................. 37
8.1.3 Incertitudes et sensibilité .............................................................................. 37
8.2 Vérification de l'atteinte des critères de performance ................................. 38
8.2.1 Les critères d'acceptation sont satisfaits .......................................................... 38
8.2.2 Les critères d'acceptation ne sont pas satisfaits ................................................ 38
9 Approbation de l'étude ISI ............................................................ 39
9.1 Documentation du projet ....................................................................... 39
9.1.1 Rapport d’étude de conception par l’ISI ........................................................... 39
9.1.2 Cahier des charges d’exploitation de l’ouvrage ................................................. 40
9.2 Revue d’ensemble de projet ................................................................... 41
9.3 Approbation du projet de conception ....................................................... 41
10 SUIVI DE CONSTRUCTION DE L’OUVRAGE ..................................... 42
11 Exploitation de l'ouvrage ............................................................... 42
11.1 Manuel de procédures pour l'exploitation, le contrôle et la maintenance des installations ................................................................................................. 42
11.2 Visites de contrôle des autorités compétentes ........................................ 43
1 - ANNEXE 1 : Démarche d’ingénierie de la sécurité incendie ............ 44
2 - ANNEXE 2 : IMPLICATION DES PARTIES PRENANTES DANS UN PROJET DE CONCEPTION PAR L’ISI .................................................................... 45
3 - ANNEXE 3 : Glossaire des termes utilisés dans ce document ............ 46
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0. AVANT PROPOS
L'Ingénierie de sécurité incendie (ISI) est la discipline d’application des principes de
l’ingénierie, de règles et de jugements d’experts, fondés sur une quantification des
phénomènes du feu, de ses effets, en prenant en compte le facteur humain, afin d’identifier
et d'évaluer les risques et définir les mesures nécessaires de prévention, de protection et de
prévision pour limiter les conséquences d'un incendie, protéger les vies humaines,
l’environnement et les biens selon des objectifs de sécurité relatifs à l’ouvrage considéré.
Cette méthodologie générale constitue un cadre d’application de l’ingénierie de la sécurité
incendie commun à l’ensemble des acteurs impliqués dans ce domaine (maîtres d’ouvrage,
maîtres d’œuvre, bureaux d'études ISI, exploitants, assureurs, tiers experts…). Elle vise à
concevoir, construire et maintenir un ouvrage à un niveau de sécurité adapté aux objectifs
retenus et aux risques réels d’incendie qu’il présente, par application de concepts, méthodes
et outils de l’ingénierie de sécurité incendie. Elle s’appuie sur une logique d'obligation de
résultats dite "performantielle" et permet des conceptions innovantes.
Cette méthodologie s’applique à la conception et à la pérennisation d’un ouvrage par la maîtrise des risques qu’il présente, en intégrant des dispositions de protection, de
prévention et de prévision afin d'apporter le niveau de sécurité recherché.
La portée de cette méthodologie permet d’appréhender tout type de projets, quel que soit
l’ouvrage, qu’il s’agisse d’un projet de construction d’ouvrage ou de réhabilitation (incluant
reconstruction et rénovation). La présente démarche est commune à ces deux types de
projets.
Par ailleurs, cette méthodologie générale a été conçue pour être applicable tant pour la
conception de l’ensemble d’un ouvrage que pour l’étude d’un aspect particulier ou d'une
fonctionnalité spécifique ; au vu des similarités dans le mode de traitement de l’information
de ces deux cas de figure, conceptions totale et partielle sont intégrées dans une trame
commune que présente le document.
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1 PROCESSUS DE CONCEPTION PAR APPLICATION DE L’INGENIERIE DE SECURITE INCENDIE
Le phasage du processus de conception, de construction et d'exploitation d'un ouvrage dans
le cadre d'une approche d’ingénierie de la sécurité incendie est schématisé par la figure 1.
Ce logigramme identifie les différentes étapes nécessaires pour concevoir, construire et
exploiter un ouvrage afin qu'il présente pendant sa durée d’exploitation le niveau de
performance recherché en matière de sécurité incendie. Chaque étape est repérée et
référencée selon le numéro de chapitre du présent document qui la concerne.
Le processus de conception d’un ouvrage par application de l'ingénierie de la sécurité
incendie nécessite une première étape de définition du périmètre du projet considéré
(chapitre 2).
Il convient d’établir le contexte général et organisationnel du projet comprenant la ou les
activité(s) prévue(s), l’environnement et les caractéristiques de l’ouvrage considéré, la
nature de ses occupants et les possibilités d’intervention des secours.
La seconde étape (chapitre 3) traite de la définition des objectifs de sécurité incendie que
l'ouvrage devra atteindre.
Une solution de conception pour répondre aux objectifs de sécurité est ensuite élaborée en fonction des dangers identifiés (chapitre 4), ainsi que la démarche de sélection des
scénarios d'incendie qui seront utilisés pour l’évaluation du niveau de sécurité (chapitre 5).
Les méthodes et outils d’évaluation sont alors précisés (chapitre 6).
Ces premières étapes donnent lieu à l’élaboration d’un rapport d’étude préliminaire comme
indiqué au chapitre 7.
Ce rapport d’étude préliminaire validé, l'évaluation de la solution de conception avec les
outils de l'ingénierie et la comparaison des résultats avec les objectifs de sécurité sont abordées au chapitre 8. L’étape de validation finale de l’étude est présentée au chapitre 9.
La réalisation de la construction et les conditions d'exploitation de l’ouvrage conditionnent
l'atteinte effective des objectifs pendant la durée de vie de l'ouvrage. Ces éléments sont
mentionnés dans les chapitres 10 et 11
Le déroulement de la méthodologie est résumé en annexe 1 du présent document. Le
niveau d’implication souhaitable des parties prenantes à chaque étape d'une étude ISI est
présenté en annexe 2. Le glossaire des termes importants figure en annexe 3.
L'utilisation de la méthode proposée doit être suivie dans son intégralité. Si certaines de ses
étapes ou éléments ne sont pas retenus, cette situation devra en tout état de cause être
clairement justifiée et formalisée dans le rapport final. Toutefois le degré de sophistication
de l'étude doit rester adapté aux enjeux du projet.
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Figure 1 : processus de conception d'un ouvrage par application de l'ingénierie de la sécurité incendie.
2 DESCRIPTION DU PROJET
Dans la suite du document, le terme «projet» concerne le projet dans ses phases de
conception, de construction et d’exploitation, qu'il s'agisse d'un ouvrage neuf ou existant.
2.1 Conditions générales du projet
Il convient de définir le projet dans son contexte général. Ce dernier comprend le cadre
contractuel du projet (base de définition du rôle et des responsabilités des parties prenantes
du projet, cf. § 2.2) et la réglementation en vigueur. Il comporte au moins les éléments
suivants : - Nature et particularités du projet (plannings spécifiques, budget, …),
- Prescriptions réglementaires dont le projet relève,
- Processus d'approbation de l’étude.
Tout acteur imposé réglementairement ou contractuellement doit être mentionné à cette
étape.
Il s'agit ici de donner les principales caractéristiques du projet et les grandes étapes.
Choix des méthodes et outils
d’évaluation (CHAPITRE 6)
Evaluation de la solution proposée (CHAPITRE 8)
NON
Approbation de l'étude ISI
(CHAPITRE 9)
Solution acceptable ?
OUI
Exploitation
de l'ouvrage
(CHAPITRE 11)
Changements
significatifs?
Revue d’étude préliminaire (CHAPITRE 7)
NON
Révision de la proposition
(CHAPITRE 9)
Suivi de la construction
(CHAPITRE 10)
OUI
Proposition de solution de conception
(CHAPITRE 4)
Définition de scénarios d'incendie (CHAPITRE 5)
Objectifs de sécurité / Exigences fonctionnelles
et critères de performance (CHAPITRE 3)
Périmètre du projet (CHAPITRE 2)
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Pour plus de détail il peut être fait référence à des documents déjà existants sur le
projet.
Le processus d'approbation doit préciser le cadre institutionnel, législatif et administratif dont relève le projet ainsi que les documents à fournir.
2.2 Contexte organisationnel
Le contexte contractuel et la formalisation du rôle des membres de l’équipe de conception
(composition et rappel des tâches et responsabilités) doivent être statués à ce stade de
l’étude.
L’équipe de conception s’organise autour : du maitre d’ouvrage, de la maitrise d’œuvre,
de(s) l’ingénieur(s) de sécurité incendie et le cas échéant de l’exploitant, du tiers expert,
de l’organisme de contrôle, de l’assureur et des autorités compétentes, etc.
L’attention du maître d’ouvrage est attirée sur l’adéquation nécessaire entre la
démarche détaillée de l’étude proposée par l’ingénieur de sécurité incendie et la
demande potentielle des autorités compétentes.
2.3 Portée du projet
La démarche d'ingénierie de la sécurité incendie peut s'appliquer à tout ou partie d’un projet. Il convient de délimiter les domaines pour lesquels cette démarche sera appliquée.
Comme exemple d'application partielle on peut citer :
- le désenfumage d'un bâtiment est traité par l'ingénierie de la sécurité incendie.
- une partie d'un bâtiment, compte tenu de dangers particuliers qu'elle présente, est traitée par l'ingénierie de la sécurité incendie.
Dans ces deux cas le reste de l'ouvrage répond aux exigences de la réglementation descriptive applicable.
2.4 Caractéristiques du projet
Tous les éléments qui interfèrent avec la sécurité incendie de l'ouvrage nécessitent d'être
recensés : il s'agit au minimum de la nature de la construction, de son environnement, de
ou des activité(s), de son contenu, des occupants, des possibilités d'intervention des
secours, …
Pour un projet de réhabilitation (incluant reconstruction et rénovation ou changement de
destination), les données existantes doivent être prises en compte (par exemple :
dossier(s) antérieur(s) de sécurité, plans historiques du site et évolution du bâtiment).
2.4.1 Activité(s) prévue(s)
L’analyse de l'exploitation prévue de l’ouvrage vise à dégager des informations qui
permettront d'identifier les dangers inhérents aux activités qui y seront exercées. Cette
étape renseigne sur les conditions de réalisation de ces activités et sur les conditions
d'occupation (horaires, effectifs, modalités, …). Elle apporte des informations qui vont
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permettre de prendre en compte des profils caractéristiques de populations susceptibles
d’être présent et d’évoluer dans l’ouvrage (§ 2.4.4).
L'analyse de ou des activité(s) prévue(s) permet de prendre en compte, lors de
l'identification des dangers, l'influence de certaines installations, process ou modes
d’exploitation (§ 4.2.1).
Enfin, elle peut fournir une base de réflexion pour l’énumération de cibles potentielles, en
termes d’objectifs de sécurité, pouvant être affectées par un incendie.
2.4.2 Environnement de l’ouvrage
L’environnement est pris en compte dans la mesure où il peut :
- être une source d’incendie pour l’ouvrage,
- constituer une cible potentielle pouvant être affectée en cas d’incendie,
- impliquer des contraintes particulières (intervention des secours (voir 2.4.5), accès,
…).
Il convient donc d'identifier :
- les interactions avec les ouvrages, installations, équipements, voies de
communication avoisinants,
- les personnes (tiers, …) potentiellement exposées aux risques générés par l’ouvrage
considéré.
Les phénomènes, en particulier géologiques et climatiques, identifiés comme susceptibles
d’avoir un impact sur la sécurité incendie de l’ouvrage sont également pris en compte.
A cette étape il est nécessaire d'être le plus exhaustif possible (feu d'ouvrage voisin, feu de
forêt, foudre, séisme, …), mais l'analyse de risque postérieure permettra d'écarter les
phénomènes qui n'auront qu'un très faible impact sur les objectifs.
2.4.3 Caractéristiques de l'ouvrage
La description de l’ouvrage vise à le représenter dans ses caractéristiques principales, telles
que :
- la taille et la forme de l’ouvrage (nombre de niveaux, surface au sol, agencement global, …),
- la structure et les principaux équipements (matériaux de construction, distribution intérieure, ouvertures, conduits, ventilation, dispositions spécifiques, …),
- les aménagements prévus,
- contenu, éléments mobiliers, stockage…
2.4.4 Caractéristiques des occupants
Au sein d’un même ouvrage, différents profils de population peuvent être présents lors de
son exploitation. Définir le profil exact de chaque occupant d’un ouvrage peut s’avérer être
un exercice délicat ; aussi, il est généralement recommandé de couvrir un ensemble
relativement large de populations-types susceptibles de fréquenter l’ouvrage, et d'envisager
les évolutions éventuelles de ces groupes à moyen et long terme.
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Ces profils doivent être identifiés afin d’appréhender les comportements humains en cas de
situation d’urgence face à un incendie. Les occupants peuvent notamment être répartis
selon les caractéristiques principales suivantes :
- la distribution (nombre, genre, âge, localisation, …) ;
- l’état de vigilance ;
- les capacités physiques et de perception ;
- la connaissance des lieux ;
- l'entraînement à réagir aux situations d’urgence.
Le degré de précision des données doit être cohérent avec les objectifs retenus.
2.4.5 Conditions d'intervention des secours
Lorsque l’établissement dispose d’une organisation interne de sécurité incendie, celle-ci doit
être dimensionnée, équipée et formée en fonction des missions qui lui sont confiées.
Dans le cadre de sites industriels, le service de sécurité d'un établissement voisin peut être
pris en compte à la condition de l'existence d'une convention d'appui mutuel.
Dans le cas de la prise en compte de la capacité d’intervention des secours publics, une
sollicitation préalable avec les services territorialement compétents devra être réalisée.
Cette capacité d’intervention tiendra compte des délais et d’une montée en puissance
prévisible et possible dans des conditions normales de fonctionnement du service.
La desserte par des voies échelles ou des voies engins, l'accessibilité à l'ouvrage et des
façades, la présence des bouches et poteaux d'incendie permettant l'intervention des
sapeurs pompiers relèvent des conditions d'intervention.
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3 Objectifs de sécurité et exigences fonctionnelles associées
Dans le cadre d’une démarche d'ingénierie de sécurité incendie, les exigences en matière de
sécurité incendie sont déclinées selon les trois niveaux suivants :
- Objectifs de Sécurité (§ 3.1),
- Exigences Fonctionnelles (§ 3.2),
- Critères de Performance (§ 3.4).
Dans le cadre d’un projet, il convient de distinguer deux types d’objectifs ayant, selon leur
nature, un caractère, et donc une portée différente sur le projet considéré :
- les objectifs « imposés», correspondant aux prescriptions réglementaires,
- les objectifs « volontaires », qui traduisent les demandes complémentaires de parties
prenantes du projet.
L'identification de l'ensemble de ces objectifs est effectuée par l’équipe de conception.
La nature des critères de performance à retenir pour l’étude doit être définie et les valeurs
quantitatives associées à ces critères sont explicitées. Toutefois, les modalités d'évaluation
(§ 6) ayant une influence sur la nature des critères utilisables doivent être prises en
compte.
Pour plus de détails sur ce chapitre il est conseillé de se référer au rapport d'action A02.
3.1 Objectifs de Sécurité
Quel que soit le périmètre du projet, les objectifs de sécurité à respecter doivent être
clairement établis.
Généralement déclinés sous la forme d’expressions de large portée, les objectifs de sécurité,
quel que soit leur caractère (imposé ou volontaire), visent à transcrire les fondements
même de la sécurité incendie. Il est possible de définir trois grands domaines pour les
objectifs de sécurité :
- Protection de la santé et de la vie,
- Préservation de l’environnement,
- Sauvegarde des biens.
D'autres objectifs, selon la nature du projet, peuvent être retenus.
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Les principaux objectifs de sécurité, déclinés en sous-objectifs, sont présentés dans le
tableau 1.
OBJECTIFS DE SECURITE SOUS OBJECTIFS DE SECURITE
Protection de la santé
et de la vie
Les occupants
Les tiers (voisinage)
Les services de secours
Préservation de l’environnement
Le sol et les nappes phréatiques
L’atmosphère
Sauvegarde des biens
Les biens mobiliers et immobiliers de
l’ouvrage
Les biens mobiliers et immobiliers
des tiers
La capacité opérationnelle
Les fonctions stratégiques
Le patrimoine architectural, culturel
et historique
L’impact médiatique
Tableau 1 : objectifs fondamentaux et sous-objectifs de sécurité incendie
3.2 Exigences fonctionnelles
Alors que les objectifs de sécurité expriment le but global à atteindre en matière de sécurité
incendie, les exigences fonctionnelles précisent les performances que certaines parties ou
fonctions de l’ouvrage doivent atteindre afin de répondre aux objectifs retenus. Tout objectif
de sécurité doit donc être associé à une ou plusieurs exigences fonctionnelles.
Les exigences fonctionnelles sont décrites de manière qualitative, dans des termes
opérationnels. Elles sont ainsi plus précises que les objectifs de sécurité et exploitables de
manière directe pour la conception de l’ouvrage.
Quelques exemples d'exigences fonctionnelles sont donnés dans le tableau 2. Elles ne sont
pas limitatives, le réglementeur ou certaines autres parties intéressées peuvent vouloir en
imposer de différentes ou supplémentaires.
Objectif de
sécurité Sous-objectif
Exigence fonctionnelle pouvant être
associée
Protection de la
santé et de la vie des occupants
Maintenir des conditions de tenabilité
satisfaisantes au niveau des occupants
évacuant le local d'origine
Assurer des conditions de tenabilité
satisfaisantes dans les voies d'évacuation
jusqu'à ce que tous les occupants aient
évacué
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Objectif de
sécurité Sous-objectif
Exigence fonctionnelle pouvant être
associée
Assurer des conditions de tenabilité
satisfaisantes dans les zones d’attente
sécurisées où sont situés des occupants en
attente d'évacuation à l'intérieur du
bâtiment, hors du local d’origine
Assurer des conditions de tenabilité
satisfaisantes dans les locaux où sont
situés des occupants, pendant toute la
durée de l'incendie à l'intérieur du
bâtiment
des services de
secours
Assurer des conditions de tenabilité
satisfaisantes pendant la durée nécessaire
à la phase de reconnaissance
Assurer des conditions de tenabilité
satisfaisantes durant les opérations de
secours aux occupants
Assurer l’absence de variation brutale des
conditions de tenabilité durant la lutte
contre l'incendie
des tiers
Assurer des conditions de tenabilité
satisfaisantes dans un bâtiment voisin
pendant toute la durée d'incendie
Assurer des conditions de tenabilité
satisfaisantes pendant une durée fonction
des conditions de mobilité des tiers dans
une zone voisine à l'air libre (dont voies de
circulation)
Préservation de
l'environnement
Sols, milieux
aquatiques et nappes
phréatiques
Assurer la rétention des effluents du feu et
des produits d’extinction
Maîtriser les rejets polluants, dangereux
ou toxiques susceptibles de s’écouler au
cours de l’incendie
Atmosphère
Confiner les produits de combustion
Maîtriser les rejets polluants, dangereux
ou toxiques susceptibles d’être mis en
suspension et dispersés par les effets de
l’incendie
Sauvegarde des
biens
mobiliers et
immobiliers de
l'ouvrage
Préserver un élément particulier à
l‘intérieur du local d’origine
Limiter l’incendie au local d'origine
Limiter les dommages au local d'origine
Limiter dommages au compartiment ou à
l’étage d’origine
mobiliers et
immobiliers des tiers
Assurer la non propagation aux ouvrages
tiers
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Objectif de
sécurité Sous-objectif
Exigence fonctionnelle pouvant être
associée
Assurer l’absence de dommages aux
ouvrages tiers
capacité opérationnelle
Maintenir une activité donnée
Préserver la capacité globale
Préserver un système particulier (et ses
alimentations)
fonctions stratégiques
Assurer la permanence des fonctions
stratégiques
Préserver de toute atteinte les
équipements ou éléments participant aux
fonctions stratégiques
patrimoine
architectural, culturel
et historique
Préserver de toute atteinte et dommage
un objet ou un ouvrage irremplaçable
impact médiatique Préserver de toute atteinte médiatique
l’image liée à l'activité concernée
Tableau 2 : exemples d'exigences fonctionnelles
3.3 Critères de performance à satisfaire par la solution proposée
Des critères de performance qualifiant les exigences fonctionnelles doivent être définis afin
de pouvoir juger une solution de conception proposée.
Ces critères de performance caractéristiques d’un projet donné sont les paramètres clés
auxquels sont associées, dans la mesure du possible, des valeurs seuils pour chacune des
exigences fonctionnelles retenues.
Pour des exemples de critères, il est conseillé de se référer aux rapports d'actions A02,
A17 et A18.
3.3.1 Nature des critères
Les critères de performance prennent en compte la vulnérabilité et l'occurrence.
Si le mode d’analyse requis pour mener à bien l’étude d’ingénierie de la sécurité incendie
est déterministe (voir § 6.1), seuls les critères d’acceptation liés à la vulnérabilité sont pris
en compte.
Lorsque l’évaluation des risques est menée par une approche probabiliste, le franchissement
de critères d’acceptation liés à la vulnérabilité est examiné au regard de sa probabilité
d’occurrence. Le critère d'occurrence a pour conséquence de prendre en compte de manière
plus réaliste certains risques.
3.3.1.1 Critères d’acceptation liés à la vulnérabilité
Les critères de performance liés à la vulnérabilité correspondent aux phénomènes et aux
grandeurs physiques auxquels sont sensibles les cibles identifiées par les objectifs et sous-
objectifs de sécurité. L’atteinte des objectifs de sécurité, traduite par les exigences
fonctionnelles via un critère d’acceptation permet de s'assurer de l’intégrité de la cible
concernée.
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Par exemple, l'exigence fonctionnelle visant à ce que "les conditions de tenabilité soient
satisfaisantes dans les voies d’évacuation jusqu’à ce que tous les occupants aient
évacué", se traduira par des critères de performance associés à la vulnérabilité tels que
:
- les doses maximales reçues en monoxyde de carbone et autres effluents,
toxiques, fonction de la durée d'évacuation,
- la teneur minimale en oxygène,
- les conditions de visibilité (opacité des fumées, visibilité des obstacles et des
sorties,…),
- le flux thermique maximal reçu,
- la température maximale des gaz inhalés,
- l’absence de chute dangereuse d’objets.
Nota : l'absence de chute dangereuse d'objets, sur les personnes situées dans une voie
d'évacuation, inclut la condition de non effondrement en chaîne de la structure porteuse
relative à cette voie d'évacuation.
En ce qui concerne les critères d'acceptation liés à la vulnérabilité, ils se traduiront à
titre d’exemple par :
- doses maximales reçues en gaz toxiques : FED de 1
- teneur minimale en oxygène : 16%
- distance de visibilité : 10 m
- flux thermique maximal reçu : 2.5 kW/m2
- température maximale d’inhalation : 60 °C
Si l'exigence fonctionnelle vise à ce que les "dommages soient limités au local d’origine",
ceci se traduira par des critères de performance associés vis-à-vis de la vulnérabilité,
tels que :
- isolation thermique et étanchéité aux flammes et gaz chauds des parois
périphériques du compartiment où l’incendie peut prendre naissance, d'un niveau
tel qu'elles évitent toute propagation d'incendie et dégradation due aux
températures et fumées dans les locaux voisins, et
- comportement structural d'ensemble de l'ouvrage de façon à éviter toute
déformation dans les locaux avoisinants.
3.3.1.2 Critères d'acceptation liés à l'occurrence
Les critères d’acceptation liés à l'occurrence traduisent le niveau de performance requis en
termes de probabilité de franchissement des critères d’acceptation liés à la vulnérabilité.
Par exemple, le critère de vulnérabilité relatif à la sécurité des occupants dans les voies
d'évacuation peut être associé au critère d'occurrence suivant : la probabilité qu’un
occupant de l’ouvrage soit soumis à une dose thermique excédant la valeur seuil, dans
les voies d’évacuation, doit être inférieure à 10-4.
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3.3.2 Quantification des critères
La définition des critères d’acceptation liés à la vulnérabilité et à l'occurrence permet aux
autorités et parties prenantes dans le projet de vérifier l'atteinte des objectifs retenus.
Dans le cas d'une démarche absolue (cf. § 3.4), ces valeurs pourront être proposées à
partir de données, issues de la littérature ou reconnues par la communauté scientifique. A
défaut elles doivent être justifiées. Dans le cas d'une démarche relative, elles seront fixées
à partir de valeurs obtenues telles que décrite en § 3.4 et dûment justifiées.
Cette méthodologie générale peut également s'appliquer dans le cas où aucun critère
explicite n’est préalablement défini lorsque l'objectif est de réduire le niveau de risque par rapport à l'existant ; les bases et la méthode de comparaison du niveau de risque doivent
alors être clairement explicitées.
3.4 Choix de la démarche d'appréciation de la solution proposée
Une fois que les critères de performance, sur lesquels l'appréciation des résultats de
l’évaluation va porter, sont définis, deux démarches pour la quantification des seuils qui leur
seront associés peuvent être appliquées :
La démarche absolue : elle s’applique lorsqu'il est possible de proposer des valeurs
seuils pour les critères de performance répondant aux exigences fonctionnelles précédemment définies. Dans ce cas, l’évaluation est menée de manière absolue,
c'est-à-dire que les résultats quantifiés de l’évaluation de la solution proposée (cf. §
8) sont comparés à des critères explicites, garants des niveaux de sécurité minimaux
requis. La démarche suivie revêt alors un caractère pleinement « performantiel ».
La démarche relative : elle s’applique lorsqu’il est souhaité que la solution de
conception atteigne un niveau de performance au moins équivalent à celui atteint
par une solution de référence qui bien souvent sera celle d'une réglementation
descriptive. Cette démarche peut aussi être adoptée dans les cas où une démarche
absolue n’est pas possible, c'est-à-dire lorsqu’il n’est pas possible de proposer de
valeurs seuils associées aux paramètres ou critères définis.
Pour pouvoir comparer le niveau de performance offert par la solution de conception à
celui offert par la solution de référence, la démarche relative nécessite l'évaluation
comparée des deux solutions afin de quantifier leur niveau de performance.
4 Proposition de solution de conception
4.1 Généralités
Une solution de conception en matière de protection incendie de l'ouvrage doit proposer des mesures de prévention, de protection et de prévision permettant d'atteindre les objectifs de
sécurité et critères de performance retenus, en fonction des dangers d'incendie potentiels identifiés. Pour ce faire, une analyse préliminaire qualitative est menée.
Cette solution devra être amendée s'il est constaté (§ 8.2) qu'elle ne satisfait pas
pleinement les objectifs de sécurité.
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Plusieurs solutions peuvent être envisagées afin de répondre aux exigences en matière de
sécurité de l’ouvrage. Ceci permet aux acteurs un choix parmi celles satisfaisant à
l'ensemble des objectifs de sécurité. Le choix pourra se faire en considérant les coûts
d’investissement (domaine de la conception) et les coûts d'entretien (domaine de
l'exploitation) relatifs à chaque solution.
4.2 Analyse Préliminaire
4.2.1 Identification des dangers
La phase d'identification des dangers permet de décrire de la manière la plus exhaustive
possible les sources d’incendie internes et externes susceptibles d’avoir un impact
significatif sur les objectifs de sécurité liés à l’ouvrage.
Certains paramètres clef sont à considérer pour les potentiels de dangers internes :
- liés aux produits et aux matériaux (inflammation spontanée, propagation rapide,
composition et opacité des fumées, explosion, etc),
- liés aux équipements et conditions d’exploitation de l’ouvrage (process et opérations
délicates, points chauds, flammes nues, etc), - liés au projet lui-même (procédures en phase de construction et de maintenance).
Des éléments complémentaires liés aux dangers externes peuvent également nécessiter
d'être pris en compte tels que ceux :
- liés à l’environnement de l’ouvrage (zones de transport ou de circulation,
malveillance, éléments exceptionnels ou installations spécifiques à proximité, …),
- liés aux aléas naturels locaux (foudre, incendie de forêt, …).
Les autres dangers externes pouvant être consécutifs à des phénomènes agresseurs non thermiques (inondations, séismes, glissements de terrain, …) et susceptibles d’avoir un
impact sur la sécurité incendie de l’ouvrage sont également pris en compte.
L’identification des sources de danger nécessite d’être la plus exhaustive possible et doit
s’attacher à définir les dangers présents dans chaque local, volume ou type de
locaux/volumes. Le risque incendie doit être considéré dès lors que les 3 éléments suivants
sont susceptibles d’être mis en présence : source d’ignition, combustible et comburant
(généralement l’oxygène de l’air ambiant).
Le risque d'éclosion d'un feu doit être recherché systématiquement en considérant
chacune de ces origines pour les différentes phases de vie de l'établissement
(exploitation, arrêt, maintenance, etc.) :
sources d'origine électrique (courts-circuits, surtensions, etc.),
sources d'origine mécanique (échauffements, frottements, etc.),
sources d'origine thermique (point chaud, process à chaud, etc.),
foudre (effets directs et indirects),
sources d'origine chimique (incompatibilité de produits, réaction exothermique,
etc.),
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flammes nues et surfaces chaudes (brûleurs, plaques chauffantes, etc.),
pyrophoricité.
La source d’inflammation n’est, à elle seule, pas suffisante pour conduire à l’éclosion
d’un feu. Il faut tenir compte de la nature des combustibles mobilisables présents. En
fonction de leurs caractéristiques physico-chimiques, de leur état de division, de leur
mode d’implantation et de rangement, des conditions ambiantes, la sensibilité des
combustibles à la source d’ignition peut varier. Pour exemple, le danger constitué par un
stockage de bois est plus important pour la sciure de bois que pour le bois massif.
L’acte malveillant peut notamment être pris en compte en postulant un départ de feu
sur les masses combustibles mobilisables. Ceci peut conduire à devoir prendre en
compte des départs de feu à l’extérieur de l’ouvrage étudié (poussettes dans les cages
d'escalier, poubelles, véhicules situés en pied de façade….).
Lorsqu'une de ces sources n'est pas prise en compte dans l'étude, cette absence de
prise en compte doit être clairement mentionnée et justifiée dans le rapport d'étude.
4.2.2 Intégration du retour d’expérience
La prise en compte d'événements accidentels passés est un élément précieux pour
apprécier, voire pour quantifier, les dangers en présence. En effet, l’étude des incidents et
incendies survenus sur des ouvrages similaires ou comparables (voire pour l’ouvrage étudié, lorsqu'il s'agit d'une réhabilitation), est un moyen d'identifier les causes les plus fréquentes
d’incendie ou d’apprécier la performance de certaines mesures de prévention ou de
protection.
Les données statistiques peuvent apporter des tendances ou informations :
- dans les fréquences d’apparition de certains incendies, pour certains types
d’ouvrages ou relatifs à certaines activités,
- mais également en ce qui concerne l’incendie en lui-même, sa taille, son
développement, sa propagation, son impact en termes de dommages ou de
pertes humaines et matérielles.
En tout état de cause, l'étude décrira obligatoirement la façon mise en œuvre pour
obtenir ces informations : Identification des sources, représentativité et qualité du
retour d’expérience, cohérence entre les informations disponibles et leur utilisation dans l'étude.
4.3 Nature de la solution proposée
4.3.1 Choix possible de la stratégie
A ce stade de l'étude, il est recommandé de définir une stratégie de conception en matière
de maîtrise des risques d'incendie.
Dans ce cas, elle doit être définie dans ses grandes lignes avant de concevoir un projet de
solution. Cette stratégie doit s'appuyer successivement sur les trois niveaux suivants :
La prévention qui consiste à limiter la probabilité d’occurrence de l’incendie :
- Assurer la suppression et à défaut la réduction ou la maîtrise des dangers,
- Limiter les causes de départ d’incendie,
- Limiter les causes de développement du feu,
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- Assurer l'organisation du travail et les conditions de travail.
La protection qui consiste à limiter les effets de l’incendie :
- Détecter et éteindre,
- Soustraire les cibles aux effets,
- Limiter les effets sur les cibles,
- Evacuer ou transférer des personnes vers des zones protégées,
- Choisir la technique de désenfumage.
La prévision qui consiste à mettre en place des procédures organisationnelles, comme
par exemple :
- Dimensionner les moyens humains et matériels (hydrants, voies échelles, etc.),
- Etablir un plan de secours,
- Prévoir et établir les moyens organisationnels,
- Etablir un plan d'évacuation,
- Etablir une stratégie de mise en sécurité et d’évacuation.
Parmi ces 3 domaines, la prévention est celui à privilégier.
Cette stratégie définit les types d'actions de prévention et de systèmes de protection qu'il y
aura lieu de mettre en œuvre afin d'atteindre les objectifs de sécurité fixés.
4.3.2 Elaboration de la proposition de solution
A partir d’une analyse des dangers identifiés et retenus la proposition de solution consiste
en la définition (emplacement, nature, qualité) d’ensembles cohérents de moyens de
prévention, de protection et de prévision associés à la stratégie de conception qui devront
permettre de satisfaire les exigences fonctionnelles. Toute proposition doit être
suffisamment détaillée et documentée afin de fournir les informations nécessaires à son
évaluation (cf. § 8).
Dans le cadre de la conception, en matière de sécurité incendie, d’un ouvrage dans sa
totalité, le projet concernera l'ensemble des fonctionnalités de l’ouvrage et conduira à son
évaluation complète au travers des outils de l'ingénierie de la sécurité incendie. Il peut
également ne concerner qu'une ou plusieurs des fonctionnalités (désenfumage, résistance,
évacuation…) de l’ouvrage, les autres étant conformes à des exigences descriptives (cf. §
2.3), voire ne concernant qu'une partie d'un ouvrage. Quoi qu’il en soit, l’interaction
existante entre les fonctionnalités considérées dans l'étude et les autres fonctionnalités doit
être explicitement prise en compte.
La solution de conception doit donc être présentée afin de répondre aux objectifs de
sécurité identifiés. Elle doit intégrer l’ensemble des moyens techniques, humains et
organisationnels à mettre en place, en tenant compte des contraintes dues au périmètre
du projet, des potentiels de danger identifiés et de leur réduction.
L’étude doit distinguer les éléments issus d'exigences réglementaires descriptives de
ceux proposés pour satisfaire aux objectifs de sécurité de l'étude l'ingénierie.
Lorsque l’étude ne traite que d'une fonction ou partie de l'ouvrage, son impact sur les
autres fonctions ou parties de l'ouvrage (conformes aux exigences descriptives) doit
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être évalué.
Les procédures de gestion de la sécurité incendie, telles que les conditions d’évacuation des
occupants vers des zones sécurisées et la maintenance des systèmes de sécurité, jouent un
rôle important dans la prévention et le contrôle des effets des incendies. Lorsque la solution
de conception suppose des règles spécifiques d’exploitation, d’entretien et de maintenance,
ces règles doivent être explicitées et intégrées à la gestion de la sécurité incendie prévue
lors de l’exploitation de l’ouvrage (voir chapitre 11).
5 DEFINITION DE SCÉNARIOS D'INCENDIE
Pour un projet donné, des scénarios d’incendie d'étude sont sélectionnés pour vérifier que la
solution proposée pour la conception de l'ouvrage respecte les objectifs de sécurité (cf. § 3.1), les exigences fonctionnelles (cf. § 3.2) et les critères d’acceptation (cf. § 3.3).
Un scénario d’incendie est défini comme la description des éléments clef du déroulement
possible d'un incendie, compte tenu des potentiels de danger identifiés et des moyens de
prévention, de protection et de prévision : contexte, inflammation, développement,
propagation, décroissance et extinction de l’incendie. Le détail d’un scénario consiste en un
enchaînement chronologique et logique d’évènements conditionnant le déroulement de
l’incendie.
Pour développer et constituer ces scénarios, il est nécessaire de recueillir des données
d’entrées relatives aux étapes « Description du projet » (cf. chapitre 2) et « Proposition
de solution de conception » (cf. chapitre 4) de la méthodologie générale.
A chaque danger potentiel, une série de scénarios doit représenter les différentes
évolutions possibles de l’incendie. Les évolutions prises doivent être suffisamment
aggravantes vis-à-vis des objectifs à atteindre.
Le nombre de scénarios d’incendie susceptibles de se réaliser pour un ouvrage, ou dans une
configuration déterminée peut être considérable. Par conséquent, l’analyse des risques
visera à définir les scénarios les plus défavorables utilisés pour l’évaluation « scénarios
incendie d’étude ». Cet échantillon pourra être plus ou moins important selon que
l'évaluation sera probabiliste ou déterministe (cf. § 6.1).
Lors d’une étude d’ingénierie, deux étapes principales visent donc à identifier les scénarios
qui servent de support à l’évaluation des risques que présente l’ouvrage :
- l'identification des scénarios d’incendie (cf. § 5.1),
- la sélection des scénarios d’incendie d’étude (cf. § 5.2).
Pour plus de détails sur ce chapitre il est conseillé de se référer au rapport d'action A05.
Toute la démarche de choix des scénarios d’incendie d’étude doit être explicitée dans le
détail dans le rapport préliminaire d’étude (cf. chapitre 7).
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5.1 Identification des scénarios d’incendie
Afin de pouvoir identifier les principaux scénarios d’incendie susceptibles d’avoir lieu dans
une configuration définie, il est recommandé de détailler, à partir de la localisation des
dangers (cf. § 4.2.1) :
- les risques d’éclosion du feu ;
Les causes les plus fréquemment citées comme étant à l’origine des incendies peuvent
se classer dans l’une des catégories suivantes :
- les causes matérielles accidentelles comme les courts-circuits ;
- les actes imprudents et comportement inadaptés : par exemple l’action d’enfants
ou de personnes irresponsables, une négligence de fumeurs… ;
- les causes criminelles qui consistent à initier l’incendie et parfois à en favoriser
son développement et sa propagation à travers le choix du combustible ou de la
localisation du foyer primaire ;
- les accidents domestiques suite à l’utilisation d’appareils ménagers (fer à
repasser, friteuse, plaques électriques…) ;
- les causes liées aux activités industrielles et activités à risques où des outils,
produits et matériaux utilisés dans des process de fabrication peuvent engendrer
un début d’incendie ;
- les causes naturelles : la foudre, un tremblement de terre…;
- les causes de propagation d’un incendie provenant de l’environnement proche du
bâtiment….
Ces causes ont déjà été identifiées lors de l’analyse préliminaire faite pour définir la
solution de conception (cf. chapitre 4).
Les risques évoluent suivant la période considérée et le cycle de vie de l’exploitation. Par
exemple, les risques ne sont généralement pas les mêmes en période d’activité, en
journée, la nuit ou le week-end.
- l’ensemble des séquences de développement et de propagation susceptibles d’avoir
lieu, une fois l’incendie initié ;
L’activité de l’incendie doit être identifiée afin d’y associer une puissance dans les phases
ultérieures de l’étude. Il convient d’identifier les combinaisons de sources d’inflammation
et les éléments associés qui peuvent conduire à des feux pénalisants (critiques /
aggravants) au regard des objectifs de sécurité.
Cette phase permet, d’identifier les éléments pouvant permettre le développement et la
propagation du feu.
La propagation du feu peut se faire selon plusieurs modes :
- par convection, les gaz chauds étant propagés à une certaine distance du foyer d'origine ;
- par rayonnement vers des matériaux combustibles situés à une distance accessible ;
- par conduction, la chaleur étant transmise par des matériaux conducteurs. Voir également la propagation possible par convection en cas de calfeutrement imparfait autour de matériaux traversant des parois ;
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- par projection de matériaux enflammés.
- les facteurs favorables et aggravants pour chacune de ces phases ;
1- Actions des personnes
L’action des occupants peut avoir un impact sur le déroulement du scénario incendie en
modifiant le développement de l’incendie, la propagation des fumées, etc…
Par exemple, la porte laissée ouverte d’un local où se situe le foyer origine pourra d’une
part modifier les conditions de ventilation du foyer et d’autre part favoriser la
propagation des gaz chauds et fumées en dehors du local.
2- Systèmes/Eléments influents sur le feu
Les procédés constructifs (murs, planchers…) et les moyens de protection passifs
(compartimentage…) et actifs (systèmes d’extinction, systèmes de désenfumage…) et
de prévention impactent également le déroulement de l’incendie.
- les conséquences sur les cibles.
Les cibles sont celles visées par les objectifs de sécurité en chapitre 3.
Estimer la gravité des conséquences à cette étape de l’étude se fait qualitativement en
analysant et en envisageant dans le temps et l’espace les interactions possibles entre
l’incendie et les cibles.
Par exemple : dans le cadre d’une étude d’ingénierie dans une salle de spectacle où
l’objectif de sécurité est la protection de la santé et de la vie des personnes, suivant le
lieu et l’instant de départ de feu, le nombre et la vulnérabilité des personnes exposées
va varier ce qui va jouer sur l’estimation de la gravité des conséquences. Pour les deux
types de scénarios suivants :
- Scénario 1 : l’incendie débute dans la salle de spectacle lors d’une
représentation. La gravité des conséquences sur les cibles compte tenue du
nombre de personnes exposées directement aux effets de l’incendie est a priori
importante.
- Scénario 2 : l’incendie débute dans une zone cachée ou un local inoccupé de la
salle de spectacle comme les loges lors d’une représentation : peu de personnes
seront directement exposées aux effets de l’incendie voire aucune. La gravité des
conséquences sur les cibles peut être a priori faible.
Lorsque l'atteinte des objectifs repose principalement sur une mesure active de prévention
ou de protection, les conséquences de la défaillance de cette mesure seront prises en
compte.
Il est nécessaire d’assurer une certaine redondance au niveau des barrières de
sécurité dans le cas où une maintenance insuffisante ou une dégradation d’une mesure
de protection ou de prévention amènerait celle-ci hors d’usage et serait considérée
comme inexistante.
Par exemple pour le réseau sprinklers, la redondance des pompes d’alimentation du
réseau (groupe diesel et groupe électrique) est généralement nécessaire.
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Il est important de considérer que dans certains cas, le manque d'efficacité d’une mesure de
sécurité peut avoir un impact désastreux sur l'efficacité d'un autre moyen de sécurité. Il doit
donc être apporté une attention particulière à de tels événements dits « catastrophiques »
qui peuvent conduire à des conséquences multiples. Ces cas doivent être clairement
identifiés et pris en compte pour la formulation des scénarios d'incendie.
La définition de scénarios d’incendie doit s’appuyer sur différentes techniques :
- revue des résultats de l’analyse préliminaire (cf. § 4.2), intégrant notamment le
retour d’expérience et les connaissances acquises ;
Le REX (Retour d’Expérience) pris en compte doit concerner des incidents ou sinistres
qui se sont produits dans le bâtiment concerné, dans des bâtiments de configuration ou
d’exploitation proches ou sur des moyens de protection similaires.
Par exemple : pour les ICPE, la base de données ARIA recense plus de 32 000 accidents
ou incidents survenus en France ou à l'étranger.
- utilisation de données validées publiées dans la littérature,
- exploitation de données statistiques,
Les données statistiques liées au retour d’expérience peuvent être utilisées
pour déterminer les paramètres ou les événements à retenir en indiquant leur
probabilité d’apparition en vue de quantifier le risque.
- avis d’expert.
Ces scénarios doivent également prendre en compte le comportement humain pouvant
influencer le déroulement et les conséquences du sinistre (développement et propagation de
l’incendie, conditions d’évacuation et d’intervention, alerte, ...).
Le comportement humain prend en compte toute action entreprise par les occupants de
l’ouvrage (public, personnel), les tiers et les secours susceptibles d’avoir un impact sur
le déroulement d’un incendie ainsi que sur ses conséquences.
Les facteurs suivants permettent d'identifier le comportement des occupants :
- Population (nombre et densité) ;
- Personnes seules ou accompagnées ;
- Activités et état de vigilance (sommeil…) ;
- Distribution (nombre, genre, âge, localisation, …) ;
- Capacités physiques (mobilité, vitesse de déplacement, capacité sensorielles…) ;
- Capacités cognitives (niveau de compréhension, connaissance des consignes
d’urgence, capacité d’interprétation d’un signal d’alarme, de prise de décision,
d’indépendance, comportement psychologique, raisonnement…) ;
- Niveau d’assistance disponible (ressources humaines et matérielles) ;
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- Entraînement à réagir aux situations d’urgences (lutte contre les départs de feu,
intervention, exercices d'évacuation …) ;
- Rôle et responsabilité ;
- Familier de l’ouvrage (fréquentation des lieux).
Ces caractéristiques fournissent des informations sur les réactions possibles des
occupants face à un incendie, sur leurs capacités à évacuer durant une alerte incendie
ainsi que sur l’impact potentiel que pourra avoir l’incendie sur eux (leur vulnérabilité).
Pour les services de secours (voire services de sécurité internes) il est utile d’estimer
les ordres de grandeurs des temps d’accès sur les lieux de l’incendie, les types et la
capacité d’équipements… Le temps d’alerte des secours doit être un des paramètres à
prendre en compte dans les scénarios.
Les défaillances de mode commun doivent également être considérées.
Il s’agit de défaillances ayant pour origine la même cause directe.
Par exemple : plusieurs moyens de protection actifs visant le même objectif de sécurité
reliés à la même alimentation électrique. La perte accidentelle de cette alimentation met
hors d’usage tous ces moyens de protection.
5.2 Sélection de scénarios d'incendie d’étude
Afin d’être en mesure d’optimiser le nombre de scénarios d’incendie à considérer comme
support de l’évaluation des risques :
- Différents « groupes de scénarios » présentant des éléments communs sont définis
en fonction des objectifs de sécurité recherchés (§ 5.2.1) ;
- Les scénarios d’incendie à l’intérieur de ces groupes sont classés en fonction de leur
impact sur les objectifs de sécurité. Pour chaque groupe, au moins un scénario
d’incendie est sélectionné comme scénario le plus critique vis-à-vis des objectifs de
sécurité. (§ 5.2.2) ;
- Tout ou partie de ces scénario(s) critiques est choisi comme scénario d’incendie
d’étude pour l’évaluation des risques d’incendie de l’ouvrage (cf. § 5.2.3).
Ces étapes sont illustrées par la figure 2 ci-dessous.
Figure 2 : illustration de la démarche de sélection des scénarios d'incendie
La démarche doit être justifiée et tracée.
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Le nombre et la nature des scénarios d’étude dépendent, pour un projet donné, de
paramètres tels que la portée du projet considéré (application de la démarche d’ingénierie
de la sécurité incendie à la totalité, une partie ou certaines fonctionnalités de l'ouvrage – cf.
chapitre 2.3), la méthode d‘évaluation choisie (déterministe ou probabiliste), les objectifs de
sécurité retenus ainsi que des caractéristiques propres à l’ouvrage considéré.
Les scénarios d'incendie d’étude sont choisis après concertation entre les parties prenantes
d’un projet.
Dans le cas où il est fait recours à une méthode d'évaluation du type probabiliste (voir § 6 et § 8), les scénarios d’étude sont définis en fonction des paramètres et événements ayant
une influence sur le déroulement de l’incendie. L’outil utilisé pour obtenir ces scénarios
d'études doit générer les scénarios en considérant les probabilités d'occurrence sur des
états ou des événements attribués par analyse de risques.
Avant de soumettre le rapport d’étude préliminaire aux autorités compétentes, il est
nécessaire d’obtenir un consensus sur les hypothèses retenues pour les scénarios
d’incendie entre les différents intervenants et parties prenantes du projet de conception
ou de rénovation c'est-à-dire entre le bureau d’étude, le maître d’ouvrage, le maître
d’œuvre, l’exploitant… Un échange technique préalable avec les autorités compétentes
peut permettre d’identifier les points délicats de l’étude afin de faciliter l'instruction du
dossier.
5.2.1 Constitution des groupes de scénarios
Les scénarios identifiés au § 5.1 peuvent être regroupés en fonction de leur spécificité et de leurs similitudes, de manière à choisir pour chaque groupe le ou les scénarios les plus
critiques vis-à-vis des objectifs de sécurité. A ce stade, aucun scénario ne doit être éliminé.
Par « similitude entre scénarios » on peut comprendre que les sources d'incendie sont
de même nature, que les locaux sont couverts par les mêmes types de protection ou
que les effets des scénarios peuvent aboutir à un événement redouté commun, c'est-à-
dire susceptible de porter atteinte à une même exigence fonctionnelle.
Les critères utilisés pour les regroupements seront décrits dans le rapport préliminaire
d’étude.
Les scénarios de très forte gravité et très faible occurrence ou atypiques doivent faire l'objet
d'une analyse spécifique.
Ces scénarios doivent faire l'objet d'échanges avec les autorités compétentes.
5.2.2 Classement des scénarios à l’intérieur de chaque groupe
Les méthodes d’analyse qualitatives ou semi-quantitatives utilisées pour estimer les risques
permettent d’apprécier la probabilité d’occurrence et la gravité des conséquences des
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scénarios dans chaque groupe considéré. Ces scénarios d’incendie doivent alors être classés
en fonction de leurs occurrence et conséquences vis-à-vis des objectifs de sécurité.
Estimation de la probabilité d’occurrence
La probabilité d’occurrence de chaque scénario peut être calculée de façon plus ou moins
fine en déterminant la probabilité d’occurrence de chaque événement qui compose le
scénario. Dans le cas d’une approche déterministe, l’estimation de la probabilité de
chaque événement peut se faire de façon approximative car l’intérêt recherché par cette
estimation est de pouvoir classer les scénarios entre eux.
Pour les systèmes de protection actifs (par exemple : sprinklers ou détection) une
probabilité peut être déterminée à partir de leur fiabilité et efficacité dans des situations
données. Ces données peuvent parfois être disponibles chez des fabricants de systèmes
de protection ou être tirées d’études statistiques.
Estimation de la gravité des conséquences
La gravité des conséquences attendues pour chaque scénario est estimée à partir de
l’importance des pertes qui peuvent être engendrées. Dans un premier temps, cette
estimation se fait par jugement d’expert. Une analyse plus détaillée de la gravité des
conséquences de chaque scénario d’incendie d’étude est faite dans la phase
d’évaluation (Cf. chapitre 8).
Pour chaque objectif de sécurité, une matrice de criticité peut être utilisée pour classer les
scénarios.
Le classement des risques permet de trier les scénarios d’incendie en les comparant sur
la base de leur fréquence et de leurs conséquences à l’intérieur de chaque groupe
constitué au préalable (par exemple par exigence fonctionnelle ou même critère de
performance visé). Ce classement peut aussi bien se faire de façon qualitative que
quantitative.
Pour un tri quantitatif des scénarios, les probabilités et conséquences de chaque
scénario potentiel doivent être estimées et le risque est calculé comme le produit de ces
2 paramètres. Les scénarios incendies d’étude qui seront choisis seront représentatifs
des risques les plus élevés.
Pour un tri qualitatif, les scénarios identifiés doivent être groupés à partir des
conséquences supposées, par objectif de sécurité, dans le but d’établir « une échelle de
risque ».
Les conséquences se rapportent aux objectifs de sécurité recherchés. Des matrices de
criticité différentes doivent être développées pour chacun des objectifs de sécurité (ou
exigences fonctionnelles) caractérisant des conséquences de nature différentes.
Par exemple pour la protection de la santé et de la vie des occupants, des niveaux
d’intensité des conséquences peuvent être définis en fonction de la gravité des blessures
ou en fonction du nombre de personnes qui peuvent être touchées par les effets de
l’incendie.
En termes de dommages sur les biens, des niveaux d'intensité des conséquences
peuvent aussi être définis en fonction des montants des dommages ou de l'impact à
l'environnement de l'ouvrage.
Comme pour la gradation des conséquences des scénarios, une échelle doit être
déterminée pour classer la fréquence.
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Les données statistiques éventuellement utilisées doivent, au minimum :
- Etre tirées d’échantillons dont le nombre d’individus est suffisamment important
(significativité des données). Ce nombre minimum sur lequel l'analyse statistique est
effectuée dépend du phénomène étudié ;
- Etre fondées sur une population dont les caractéristiques doivent être les plus
proches possible du cas d’étude (représentativité des données).
5.2.3 Choix des scénarios d’étude
Pour la sélection des scénarios d’étude, il est possible d’avoir recours à une analyse plus ou
moins détaillée suivant le degré de complexité du projet.
Dans le cas d’une démarche d’évaluation déterministe (§ 6.1), chaque groupe de scénario
est représenté par au moins un scénario d’incendie représentatif du risque maximal de son
groupe d’appartenance.
Les scénarios d’incendie d’étude sont sélectionnés parmi les scénarios les plus critiques vis-
à-vis des objectifs de sécurité.
Lorsque la règlementation impose des scénarios, ils doivent être inclus dans les
scénarios d'études.
Les scénarios d'études peuvent prendre en compte la capacité d’intervention des secours
publics définie par les services publics territorialement compétents (voir § 2.4.5).
Toutefois ils doivent permettre de présenter les résultats pour un feu d'une durée d'au
moins 1 heure sans intervention des services de secours public.
Chaque scénario sélectionné doit être choisi de telle sorte qu'une solution constructive, qui
aura permis de satisfaire aux objectifs de sécurité pour ce scénario d'étude, soit censée
permettre le respect de ces objectifs pour tous les autres scénarios du groupe.
Une démarche d’évaluation probabiliste porte sur un ensemble beaucoup plus important de
scénarios.
Dans cette démarche, l’objectif est d’estimer les deux composantes du risque (fréquence
et gravité). C'est pour cette raison que cette démarche nécessite l’analyse d’un grand
nombre de scénarios.
Des probabilités doivent pouvoir être associées à la fréquence d’occurrence de chaque
événement, ce qui nécessite de disposer des lois de probabilité de tous les événements.
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6 CHOIX DES METHODES ET OUTILS D’EVALUATION
6.1 Généralités
En fonction de la complexité de l’ouvrage, des objectifs de sécurité et de la nature des
critères, il est fait appel à une des deux variantes suivantes :
- utilisation d'approches déterministes (avec des outils de calcul simplifiés ou avancés), avec prise en compte des scénarios d'incendie d'étude et de critères de
vulnérabilité ;
- utilisation de l'approche d'évaluation précédente, complétée par une approche
probabiliste, conduisant ainsi à l'analyse d'un nombre important de scénarios d'étude et la prise en compte de critères de vulnérabilité et de critères d'occurrence.
Les méthodes d'évaluation doivent être mises en œuvre par des personnes compétentes.
Elles peuvent s’appuyer sur une ou plusieurs des composantes suivantes :
- les outils de calcul et de simulations numériques ;
- l'expérimentation ;
- les données statistiques et le retour d’expérience ;
- le jugement d'expert dans la mesure où il est argumenté.
6.2 Exigences générales des méthodes de calcul
Les méthodes de calcul, pour un phénomène précis, peuvent aller de la simple formule analytique au calcul par éléments ou volumes finis. En outre, l'utilisateur doit être
suffisamment formé à l'emploi de ces méthodes et au choix judicieux des données
d'entrées. Il est primordial que, pour évaluer un phénomène donné (évolution des
températures dans un compartiment, enfumage d’une zone, comportement au feu d'une construction,…), la méthode de calcul soit en adéquation avec la complexité du phénomène
étudié, la précision recherchée et les critères de performance retenus.
La question du domaine de validité de l'outil de calcul doit être prise en compte : tous
les outils ne peuvent pas être utilisés pour modéliser un cas donné (grands volumes,
géométrie complexe, …).
Par ailleurs, les outils de modélisation de l’incendie sont généralement sensibles aux
données d’entrée et à leurs paramètres numériques. La façon dont ces données sont
utilisées va avoir une influence sur les résultats.
Il est également nécessaire qu'il y ait une harmonie entre les différentes méthodes de calcul utilisées dans le cadre d'un projet.
Il est ainsi déconseillé d'utiliser des logiciels de calcul structuraux aux éléments finis
prenant en compte les non-linéarités géométriques et matérielles quand la
détermination de l'action thermique a été faite avec un modèle extrêmement simpliste
ne permettant pas d'apprécier les gradients de température.
Il doit également exister une adéquation entre les données de sortie d'un outil de calcul et
les données d'entrée d'un autre outil ou les critères de performance.
___________________________________________________________________________________________ 33/69
Les outils utilisables doivent avoir été soumis, de façon concluante, à une procédure de
vérification et de validation, précisant leur domaine d'application. Le choix de ces outils doit
prendre en compte leur précision et fiabilité au regard des critères d'acceptabilité établis.
On peut se référer à la NF ISO 16730 " Ingénierie de la sécurité incendie — Évaluation,
vérification et validation des méthodes de calcul" pour la procédure de vérification et de
validation. Dans le cas où l'outil de calcul est utilisé en dehors de son domaine de
validité et qu'il existe des résultats d'essai ou d'incendie représentatifs, un complément
de validation/vérification doit être effectué.
Par ailleurs en cas de calage de paramètres par rapport à des résultats expérimentaux,
des statistiques, ou des sinistres réels, une marge de sécurité relative à chaque
paramètre doit être prise afin de tenir compte de la variabilité possible des situations
rencontrées.
Il est recommandé d’estimer l’incertitude sur les résultats produits par la méthode de calcul.
Cette estimation peut se faire en intégrant, par exemple :
- l’incertitude sur les données d’entrée, qu’elles proviennent d’essais spécifiques ou de
la littérature ;
- la sensibilité de la méthode de calcul à chacune de ces données d’entrée.
Pour plus de détails sur les outils de calcul, il est possible de se référer :
- au rapport d'action 09 pour le calcul du développement et de la propagation du feu
- au rapport d'action 12 pour le calcul du comportement structural
- au rapport d'action 17 pour le calcul de l'évacuation
6.3 Conditions de recours à des essais au feu
La solution proposée peut aussi être évaluée à partir de résultats expérimentaux obtenus
dans des conditions suffisamment représentatives de l'ouvrage ou partie d'ouvrage et de la
sévérité de l'incendie concerné.
De tels essais doivent être conçus pour reproduire les principales caractéristiques du
comportement au feu pour la situation concernée. Ces essais ont notamment tout leur
intérêt dans le cas d’un produit fini dont certaines caractéristiques sont difficiles à modéliser
ou à apprécier à l’aide des outils disponibles.
En outre, les essais peuvent être également utilisés pour établir certaines des données
d’entrée nécessaires aux méthodes de calcul.
Lorsque des résultats d'essais normalisés sont utilisés, il y lieu de bien identifier les
différences éventuelles entre les conditions d'essai et les conditions estimées pour le
scénario d'incendie considéré.
___________________________________________________________________________________________ 34/69
6.4 Exploitation de statistiques
Les statistiques liées aux incendies peuvent être utilisées pour l’apport de données requises
par certaines méthodes et outils d’évaluation des performances. Une base de données
statistiques constituée sur la base d’une collecte de données continue dans le temps peut
constituer une source efficace et importante d'information.
Certaines mesures de précaution sont à considérer pour l’emploi de données
statistiques :
fiabilité des bases de données,
représentativité des échantillons,
exhaustivité des paramètres,
clarté des terminologies,
limites du domaine d’application des données, validité des données dans le temps
(évolution des technologies, …).
6.5 Portée du jugement d'expert
Il peut être fait appel au jugement d'expert(s). L’avis doit être donné par l'expert avec les
précautions suffisantes permettant de s'assurer que l’ensemble des données du projet de
conception et du scénario d'incendie concerné ont bien été prises en compte.
Quoi qu’il en soit, chaque recours au jugement d’expert(s) doit être explicitement
mentionné pour l’ensemble des sujets concernés et justifié dans le rapport d’étude final (cf.
§ 9.1.1).
Un jugement d’expert peut, le cas échéant, être assujetti d’une incertitude.
7 Revue d’étude préliminaire
7.1 Rapport d’étude préliminaire
Cette première partie, qualitative, de l’étude (définition de la portée du projet, identification
des objectifs de sécurité, exigences fonctionnelles et critères associés, proposition de
solution pour la conception et définition de scénarios d’incendie par analyse de risques et
méthodes d'évaluation, couvert par les chapitres 2 à 6), constitue la base des données et
hypothèses requises pour mener à bien l’évaluation quantitative des risques.
Il est donc important que l’ensemble des réflexions menées, hypothèses posées et
informations collectées pendant cette première phase d’étude soit consigné dans un rapport
qui constituera la première partie du rapport final (cf. 9.1.1). Ce rapport constitue
généralement un document présentable aux autorités lorsqu'il est demandé une validation
des scénarios d'incendie préalablement à toute étude détaillée d'évaluation de la solution.
Ce rapport d’étude préliminaire retranscrit tous les choix méthodologiques et les
justifications évoquées jusqu'ici dans le présent document. Le contenu de ce rapport
comprendra les points suivants (plus ou moins détaillés suivant les cas) :
1- Résumé sommaire
___________________________________________________________________________________________ 35/69
2- Description du projet
- périmètre du projet
- acteurs du projet
- périmètre de l'évaluation par ISI
3- Objectifs de sécurité retenus
- exigences fonctionnelles
- critères de performance
4- Solution de conception envisagée
- identification des dangers potentiels
- stratégie de conception
5- Scenarios d’incendie
- scénarios d'incendie
- groupement de scénarios
- scenarios d’incendie d’étude avec les critères de sélection utilisés
6- Modalités de l'évaluation
- ampleur de l'analyse
- choix de la méthode à utiliser pour l'évaluation
Il est conseillé que ce rapport d’étude préliminaire soit approuvé par l’ensemble des acteurs
du projet avant validation par les instances compétentes et avant le passage à toute autre
étape.
7.2 Accord par les autorités compétentes
A l'issue de l'identification des objectifs de sécurité, exigences fonctionnelles et critères de
performance ainsi que de la sélection des scénarios d'incendie d’étude, l'avis des autorités compétentes, lorsqu'il s'agit d'un ouvrage réglementé, peut être nécessaire afin d’apprécier
la démarche initiée et de pouvoir entreprendre l’évaluation de la solution de conception sur
des bases acceptées.
Selon l’avis des autorités compétentes, d’éventuelles rectifications ou compléments
d’informations peuvent être exigés ou nécessaires pour les hypothèses posées ou les
décisions prises ; le rapport préliminaire d’étude doit alors être modifié en conséquence (cf.
§ 7.1).
Les autorités compétentes devront porter une attention particulière sur les points
suivants :
Les caractéristiques du projet (§ 2.4.).
Les autorités devront s‘assurer que les activités prévues soient suffisamment détaillées.
Si une évolution de l’activité est pressentie dès cette phase de conception, des éléments
devront être fournis afin que la stratégie de sécurité retenue initialement ne soit pas
incompatible avec les évolutions futures.
Les profils des occupants nécessitent également une attention particulière avec la prise
en compte des personnes en situation d'handicap qui seront accueillies au sein de
L'avis d'un tiers expert peut être utile en qualité d'appui technique aux autorités
compétentes (voir rapport d'action 22).
___________________________________________________________________________________________ 36/69
l’ouvrage.
Les objectifs de sécurité et les exigences fonctionnelles associées (§ 3).
Les instances réglementaires devront s’assurer que les critères de performance (et les
valeurs seuils qui leurs sont associées) choisis dans le rapport préliminaire permettent
de garantir la sécurité des personnes.
Les instances compétentes doivent veiller à la cohérence de la solution de conception
avec les principes et conditions d’intervention des secours.
A titre d’exemple, les hypothèses prises dans l'étude ISI ne doivent pas remettre en
cause les principes d’intervention des sapeurs-pompiers définis par le type ou la
destination du bâtiment.
- Les scénarios d’incendie (§5)
Les instances compétentes devront apprécier la pertinence des scénarios proposés tant
du point de vue qualitatif que quantitatif.
- Les outils et méthodes d'évaluation (§6)
L’emplacement de la mesure des paramètres associés aux critères de performance devra
faire l’objet d’une attention particulière des autorités compétentes (exemple : points de
mesure à 1,80 m du sol de la température dans les circulations en cas d'évacuation des
personnes)
___________________________________
A ce stade de la démarche, les autorités compétentes devront valider ou non le rapport
préliminaire.
La validation pourrait être assortie de mesures motivées auxquelles le porteur du projet
devra se conformer dans la poursuite du processus d’ingénierie.
L’invalidation devrait être motivée. Elle imposera, pour le porteur du projet, de
reprendre les étapes concernées afin de soumettre à nouveau une revue d’étude
préliminaire aux autorités compétentes avant de pouvoir passer aux étapes suivantes.
La validation du rapport préliminaire ne préjuge pas de l’approbation du rapport final.
Toutefois les hypothèses validées dans ce rapport préliminaire ne doivent pas, sans
fondement clairement établi, être remises en question lors de l'étude du rapport final.
8 Évaluation de la solution proposée vis-à-vis des scénarios d’étude
La solution de conception proposée, telle qu’explicitée au chapitre 4, doit être évaluée avec
les outils de l'ingénierie de la sécurité incendie, sélectionnés d’après le choix des modalités
de l’évaluation (cf. § 6.1), pour vérifier si les différents critères de performance sont atteints
pour chaque scénario d’étude.
8.1 Quantification des effets liés aux scénarios d’étude
8.1.1 Définition des données d’entrée des scénarios
Afin de quantifier de façon suffisamment précise les effets des scénarios d'incendie d’étude
sur la solution constructive il est nécessaire de faire appel à des données qui peuvent être
issues d'essais ou d’enquêtes spécifiques ou publiées dans la littérature technique.
___________________________________________________________________________________________ 37/69
Ces informations sont utilisées comme données d'entrée de différentes méthodes de calcul.
Dans le cas d'enquêtes statistiques les résultats peuvent être utilisés pour déterminer des
niveaux de probabilité dans les analyses de risques.
Les notions d’incertitudes liées aux données sont présentées dans le paragraphe 8.1.3.
Il y a lieu de contrôler comment les données ont été obtenues, afin d'éviter d'utiliser des
valeurs obsolètes ou insuffisamment précises. Il doit être vérifié que les données
provenant de résultats expérimentaux (cf. § 6.3) ou d'enquêtes statistiques (cf. § 6.4)
répondent à des caractéristiques de fiabilité et de justesse, exigences qui doivent être
indiquées dans la méthode d'essai ou la procédure d'enquête.
Les données employées doivent être appropriées à la méthode de calcul utilisée.
8.1.2 Evaluation quantitative des risques
Le niveau de performance de la solution proposée pour la conception de l’ouvrage doit être
évalué à l'égard des objectifs de sécurité retenus, de manière représentative, par
application des méthodes et outils de l’ingénierie de sécurité incendie choisis :
- Dans le cadre d'une approche déterministe, pour chaque scénario d'étude, le non
dépassement des critères d'acceptation est requis ;
- Dans le cas d'une démarche probabiliste, afin d’apprécier le risque lié à chaque
scénario d’étude, une quantification du couple probabilité/gravité est requise pour
chacun d’eux.
En fonction des objectifs de sécurité retenus et suivant la portée du projet (cf. chapitre 2.3),
la performance des mesures de prévention, des moyens de protection et de prévision
proposés est évaluée, leur interaction appréciée et les conséquences globales en résultant quantifiées.
8.1.3 Incertitudes et sensibilité
8.1.3.1 Incertitudes
L’évaluation d’une solution de conception avec les outils de l'ingénierie génère plusieurs
sources d'incertitudes. Ces dernières peuvent être liées :
- aux outils d’évaluation ; - aux hypothèses prises pour les scénarios d’étude.
Les méthodes de prise en compte de ces incertitudes varient suivant l’approche d’analyse
choisie (déterministe ou probabiliste) pour évaluer la solution proposée :
- Dans une étude menée suivant une évaluation déterministe, l'incertitude associée à
chaque étape doit dans la mesure du possible être quantifiée et ce de manière
indépendante. Ceci permet d’estimer une valeur générale d'incertitude qui est
ensuite prise en compte pour la vérification de l'atteinte des objectifs de sécurité
pour chaque scénario d’étude ;
___________________________________________________________________________________________ 38/69
- Dans le cas d'une quantification probabiliste des risques en situation d'incendie, les
incertitudes liées à la sélection de scénarios et aux hypothèses posées constituent
une part explicite de l’étude et sont de ce fait intégrées dans le processus même de
l’analyse.
L’étude détaillée des incertitudes n'est généralement nécessaire que lorsque les résultats
de l’évaluation sont proches des critères d’acceptation, cette proximité étant définie au
cas par cas.
8.1.3.2 Analyse de l’influence des différents paramètres et de leurs variations
En cas d'utilisation d'outils de calcul avancés, une analyse de sensibilité peut être menée
afin de réduire l’incertitude liée aux résultats obtenus.
De même une analyse paramétrique peut être considérée en termes d’influence sur le
résultat final et de la criticité de cette influence (par exemple recherche d'un effet de seuil).
Une étude de sensibilité sur les paramètres déterminants est nécessaire lorsque les
résultats de l’évaluation sont proches des critères d’acceptation.
8.2 Vérification de l'atteinte des critères de performance
Les résultats de l’évaluation des risques de la solution de conception selon les différents
scénarios d’étude doivent être comparés aux critères d’acceptation retenus afin de conclure
quant à l’atteinte ou non des objectifs de sécurité fixés. Selon que les critères d’acceptation
sont tous satisfaits ou non, des actions différentes seront entreprises.
8.2.1 Les critères d'acceptation sont satisfaits
Les conclusions de l’évaluation étant satisfaisantes, le projet de conception peut être
proposé pour la revue d'ensemble (cf. § 9.2).
8.2.2 Les critères d'acceptation ne sont pas satisfaits
Dans le cas où un (ou plusieurs) critère de performance n'est pas atteint, il y a lieu de
revoir certains paramètres de l’étude afin de prendre les mesures correctives nécessaires.
Trois composantes de l’étude sont susceptibles d’être modifiées (de manière indépendante
ou combinée) pour tendre vers une solution de conception acceptable :
- par modification des mesures préventives ou de protection de la solution (§ 4.3),
- par reconsidération de certains objectifs de sécurité volontaires (§ 3.1),
- par réexamen de la stratégie de conception initialement prévue (§ 4.3.2).
Dans certains cas extrêmes ceci peut même conduire à reconsidérer des caractéristiques du
périmètre du projet (§ 2)
___________________________________________________________________________________________ 39/69
Une vérification itérative de l’étude doit alors être faite à partir de l’étape de la
méthodologie à laquelle la modification fait référence. Quel qu’ait été l’objet de la (des)
modification(s) choisie(s), la nouvelle solution de conception proposée doit être réévaluée
vis-à-vis des scénarios d'incendie.
La réévaluation de la nouvelle conception doit être, si possible, réalisée avec les
scénarios initialement retenus, sauf introduction d'éléments de protection qui peuvent
avoir une incidence sur les scénarios.
En s'assurant de l'absence d'interdépendance entre les modifications apportées à la solution
proposée et les premières évaluations effectuées, la réévaluation peut être limitée aux
scénarios et fonctionnalités critiques.
9 Approbation de l'étude ISI
9.1 Documentation du projet
Deux documents doivent être élaborés pour présenter l’étude de conception et démontrer le
niveau de sécurité du projet par application des principes d’ingénierie de sécurité incendie :
- Le rapport d’étude de conception par l’ISI (cf. § 9.1.1),
- Le cahier des charges d’exploitation de l’ouvrage (cf. § 9.1.2),
Le cahier des charges servira de base pour l'élaboration du manuel de procédures pour le
contrôle et la maintenance des installations à élaborer par l'exploitant (cf. § 9.1.3).
9.1.1 Rapport d’étude de conception par l’ISI
Le rapport d'étude de conception par l'ISI contient, au minimum, les chapitres suivants.
- 1- Résumé sommaire
- 2- Partie 1 : éléments du plan du rapport préliminaire d’étude (cf. § 7.1) avec mise à
jour des informations complémentaires suite à l'étude finale (cf. § 8.22) (y compris
les remarques des autorités)
- 3- Partie 2 : Démonstration du niveau de sécurité de la solution proposée (cf. § 8)
o Évaluation de la solution proposée
Justification des hypothèses retenues (y compris les données d’entrée)
Présentation détaillée de la procédure d’évaluation
Traitement des incertitudes et sensibilités
Résultats de l’évaluation
o Vérification de l'atteinte des critères d'acceptation
- 4- Conditions de suivi du niveau de sécurité de la solution proposée
o Conditions d’exploitation (cf. § 9.1.2)
o Niveaux et fréquence de contrôle requis (cf. § 9.1.2)
- 5- Conclusion
- Annexes : Plans et documents attachés
Par hypothèses retenues, on entend notamment tous les paramètres de modélisation
___________________________________________________________________________________________ 40/69
pouvant avoir une influence sur les résultats de l’évaluation.
Les résultats de l’évaluation devront inclure des graphiques (courbes) provenant de
l’outil d’évaluation. Ces graphiques devront faire apparaître clairement les seuils
associés aux critères de performance qui ont permis l’évaluation de la solution proposée.
Ces résultats devront faire apparaître de manière synthétique la chronologie des
événements (différentes phases de développement du feu) associés aux conséquences.
La vérification des critères doit faire apparaître le rapprochement des résultats obtenus
aux critères d'acceptation fixés dans le rapport préliminaire d'étude.
Le rapport d’étude de conception par l’ISI peut être annexé au cahier des charges
d’exploitation de l’ouvrage.
9.1.2 Cahier des charges d’exploitation de l’ouvrage
Un cahier des charges d’exploitation doit être établi au terme de l’étude, afin d’assurer la
pérennité des éléments pris en compte par la conception et d’indiquer de manière pratique
à l’exploitant les bases initiales sur lesquelles ont été conçues, par application de
l'ingénierie, tout ou partie du système de sécurité de l'ouvrage, ainsi que les procédures de
management de la sécurité requises pour assurer l’exploitation de l’ouvrage dans les
conditions de sécurité initialement prévues. Quels que soient les éléments imposés pour le
respect des objectifs de sécurité et des critères de performance, le management reste la
responsabilité unique de l’exploitant pour atteindre les obligations à remplir.
Les modalités relatives aux opérations de contrôle, d’entretien et de maintenance des
installations ainsi que la formalisation du respect du délai des visites périodiques doivent
être consignées dans ce cahier des charges. Le détail des procédures à suivre pour mener à
bien ces tâches fait l’objet d’un document spécifique.
Le cahier des charges d'exploitation comprend, au minimum, une partie descriptive, une
partie technique et une partie fixant les limites d’utilisation de l’ouvrage tout en intégrant
les exigences éventuelles de la réglementation en vigueur :
PARTIE A :
- Généralités
o Description de l’ouvrage
o Nature des activités, effectifs prévisibles
- Synthèse des dangers présents dans l'ouvrage et moyens de protection
correspondants
- Plans
PARTIE B :
- Éléments de sécurité incendie en lien avec l'étude d'ingénierie
o Description exhaustive du système de sécurité incendie
o Moyens matériels et humains du service incendie (si existant)
- Éléments de management pris en compte dans l’étude ISI
o Conduite à tenir en situation d’urgence
o Plan de sauvegarde
o Niveau de formation du personnel
PARTIE C :
___________________________________________________________________________________________ 41/69
- Conditions limites d’exploitation
o Consignes spécifiques
- Éléments sujets à :
o Exercices d’évacuation,
o Formation continue,
o Contrôle périodique,
o Contrôle de l'évolution de l'ouvrage et de ses activités,
o Entretien,
o Maintenance.
Ce cahier des charges d'exploitation doit être signé par le maître d'ouvrage puis ensuite pris
en compte et mis à jour par l'exploitant.
9.2 Revue d’ensemble de projet
Le projet mené doit être validé par l’ensemble des parties prenantes (annexe 2). Sur la
base des documents produits, une revue globale de projet est menée afin de s’assurer que
la solution de conception retenue satisfait aux objectifs de sécurité et correspond aux
attentes en matière de sécurité incendie de l’ensemble des acteurs du projet. Cette entente
préalable est requise afin, le cas échéant, de soumettre le projet aux autorités
administratives compétentes pour validation officielle.
9.3 Approbation du projet de conception
En ce qui concerne les objectifs de sécurité réglementaires le projet de conception doit
respecter la procédure d’approbation imposée par la réglementation.
Dans le cas de non-acceptation, il peut être demandé d’approfondir certains points de
l’étude.
A ce stade de la démarche, les autorités compétentes devront valider ou non le rapport
d'étude de conception et le cahier des charges d'exploitation.
La validation pourrait être assortie de mesures motivées auxquelles le porteur du projet
devra se conformer.
L’invalidation devrait être motivée. Elle imposera, pour le porteur du projet, de
reprendre les étapes concernées afin de soumettre à nouveau le rapport d'étude de
conception et le cahier des charges d'exploitation aux autorités compétentes.
L'avis d'un tiers expert peut être utile en qualité d'appui technique aux autorités
compétentes (voir rapport d'action 22).
Les autorités compétentes fixeront la périodicité de leur visite de contrôle.
La solution retenue doit être intégrée à la documentation du projet.
___________________________________________________________________________________________ 42/69
10 SUIVI DE CONSTRUCTION DE L’OUVRAGE
Un suivi doit être effectué pendant la phase de construction de l’ouvrage, afin d’assurer
l’application effective des prescriptions découlant de l’étude de conception par l’ISI. ll traite
notamment les aspects suivants :
- Conformité de la fabrication et de la construction avec la solution de conception ;
- Lorsque c'est applicable, confirmation que les produits utilisés dans la construction
ou les composants utilisés dans la fabrication ont été certifiés,
- Résultats d'essais pour confirmer le bon fonctionnement des équipements de sécurité.
Le suivi est généralement effectué par un organisme de contrôle.
Tout écart relevé, relatif à la fabrication ou à la construction d’élément de l’ouvrage doit
être analysé, son impact mesuré et le cas échéant, une réactualisation de l'étude ISI est
effectuée.
Dans le cas où des modifications ont été apportées, une révision de la documentation du
projet (§ 9.1) est requise.
La réglementation peut imposer que les autorités compétentes donnent, au terme de la
construction de l’ouvrage et avant son exploitation, une autorisation d'ouverture.
11 Exploitation de l'ouvrage
La gestion de la sécurité incendie comprend l’aspect organisationnel, le contrôle et la
maintenance de l'ouvrage.
Dés le début de l'exploitation de l'ouvrage, le système de management de la sécurité
incendie doit être opérationnel. Les modalités d’application sont celles consignées dans le
cahier des charges d’exploitation (cf. § 9.1.2) et le détail des actions à mener dans le
manuel de procédures pour le contrôle et la maintenance des installations (cf. § 11.1).
11.1 Manuel de procédures pour l'exploitation, le contrôle et la
maintenance des installations
Le manuel de procédures, qui doit être élaboré par l'exploitant à partir du cahier des
charges d’exploitation (§ 9.1.2), doit comprendre, au minimum :
- Aspect humain
o Exercices d’évacuation
Périodicité des exercices d’évacuation
Émargement des exercices réalisés
Débriefing et retour d’expérience
O Formation du personnel
___________________________________________________________________________________________ 43/69
Domaine concerné
Périodicité
Émargement
- Aspect technique
- Contrôle
o Périodicité de contrôle des installations concernées
o Installations concernées et procédures
o Émargement du personnel compétent ou habilité
- Entretien
o Périodicité d’entretien des installations concernées
o Installations concernées et procédures
o Émargement du personnel compétent ou habilité
- Maintenance
o Périodicité de maintenance des installations
o Installations concernées et procédures
o Émargement du personnel compétent ou habilité
Enfin, lorsque les opérations de contrôle et de maintenance peuvent nécessiter l’inactivation
temporaire, le fonctionnement réduit de dispositifs ou la levée ou la modification temporaire
de dispositions nécessaires à la sécurité incendie, les procédures de ce manuel doivent alors
détailler les mesures compensatoires à mettre en place.
Pendant la durée de vie de l'ouvrage, le manuel est modifié autant que de besoin.
Une revue de l'application du « Manuel de procédures pour le contrôle et la maintenance
des installations » doit être effectuée périodiquement.
11.2 Visites de contrôle des autorités compétentes
Suivant sa nature, l’ouvrage fait l’objet de visites de contrôle périodiques, dont la fréquence
est mentionnée dans le cahier des charges d’exploitation (cf. § 9.1.2). Leurs résultats sont
consignés.
Les autorités compétentes devraient porter une attention particulière aux conditions
d'exploitation de l'ouvrage, notamment le respect du cahier des charges d'exploitation.
_______________________________________________________________________________________________________________________________ 44/69 IREX-PNISI- Rapport d'action A21/G7/T5-
20/09/2011
1 - ANNEXE 1 : Démarche d’ingénierie de la sécurité incendie
45/69
2 - ANNEXE 2 : IMPLICATION DES PARTIES PRENANTES DANS UN PROJET DE CONCEPTION PAR L’ISI
46/69
3 - ANNEXE 3 : Glossaire des termes utilisés dans ce document
Analyse de risques : L'analyse des risques consiste à identifier les sources de danger
ainsi que les vulnérabilités des cibles potentielles en vue d'estimer la probabilité
d’occurrence et la gravité des conséquences d'un évènement potentiellement
dommageable.
Approche déterministe : Méthode d’évaluation des risques qui utilise des expressions
scientifiques pour produire le même résultat chaque fois que la méthode est utilisée avec
le même jeu de valeurs d’entrée.
Approche probabiliste : Méthode d’évaluation des risques qui consiste à étudier
l’ensemble des chaînes d’événements qui pourraient conduire aux conséquences
redoutées, en décrivant les transitions d’un événement à un autre ou à plusieurs autres
par leur probabilité. L’évaluation du risque est exprimée par la probabilité de survenue des
conséquences redoutées.
Critère d’acceptation : Valeur limite d'un indicateur de fonctionnement ou d'un
indicateur d'état servant à évaluer la capacité d'une structure d'un système ou d'un
composant de remplir sa fonction prévue.
Critère de performance : Critères visant à traduire les exigences fonctionnelles de
l’ouvrage de manière quantifiable. Les critères de performance sont définis en termes de
vulnérabilité ou d’occurrence.
Critère de vulnérabilité : Critère correspondant à un phénomène ou à une grandeur
physique auxquels sont sensibles les cibles identifiées par les objectifs de sécurité.
Critère d'occurrence : Critère exprimant la performance requise par l’ouvrage en termes
de probabilité de dépassement d’un critère de vulnérabilité.
Danger : Source, situation ou acte susceptibles d’entraîner des conséquences non
souhaitables en termes de dommages sur un élément « vulnérable ».
Défaillance de mode commun : Défaillance provoquée par une cause ou un évènement
unique ayant des conséquences simultanées sur plus d'un équipement ou d’une barrière
de sécurité concourant au même objectif.
Facteur de Sécurité : Ajustement apporté pour compenser les incertitudes relatives aux
méthodes, calculs et hypothèses, utilisés pour l'évaluation d'une solution de conception.
Jugement d’expert : Avis exprimé par un (ou plusieurs) professionnel qualifié par ses
connaissances, son expérience et ses compétences reconnues dans le domaine de la
sécurité incendie pour évaluer ou compléter, des principes et éléments de la démarche, en
l'absence de données validées.
Maitrise des risques d'incendie : Un risque est considéré comme maitrisé quand il
atteint un niveau acceptable en termes de conséquence et d'occurrence.
Management de sécurité : Activités coordonnées visant à diriger et piloter une entité
vis-à vis du risque. Le management de la sécurité inclut l’appréciation du risque, le
traitement du risque, l’acceptation du risque et la communication relative au risque.
47/69
Moyens de protection : Les moyens de protection sont de 2 natures différentes :
- Moyens de protections actifs : moyens de protection contre l'incendie qui mettent
en œuvre des dispositifs dynamiques (détection, alarmes, désenfumage,
sprinklers…) ou nécessitent une action humaine pour éteindre un début d'incendie
(RIA, extincteurs).
- Moyens de protections passifs : Moyens de protection qui n’agissent pas de façon
directe sur le développement de l’incendie. Par exemple le compartimentage est un
moyen de protection passif.
Objectif de sécurité incendie : Exigence d'un niveau de sécurité incendie, visant à
garantir la protection des personnes, la sauvegarde des biens, la continuité d'une fonction
ou d'une activité, ou la préservation de l’environnement.
Objectif réglementaire de sécurité : Objectif de sécurité incendie à caractère
obligatoire, issu des prescriptions réglementaires.
Objectif volontaire de sécurité : Objectif de sécurité incendie à caractère non
réglementaire, traduisant les souhaits ou exigences émis par des parties prenantes du
projet. Les objectifs volontaires sont hiérarchisables et négociables lors de l’étude de
conception.
Réglementation descriptive : Textes réglementaires définissant des mesures
constructives et des moyens à mettre en œuvre lors de la construction ou la réhabilitation
d’un ouvrage.
Réglementation par objectifs : Textes réglementaires énonçant des exigences de
niveau de sécurité traduites en termes d’objectifs de sécurité d'incendie à atteindre pour
tout ou partie de l’ouvrage considéré.
Revue de projet : Examen critique de l’étude de conception de l’ouvrage, portant sur la
cohérence et l'adéquation de la solution proposée aux objectifs de sécurité et critères
associés.
Risque d’incendie : « Combinaison entre la probabilité qu’un incendie se produise et les
conséquences particulières quantifiées qui en découlent. » (ISO 13943).
Scénario d’incendie : Description qualitative du déroulement d’un incendie avec
identification de la temporisation d’éléments clés caractérisant un incendie et le
différenciant d’un autre.
Scénario d’incendie d’étude : scénario d’incendie, sélectionné par analyse de risque
comme étant un des plus dimensionnant et pris comme référence en vue de l’évaluation
des performances de la solution de conception proposée.
Solution réglementaire : Solution de conception et permettant d'atteindre un niveau de
sécurité jugé satisfaisant, sans autre forme de démonstration, car conforme à une
réglementation descriptive.
Système de management de sécurité : Ensemble des procédures qui organisent le
système de sécurité mis en place et qui visent à maintenir le niveau de sûreté requis pour
l’installation. Le suivi et l’entretien de l’efficacité des systèmes de sécurité font partie
intégrantes du management de la sécurité.
Tierce expertise du projet : Revue de projet menée par un organisme indépendant, afin
d’apporter un avis objectif sur la pertinence de la démonstration de l'atteinte des objectifs
de sécurité incendie retenus pour la solution de conception proposée.
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PARTIE B
SYNTHESE DES ACQUIS SCIENTIFIQUES DU
PN ISI
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Sommaire
1 INTRODUCTION ............................................................................. 52
2 LES ACQUIS SCIENTIFIQUES DE LA RECHERCHE ............................ 55
2.1 Méthodologie de l'application de l'ISI ...................................................... 55
2.1.1 Action 1 : Formalisation de la méthodologie générale [1] .................................. 55
2.1.2 Action 2 : Objectif de sécurité et critères de performance [2] ............................. 56
2.1.3 Actions 3 et 4: Démarche d'évaluation de la sécurité et d'aide à la prise de décision
[3] 57
2.1.4 Action 5 : Sélection des scénarios d'incendie [4] .............................................. 57
2.1.5 Action 6 : Reconstitution de sinistres incendie [5]............................................. 58
2.1.6 Actions 7 et 8 : Expérimentation de l'ISI sur des ouvrages neufs ou en réhabilitation
[6] 58
2.2 Présentation et analyse des outils de simulation et expérimentaux .............. 59
2.2.1 Action 9 : Naissance et développement d’un incendie, propagation des effluents
(fumées) : évaluation des outils disponibles et domaines d’application [7] ...................... 59
2.2.2 Action 10 : Etude statistique des charges d’incendie [8] .................................... 60
2.2.3 Action 11 : Caractérisation des foyers [9] ........................................................ 61
2.2.4 Action 12 : Comportement au feu des structures - Evaluation des outils disponibles
et domaines d’application [10] .................................................................................. 62
2.2.5 Action 13 : Comportement au feu d’éléments de compartimentage [11] .............. 62
2.2.6 Action 14 : Comportement au feu des vitrages [12] .......................................... 63
2.2.7 Action 16 : Comportement au feu des protections thermiques [13] ..................... 64
2.2.8 Action 17 : Sécurité des personnes, comportement humain [14] ........................ 65
2.2.9 Action 18 : Protection de l'environnement [15] ................................................ 66
2.3 Information, Formations et Valorisation du PN ISI..................................... 66
2.3.1 Action 19 : Information et sensibilisation des acteurs à la sécurité des personnes
[16] 66
2.3.2 Action 20 : Elaboration de programmes de formation à l’ingénierie de la sécurité
incendie [17] .......................................................................................................... 67
2.3.3 Action 21 : Valorisation interne et externe des travaux du P.N. [18] ................... 67
2.3.4 Action 22 : Ouvertures réglementaires et présentation finale [19] ...................... 68
3 REFERENCES .................................................................................. 69
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1 INTRODUCTION
L’ingénierie de la sécurité est une méthode de quantification du niveau de sécurité offert par
les ouvrages, les produits ou les systèmes. Elle est exploitée depuis longtemps déjà dans
certains secteurs technologiquement avancés ou confrontés à des enjeux de sécurité élevés
et sensibles en terme d’équilibre sécurité-coût, comme ceux de l’énergie, de l’aéronautique
et plus généralement des transports.
L’ingénierie de la sécurité est basée sur le principe de la recherche systématique de tous les
enchaînements d’événements susceptibles de conduire à une situation d’atteinte à la
sécurité des personnes ou des biens et ce faisant, constituer un risque. Chacun de ces
enchaînements possibles, appelés scénarios, est recensé, décrit et associé à une probabilité
d’occurrence dans le cas spécifique de l’ouvrage considéré. Le risque associé à un scénario
est alors déduit du couple « probabilité d’occurrence - gravité des conséquences » résultant
de l’analyse du scénario considéré. Enfin, par cumul des risques résultant de l’ensemble des
couples gravité-probabilité, il est alors possible de quantifier la marge de sécurité globale
offerte par l’ouvrage, relativement à un niveau de risque maximal accepté ou prescrit.
L’APPLICATION DE LA DEMARCHE AUX SITUATIONS D’INCENDIE
L’évènement « Feu » fait partie de ces types d’évènements particuliers pour lesquels la
méthode habituelle consistant à affiner les pratiques par retouches successives au seul vu
du retour d’expérience trouve ses limites, en particulier lorsqu’il survient dans des ouvrages
rares et de conception, de géométrie ou de mode d’exploitation inhabituels.
La méthode de l’ingénierie de la sécurité appliquée au cas de l’incendie (ISI) peut alors se
présenter comme un moyen de répondre à cette obligation de gestion de la sécurité dans
ces cas rares et sans retour statistique convaincant.
Elle permet, en outre, de dégager une forme d’aide à la décision précieuse vis-à-vis
d’enjeux importants et variés autres que ceux cités : il peut s’agir de la protection de biens
relevant du patrimoine public irremplaçable comme d’enjeux liés à la nécessité du maintien
en fonctionnement d’un service collectif primordial.
Elle est définie dans l'ISO 13943 comme 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 ou bien par
la quantification du risque pour un groupe de scénarios d'incendie. Au terme de la méthode
dans son déroulement supposé idéal, l’ISI est une démarche qui peut être extrêmement
efficace pour apprécier les risques et les maîtriser. La contrepartie de son efficacité étant
toutefois d'être aussi exigeante.
Elle réclame notamment une estimation raisonnablement précise des probabilités afférentes
à chaque scénario retenu. Ces probabilités peuvent être recherchées dans des retours
d’expérience suffisamment nombreux et fiables, mais nous disposons rarement de
statistiques fiables en la matière,. On peut aussi évaluer ces probabilités par des modèles
informatisés d’analyse de situations complexes. Ces modèles sont connus mais souvent
lourds à mettre en œuvre. On peut enfin solliciter des avis d’experts par des enquêtes
réalisées auprès de spécialistes ayant capacité à donner une estimation des probabilités
associées à chaque scénario, leur avis étant fondé sur leur expérience personnelle et leur
expertise. Cette dernière méthode ne peut donner de bons résultats que si la méthodologie
de recueil des avis est correctement mise en œuvre et si les experts consultés sont
nombreux et représentatifs.
Devant cette exigence, la solution retenue au plan international a été de simplifier la
démarche en se limitant à une procédure de sélection des scénarios, ces scénarios étant
déterminés par une description qualitative des différents paramètres qui ne peuvent pas
être estimés par le calcul ou l'essai et qu'il faut définir a priori.
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Cette approche simplifiée est adaptée à la situation actuelle. Elle permet d’espérer des
résultats fiables sans attendre d’avoir à disposition des statistiques complètes et pointues
sur chaque enchaînement d’évènement comme l’exige la démarche globale. Elle permet de
mettre en lumière les points clés du risque encouru associé à chacune des situations
susceptibles d’être rencontrées, sans chiffrer ce risque mais en se contentant de classer ou
non la situation étudiée dans l’ensemble de celles devant être prises en compte dans la
justification.
Le projet national s’est proposé de rechercher les conditions de mise en œuvre de l’ISI dans
cette acception simplifiée, réaliste et cohérente avec les ambitions internationales
actuelles ; le projet ainsi orienté permet une exploitation de cette méthode, sans exiger des
données indisponibles.
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2 LES ACQUIS SCIENTIFIQUES DE LA RECHERCHE
Le projet national de l'ingénierie de la sécurité incendie (PN ISI) réalisé de 2005 à 2011
constitue la recherche la plus large qui a été effectuée en France dans le domaine de la
sécurité incendie. La participation de tous les acteurs majeurs de ce domaine a été un grand
atout pour la recherche réalisée. Ceci a permis un mixage d'expériences et de
connaissances des différents organismes : administration, scientifiques et industriels.
Le programme de la recherche a été constitué de trois parties importantes :
1. Définition de la méthodologie de l'application de l'ISI,
2. Présentation et analyse des outils de simulation et des outils expérimentaux,
3. Information, formations et valorisation du PN ISI
2.1 Méthodologie de l'application de l'ISI
La méthodologie de l'application de l'ISI, qui a été définie dans le cadre du PN, donne la
possibilité d'avoir une approche commune en matière d'évaluation de la sécurité en
situation d'incendie d'une construction ou d'un ouvrage. Le document final est le fruit de six
actions de recherche. Pour connaître les détails sur la méthodologie il faut se reporter à la
référence [1].
2.1.1 Action 1 : Formalisation de la méthodologie générale [1]
Cette action est consacrée à la formalisation de la méthodologie générale complète de l'ISI,
laquelle vise à concevoir, construire et exploiter un ouvrage afin qu'il présente pendant sa
durée d’exploitation le niveau de performance recherché en matière de sécurité incendie.
Elle s’appuie sur une logique d'obligation de résultats dite "performantielle" et permet des
conceptions innovantes par rapport à l'application d'une réglementation descriptive.
Cette méthodologie s’applique à la conception et à la pérennisation d’un ouvrage par la
maîtrise des risques qu’il présente, en intégrant des dispositions de protection, de
prévention et de prévision afin d'apporter le niveau de sécurité recherché.
Sa portée permet d’appréhender tout type de projet et tout type ouvrage, qu’il s’agisse d’un
projet de construction nouvelle ou de réhabilitation. D'ailleurs, dans un premier temps, elle
pourrait être mise en application pour des projets qui concernent des constructions
existantes ou exceptionnelles, pour lesquelles l'application de la démarche réglementaire
prescriptive est difficile ou impossible à utiliser efficacement.
La première étape (chapitre 2) de la méthodologie ISI définit le périmètre du projet
considéré. Elle présente le contexte général et organisationnel du projet comprenant la ou
les activité(s) prévue(s), l’environnement et les caractéristiques de l’ouvrage considéré, la
nature de ses occupants et les possibilités d’intervention des secours.
La seconde étape (chapitre 3) traite de la définition des objectifs de sécurité incendie que
l'ouvrage devra atteindre, ainsi que les exigences fonctionnelles et les critères de
performance qu'il doit satisfaire. Les définitions des deux démarches, "absolue" et
"relative", de quantification des valeurs seuils des critères sont données.
Dans le chapitre 4, après l'identification des dangers, une solution de conception est
proposée. Elle doit répondre aux objectifs de sécurité retenus.
Le chapitre 5 explicite toute la démarche de sélection des scénarios d'incendie qui seront
utilisés pour l’évaluation du niveau de sécurité de la solution de conception proposée.
Le chapitre 6 présente la procédure suivie pour faire les meilleurs choix concernant les
méthodes et les outils d'évaluation. Il met particulièrement l'accent sur les compétences
techniques des personnes qui doivent faire ces choix et qui doivent réaliser les études.
L'ensemble de ces six premières étapes donne lieu à l’élaboration d’un rapport d’étude
préliminaire comme indiqué au chapitre 7, lequel constitue la base des données et
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hypothèses requises pour mener à bien l’évaluation quantitative des risques. En général ce
rapport d’étude préliminaire, approuvé auparavant par l’ensemble des acteurs du projet,
doit être validé par les autorités compétentes.
Le chapitre 8 présente la procédure d'évaluation de la solution de conception proposée.
Cette évaluation quantitative permet de vérifier si les critères de performance et les
objectifs de sécurité sont satisfaits ou non. S'ils ne sont pas satisfaits, il y a lieu de revoir
certains paramètres de l’étude afin de prendre les mesures correctives nécessaires.
La solution de conception évaluée doit être validée par les autorités compétentes (voir
chapitre 9). Le document final, validé, est constitué du rapport d'étude ISI et du cahier des
charges d'exploitation de l'ouvrage.
Le succès d'une étude ISI dépendra fortement des deux dernières étapes données dans les
chapitres 10 et 11 Ces étapes sont celles du suivi de la réalisation de la construction et
celles liées aux conditions d'exploitation de l’ouvrage.
Tout écart ou modification relevé pendant la construction doit être analysé, pour être sûr
que les objectifs de sécurité ne sont pas affectés et si c'est le cas une réactualisation de
l'étude ISI sera effectuée.
L'élaboration d'un manuel de procédures pour l'exploitation, le contrôle et la maintenance
des installations sont des points clés pour que la sécurité de l'ouvrage soit assurée.
Les autorités compétentes devraient porter une attention particulière aux conditions
d'exploitation de l'ouvrage, notamment le respect du cahier des charges d'exploitation.
2.1.2 Action 2 : Objectif de sécurité et critères de performance [2]
Cette action de recherche explique quels peuvent être les objectifs de sécurité d'un ouvrage
pour lequel est appliquée l'ISI. Les choix de ces objectifs sont déterminants pour la solution
de conception de l’ouvrage, la sélection des scénarios d'étude et le choix des outils utilisés
pour l'évaluation. Généralement les objectifs de sécurité sont déclinés autours de trois
thèmes principaux :
1. La protection de la santé et de la vie,
2. La préservation de l’environnement,
3. La sauvegarde des biens.
Cette action introduit la notion de deux types d'objectifs de sécurité :
Les objectifs de sécurité "règlementaires", correspondant aux exigences prescrites
par les pouvoirs publics et revêtant par conséquent un caractère "obligatoire",
Les objectifs de sécurité "volontaires", qui traduisent les exigences (ou souhaits)
complémentaires de certaines parties prenantes du projet et qui peuvent bien
souvent être hiérarchisables.
Aux objectifs de sécurité sont associés des exigences fonctionnelles et des critères de
performance. Leur choix est prépondérant pour la quantification du niveau de sécurité de
l'ouvrage pour lequel l'ISI est appliquée. Plusieurs exigences fonctionnelles peuvent décliner
un objectif de sécurité. Elles présentent les conditions propres à l’ouvrage afin de pouvoir
traduire les objectifs de sécurité dans des critères de performance quantitatifs.
Ces critères représentent le niveau de performance à atteindre par la solution de conception
proposée. Selon le type d'analyse effectuée (déterministe ou probabiliste) deux types de
critères de performance sont définis : les critères liés à la vulnérabilité et ceux liés à
l'occurrence. La quantification de ces deux types de critères se fait respectivement par des
critères d’acceptation liés à la vulnérabilité, dans le cas d'une analyse déterministe ; et, des
critères d’acceptation liés à la vulnérabilité est examiné au regard de sa probabilité
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d’occurrence, dans le cas d'une analyse probabiliste. La quantification de ces critères
d’acceptation dépend du type de démarche d’application de l’ingénierie qui peut se faire de
façon absolue ou relative (comparative).
Une méthode a été proposée afin de déterminer des critères d’acceptation dans le cadre
d’une démarche absolue.
Les travaux de recherches futurs peuvent être effectués pour définir les valeurs seuils des
critères d'acceptabilité.
2.1.3 Actions 3 et 4: Démarche d'évaluation de la sécurité et d'aide à la prise de
décision [3]
Cette action présente succinctement la démarche à suivre pour la réalisation d’une étude de
risque. Plus d’une dizaine de méthodes d’analyse de risque ont été recensées. Etant donné
que ces méthodes ont été développées majoritairement pour l’étude de risque des
installations industrielles des travaux ont été réalisé afin de les adapter aux problématiques
spécifiques de l’ISI. Sept méthodes ont été décrites et utilisées pour analyser la sécurité
incendie d’un hôtel et la sûreté d’installations nucléaires pour la production d’énergie
électrique.
Trois nouvelles approches d'analyse de risque en situation d'incendie ont été introduites :
possibilistes, probabilistes et fiabilistes.
Les approches possibilistes permettent de tenir compte des concepts flous (descriptifs) tels
que les dires d’expert ou des analyses réalisées après sinistre. Elles permettent d’associer
une quantification à des notions qui sont purement descriptives, et ainsi d’en tenir compte
dans le calcul des risques. Concernant les approches probabilistes et fiabilistes un rappel
rapide de ces approches a été effectué. Pour les trois approches des exemples d'applications
ont été donnés.
Ces trois approches permettent de prendre en compte l’incertain, les dires d’expert, les
probabilités d’occurrence d’événements, l’incertitude des données d’entrée, la sensibilité des
modèles, les facteurs de sécurité, etc. Lors de l’utilisation de ces approches, les données
doivent être unifiées afin de pouvoir interpréter les résultats et obtenir une évaluation de
leur qualité.
Une méthode (basée sur les réseaux de PETRI) pour l’aide à la prise de décision a été aussi
mise en œuvre pour vérifier la sécurité d’un hôtel. Les différentes stratégies et mesures de
sécurité retenues ont été comparées les unes par rapport aux autres en fonction d’une liste
de critères et de l’importance relative accordée à chacun.
Il a été souligné la difficulté d’envisager l’établissement d’une méthodologie unique qui
permettrait de traiter des établissements recevant du public (de toutes sortes), des
installations industrielles, des installations nucléaires, des installations classées pour
l’environnement (de toutes sortes), des immeubles de grande hauteurs, des bâtiments
d’habitations, etc.. Chaque étude demande une analyse personnalisée.
2.1.4 Action 5 : Sélection des scénarios d'incendie [4]
Cette action met en évidence l'importance de la sélection des scénarios incendie dans la
démarche d’ingénierie de sécurité incendie. Elle présente une méthode de sélection de ces
scénarios en déclinant toutes les étapes nécessaires.
Pour faciliter sa compréhension, on défini dès le début la terminologie utilisée dans le
rapport, comme par exemple la définition du scénario d'incendie ou du scénario incendie
d’étude, etc.. Les explications sur les étapes nécessaires pour la définition des scénarios
d'incendie tels que : le recueil des données d'entrée, l'identification des scénarios d'incendie
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et la sélection de ceux de l'étude, les explications sur les caractéristiques des feux de
dimensionnement et l'identification des scénarios d'évacuation et de la mise à l'abri sont
suivies par des retours d'expérience. Un site web a été créé afin de recueillir, via les
services de prévention des SDIS, un maximum de renseignements sur des incendies réels.
Un scénario d’incendie est défini par un enchaînement d’événements, depuis l’événement
initiateur du feu (l'allumage), jusqu’à l’événement final (l'extinction). Ces événements
dépendent des caractéristiques de l’ouvrage, des sources de danger et des conditions de
développement et de propagation du feu. Le scénario d'incendie tient également compte de
l’impact potentiel sur les cibles définis par les objectifs de sécurité. Les retours d'expérience
et toutes les informations recueillies sont une aide précieuse pour le choix des scénarios.
La méthode de sélection de scénarios d’étude, présentée dans ce rapport, permet à
l’ingénieur de sécurité incendie de se poser les bonnes questions sur les scénarios et leurs
paramètres à prendre en compte pour la phase d’évaluation de la solution de conception,
que ce soit dans le cas d’une démarche d’évaluation déterministe ou probabiliste. Elle aide
le praticien en ingénierie de la sécurité incendie à sélectionner les scénarios d'incendie
pertinents pour l’évaluation d'une solution de conception vis-à-vis d'objectifs de sécurité
recherchés.
2.1.5 Action 6 : Reconstitution de sinistres incendie [5]
Cette action a été consacrée à la reconstitution de sept sinistres qui ont eu lieu dans des
bâtiments de types différents (habitation, entrepôts, ERP-gymnase et parc de
stationnement souterrain). L'objectif a été de dégager, via ces reconstitutions, la valeur
ajoutée en termes de connaissances concernant la confrontation de la démarche ISI à des
sinistres. Au travers de ces analyses on a recensé les paramètres, les informations et les
données nécessaires pour les outils de simulation qui reconstituent le plus fidèlement
possibles ces sinistres.
Cette action rend également compte du travail de confrontation, entre modèles numériques
et expérimentations, effectué dans le cadre de feux expérimentaux réalisés dans un
immeuble d'habitation.
La confrontation de la démarche ISI avec des sinistres réels permet de conclure que l'ISI
associée à des scénarios d'incendie pertinents est de nature à prédire les conséquences
possibles d'un incendie. Il permet également la compréhension des phénomènes liés à
l'incendie ainsi que l'incidence de certains facteurs sur le niveau de sécurité incendie.
Toutes les données qui doivent être recueillies pour que les simulations effectuées
conduisent à la reconstitution la plus réaliste possible sont listées de manière méthodique.
2.1.6 Actions 7 et 8 : Expérimentation de l'ISI sur des ouvrages neufs ou en
réhabilitation [6]
Le rapport de cette action présente trois études de la mise en sécurité en situation
d'incendie de bâtiments différents en suivant la méthodologie générale élaborée dans le
cadre du PN Ingénierie de la Sécurité Incendie. L’objectif est d’illustrer, via ces trois cas,
l’enchaînement des différentes étapes de cette méthodologie et de mettre en évidence les
points importants à traiter et les difficultés rencontrées.
Les trois types d'ouvrages étudiés sont :
un bâtiment à construire de type immeuble de grande hauteur pour des personnes
âgées plus ou moins dépendantes,
un hôtel à réhabiliter,
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un complexe cinématographique multi-salles,
Ces trois cas ont permis d'appliquer les étapes nécessaires de la méthodologie ISI pour que
les objectifs de sécurité soient satisfaits. Les différentes mesures à mettre en œuvre pour
atteindre ces objectifs et leurs critères de performances ont été identifiés.
Afin que ces études soient les plus complètes possible les groupes de travail qui les ont
réalisés étaient composés de plusieurs organismes. Ces expérimentations ont montré que la
réussite d’une étude d’ingénierie dépend :
de la multidisciplinarité de l’équipe,
des échanges avec les services de secours,
des connaissances scientifiques des équipes.
Ces études ont également mis en évidence :
L'importance de la définition du contour de l'étude,
L'importance des analyses de sensibilité,
L'importance de la prise en compte des facteurs de sécurité (pour assurer la
robustesse des solutions) dans la méthodologie générale,
L'importance de développements supplémentaires sur la dispersion des polluants et
le comportement du feu en milieu confiné,
L'importance d'évaluation des incertitudes.
Ces études ont montré l’intérêt d’une approche globale de l’ISI, et, à l'intérieur de cette
approche, l’importance des mesures organisationnelles pour améliorent le niveau de
sécurité des occupants avec un degré d'autonomie variable. L'action 8 prévue dans le
programme initiale est insérée dans l'action 7.
2.2 Présentation et analyse des outils de simulation et
expérimentaux
La deuxième partie du programme d’étude du Projet National Ingénierie de la Sécurité
Incendie (PNISI) est relative aux études techniques permettant de faire le point sur les
connaissances et les outils disponibles ou qui devront être réalisées afin d'acquérir des
connaissances supplémentaires, nécessaires dans certains domaines.
2.2.1 Action 9 : Naissance et développement d’un incendie, propagation des
effluents (fumées) : évaluation des outils disponibles et domaines
d’application [7]
Cette action s'intéresse, premièrement, à identifier les modèles de simulations des
phénomènes liés au feu (allumage, production de chaleur, enfumage, rayonnement
thermique…) et les outils de calcul utilisés pour réaliser ces simulations ; deuxièmement à
donner des recommandations qui permettent de choisir les outils les mieux adaptés au
phénomène physique étudié ; troisièmement à définir leurs domaines d'utilisation et leurs
plages de validité, et enfin, cette action donne quelques références qui permettent d'avoir
des renseignement très intéressants relatifs aux modèles et aux outils pour lesquels des
validations et confrontations avec les expériences ont été réalisées par différents
organismes scientifiques internationaux. Trois types de modèles de simulation du feu sont
identifiés :
les modèles locaux (ou de Champ),
les modèles globaux (de zones ou de volumes finis),
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les modèles "simples".
Les modèles de champ (CFD) résoudront numériquement, de manière locale et
instationnaire, les équations de Navier Stokes traduisant les lois d’échange et de
conservation de la masse, de la quantité de mouvement, des espèces et de l’énergie. La
prise en compte des phénomènes de combustion constitue une caractéristique importante
des modèles CFD destinés à simuler les écoulements réactifs. Ces modèles sont
potentiellement utilisables pour toutes les situations : de la sollicitation au détecteur, au feu
généralisé en passant par le mouvement des fumées dans un local comme dans un
bâtiment à plusieurs niveaux.
Concernant les modèles globaux les volumes concernés par les effets du feu sont découpés
en "grosses" zones où on admet que les caractéristiques sont uniformes (mais variables au
cours du temps). Les équations de bilan et d’échange sont "peu" nombreuses et conduisent
à des systèmes d’équations différentielles du temps.
Les modèles simples conduisent à des précisions approximatives et des calculs rapides. Ils
sont constitués : soit de formules physiques permettant le calcul approché de l’évolution
d’une grandeur (la hauteur de flamme, le débit d’air entraîné par un foyer, … ), soit de
résultats de traitement statistique (corrélations, régression, …) de mesures effectuées en
situations réalistes, qui sont utilisées de façon prédictive à l’intérieur de certaines limites.
Les listes avec les modèles physiques et des outils de simulation numériques les plus utilisés
dans le monde sont donnés pour les trois types modèles.
Cette action met fortement l'accent sur l'importance : de la validation des outils de
simulation numérique, de la définition de leur plage d'utilisation et la qualification des
utilisateurs de ces outils. Le choix du modèle et de l'outil de simulation doivent être faits par
des personnes qualifiées.
2.2.2 Action 10 : Etude statistique des charges d’incendie [8]
Cette action a été dédié à une étude statistique des charges incendie pour les bâtiments de
type : industriels, ERP (magasins, locaux commerciaux, hôtels, hôpitaux), différents type de
bureaux, salles d'archives, et différents type d'IGH.
Premièrement, une analyse bibliographique d’enquêtes statistiques sur les charges
incendies a été réalisée. Elle a mis en évidence que :
peu de données récentes existent et par conséquent leur représentativité vis-à-vis
des combustibles actuellement présents dans les bâtiments est mis en question,
la définition même de la charge calorifique s’est avérée délicate du fait que la charge
calorifique globale est composée d’une partie mobilière et d’une partie immobilière,
la distinction entre les deux étant parfois ténue.
Suite à cette analyse, une méthode d’enquête sur les charges calorifiques a été définie.
L’application de cette méthode par différents organismes à des bâtiments d’usage variés a
aboutit à la constitution d’un certain volume de données.
Le rapport de cette action expose l’analyse successive des données collectées pour les
bâtiments cités ci-avant suivant la méthode définie. Les résultats obtenus doivent être
considérés comme des ordres de grandeur représentatifs des charges des types de
bâtiments étudiés, et non comme des mesures réelles. Ces valeurs doivent, si possible, être
confrontées à d’autres informations issues d’autres sources.
Une synthèse de l’ensemble des résultats obtenus et des enquêtes réalisées, a été
effectuée. Elle a mis en évidence la difficulté que représente l’estimation de la densité de
charge calorifique d’un local.
La pérennisation des résultats obtenus doit être faite par de nouvelles enquêtes
d'identification des charges combustibles de différents types de bâtiment. L'utilisation de
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lois de probabilité est considérée comme la meilleure option, parce qu'elle offre de
nombreuses possibilités en termes de comparaison et une grande souplesse d’utilisation.
Le groupe du travail a conclu que les valeurs du Fire Engineering Guidelines (FEG) sont en
cohérence avec les valeurs mesurées et que la loi de Gumbel est adaptée à ce type
d’analyse. Par conséquent, cette étude considère les valeurs du FEG comme des valeurs
représentatives des activités étudiées.
Par ailleurs, la définition de la charge combustible retenue par cette étude est la suivante:
"La charge calorifique présente dans un local est la quantité d’énergie disponible lors d’un
incendie".
Il est important de noter qu'elle doit être couplée à la vitesse à laquelle est libéré le débit
calorifique. Ces deux données conditionnent la durée théorique de l’incendie.
2.2.3 Action 11 : Caractérisation des foyers [9]
Cette action a été consacrée à la caractérisation des foyers du feu. Le foyer constitue la
source du feu du fait qu'il est constitué de matériaux combustibles. Il est défini par la
nature et la quantité des matériaux qui le composent et par leur géométrie. Le foyer, sa
position et les caractéristiques de son environnement sont très importants pour la définition
des scénarios incendie. Plusieurs types de foyers sont décrits et pour chacun sont identifiés:
les données nécessaires,
leur domaine d’application,
les caractéristiques permettant de les déterminer.
Le foyer peut être considéré comme une source de chaleur, ou comme source d'un autre
produit qui peut être très dangereux en situation d'incendie.
En tant que source de chaleur ont été identifiés :
Le foyer stationnaire : le terme source est constant dans le temps. Il est en général
défini par une surface et un débit calorifique surfacique constant au cours du temps
ou uniquement par son débit calorifique. Ce type de foyer permet l’estimation des
niveaux de température atteints et de la durée du feu mais ne permet pas de décrire
la cinétique du feu.
Le foyer prédéterminé : le feu se déroule en trois phases, phase de croissance, de
maintien et de décroissance. Le terme source est variable dans le temps. Le débit
calorifique du foyer évolue selon une courbe qui est issue d’essais à échelle réelle ou
extrapolée à partir d’essais à petite échelle, ou qui est prédéterminée sur la base de
corrélations de la littérature. L'évolution du feu basée sur ce type de foyer constitue
la cinétique du feu la plus souvent utilisé. Il est bien adapté au feu de voiture.
Le foyer calculé sur la base de données surfacique : le débit calorifique surfacique
est variable en fonction du temps et la surface de combustion varie en fonction du
temps. Ce type de foyer est bien adapté aux combustibles solides.
Le foyer calculé sur la base des données matériaux : le foyer est défini par les
matériaux qui le composent. Pour ce type de foyer, c’est le modèle utilisé qui prend
en compte l’effet de l’environnement du foyer. Ce foyer est le plus difficile à
appliquer car il nécessite une connaissance très fine des matériaux. Il est par
exemple utilisé en transport ferroviaire ou marine pour lequel les matériaux peuvent
être fixés et ainsi détaillés à petite et grande échelle.
Parmi les autres produits liés aux foyers (leur composition) ont été identifiés : les fumées,
les produits gazeux toxiques, et les produits à fortes corrosivités.
Une attention particulière a été consacrée aux critères de choix des types de foyer et aux
choix des outils de calcul qui doivent permettre de déterminer les grandeurs retenues pour
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les critères de performance. La prise en compte des incertitudes sur les données d’entrée
pour les calculs demande des études de sensibilité.
Afin qu'une étude ISI soit fiable pendant toute la durée de vie d'un bâtiment il est
indispensable de respecter le cahier des charges défini à la fin d'une telle étude. Ceci oblige
le maître d'ouvrage à ne pas modifier les foyers.
2.2.4 Action 12 : Comportement au feu des structures - Evaluation des outils
disponibles et domaines d’application [10]
Après avoir fait rapidement le bilan des différentes méthodes utilisées pour l'évaluation de
la résistance au feu des éléments de construction, cette action met l'accent sur les modèles
et les méthodes de calculs utilisés pour évaluer le comportement au feu des structures
(principalement les parties "feu" des Eurocodes Structuraux). Les méthodes identifiées sont
attachées à l'un des quatre matériaux le plus couramment rencontrés dans le domaine du
bâtiment : le béton, l'acier le bois et le verre. Sont analysées les structures qui
correspondent à chacun de ces matériaux ainsi que les structures mixtes acier-béton.
Pour chaque type de structure, premièrement, on identifie les méthodes (modèles) de calcul
et les outils utilisés pour la réalisation de ces calculs, et deuxièmement, on défini les critères
de choix des méthodes et des outils. Pour chaque types de structure on donne une liste
plutôt exhaustive des logiciels qui sont utilisés pour la réalisation des calculs qui simulent le
comportement thermo-mécanique des structures.
Les méthodes et les analyses effectués sont essentiellement celles données dans les
Eurocode correspondant aux matériaux cités ci-avant.
Dans le rapport de cette action, pour les logiciels identifiés pour les structure en acier et
mixtes (acier-béton), sont donnés: des informations générales sur l'identification du logiciel,
la méthode de calcul, les hypothèses de calcul, le domaine d'application, les limitations du
calcul, la documentation du logiciel et son ergonomie.
Pour chaque type d'analyse, du comportement thermo-mécanique des structures étudiées,
le domaine d'application est défini.
Concernant les structure en verre, même s'il existe une méthode de dimensionnement à
froid : "Dalles de plancher et marches d’escalier en verre – conditions générales de
conception, fabrication et mise en œuvre", actuellement il n’existe pas de règles pour la
vérification de la résistance au feu des structures en verre. L'évaluation du comportement
au feu des éléments structuraux en verre est basée sur des résultats expérimentaux.
2.2.5 Action 13 : Comportement au feu d’éléments de compartimentage [11]
Cette action a été consacrée au comportement au feu des éléments de compartimentage. Il
s'agit des éléments suivants :
les cloisons en plaque de plâtre,
les cloisons en maçonnerie à base de petits éléments de terre cuite,
les panneaux préfabriqués en béton associés à des ossatures préfabriquées du même
matériau.
les bardages métalliques associés à des ossatures en construction métallique.
les façades en bois.
L'analyse du comportement au feu des éléments du compartimentage est basée sur des
résultats expérimentaux et des simulations numériques.
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Concernant les cloisons à plaques de plâtre les essais, du comportement au feu des
cloisons, réalisés en situation d'un feu conventionnel ont été complété par des essais
réalisés en situation de feux réels.
Ensuite ces essais ont été simulés afin de généraliser la démarche. Ces simulations
demandent à être complétées avec d'autres paramètres avant d'avoir un modèle numérique
fiable pour la modélisation des cloisons de grandes hauteurs.
Concernant les cloisons en maçonnerie de terre cuite, premièrement une étude
bibliographique a été réalisée, deuxièmement des essais sous une action thermique
conventionnelle ont été réalisés et troisièmement les comportements thermo-mécaniques
des cloisons testées ont été simulés numériquement. Enfin, un protocole basé sur une
analyse combinée essai – simulation numérique a été proposé. Toutefois il est important de
noter que la démarche proposée demande plus de recherche pour être généralisée et qu'elle
donne des résultats fiables.
Concernant les bardages métalliques en situation d'incendie le rôle très important de leurs
fixations sur la structure porteuse du bâtiment a été étudié. Les essais de résistance au feu
effectués ont permis d’étudier le mode de ruine des systèmes de fixation. La simulation
numérique du comportement thermo-mécanique d'un bardage métallique fixé sur une
ossature métallique a donné des résultats très satisfaisants dans la prévision du temps et
du mode de ruine des fixations assurant le maintien des plateaux de bardage sur l'ossature
porteuse. Par conséquent, il a été conclu que les modélisations numériques peuvent être
utilisées pour étudier le comportement au feu des bardages soumis au feu, en prenant en
compte l’interaction avec les éléments de structure avoisinants.
Concernant les panneaux préfabriqués en béton armé, l’étude a consisté à étudier le
comportement global d’un ouvrage en béton sous incendie conventionnel en prenant en
compte les différents niveaux d’interactions entre compartiments soumis et non soumis au
feu, ainsi que les interactions entre structure porteuse et éléments de compartimentage. Le
couplage simulation numérique – essai a permis dans un premier temps de dimensionner un
élément de construction composé de poteaux et de panneaux, et ensuite, après avoir réalisé
l'essai, le modèle numérique a été complété de manière a prendre en compte les conditions
aux limites réelles de l'essai. L’étude a permis d’étudier numériquement et
expérimentalement l’interaction entre des panneaux coupe-feu et des poteaux et par
conséquent d’appréhender de manière globale le comportement au feu d’une partie de
structure. Cette étude a également mis en évidence le besoin de continuer la recherche
pour que les phénomènes d'interaction entre différents éléments d'une structure soit mieux
maîtrisés et généralisés pour tout type d'action thermique.
La dernière partie de cette étude est consacrée au comportement au feu des façades en
bois. Il s'agit d'une étude bibliographique, laquelle a permis de mettre en évidence des
solutions constructives mises en œuvre pour diminuer les risques de propagation du feu via
une façade en bois. Mesures qui ont permis l'assouplissement des exigences sur les façades
dans les pays comme l'Autriche, la Suisse ou l'Allemagne.
2.2.6 Action 14 : Comportement au feu des vitrages [12]
Etant donné que les châssis vitrés jouent un rôle déterminant dans l'évolution d'un incendie
leur comportement au feu a été étudié. Les châssis vitrés normaux n'ont pas de résistance
au feu et par conséquent leur ruine entraîne des modifications importantes sur le
développement du feu qui conduisent quelques fois à des combustions violentes qui peuvent
s'avérer très dangereuses.
Cette action présente plusieurs travaux de recherche, à la fois théoriques et expérimentaux,
sur la performance au feu de vitrages ordinaires exposés à des feux de compartiment, des
feux extérieurs ou soumis directement à des flux de chaleur. L'étude a particulièrement
porté sur les châssis vitrés constitués de cadres en aluminium à rupture de pont thermique
ou en PVC.
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Les études expérimentales réalisées dans le cadre du PN ISI ont permis de mettre en
évidence le mécanisme de ruine des vitrages qui subissent des contraintes thermiques dues
à un incendie. Ces expériences ont été complétées par des outils de calcul simplifiés
permettant d'estimer le temps de ruine des vitrages. Ces calculs simplifiés sont basés sur
des hypothèses simples qui conduisent à des résultats sécuritaires, c'est-à-dire à la rupture
du vitrage dès que les premières fissures apparaissent. Les comparaisons des résultats du
modèle de transfert thermique avec les résultats expérimentaux ont été relativement
satisfaisantes. Concernant les simulations mécaniques pour les vitrages testés le modèle
numérique conduit également à des résultats satisfaisants, mais il a été constaté que la
précision des résultats numériques dépend largement des contraintes de rupture adoptées
et le nombre de fissures à prendre en compte pour le bris de vitrage.
En plus de l'étude du comportement au feu des vitrages, l'étude expérimentale a permis,
pour les verres étudiés, la détermination des propriétés thermo-physiques suivantes :
conductivité thermique, chaleur spécifique, masse volumique, coefficient de la dilatation,
ainsi que les facteurs de réflexion, d'absorption et de transmission moyens.
Cette étude à mis en évidence le besoin d'élargir la démarche suivie par cette action sur
d'autres types de vitrages et de cadres afin de déterminer :
une valeur adéquate du nombre de fissures à prendre en considération pour estimer
le bris de vitrage,
les propriétés thermo-physiques en fonction de la température des matériaux des
châssis et des matériaux utilisés pour les barrettes isolantes des châssis en
aluminium et des joints.
Concernant l'action 15 il a été décidé de le supprimer. En effet, les laboratoires de
résistance feu agréés par le Ministère de l'Intérieur ont suffisamment de connaissances
expérimentales et théoriques pour traiter le sujet prévus pour cette action.
2.2.7 Action 16 : Comportement au feu des protections thermiques [13]
Cette action, consacrée aux produits de protection des structures contre l'incendie, a
consisté à :
identifier les différents types de produits,
identifier leurs principales caractéristiques thermo-physiques pour des températures
jusqu'à 1200 °C,
étudier leur comportement mécanique et particulièrement leur adhérence et leur
cohésion,
identifier les documents de référence normatifs,
expliquer leur mise en œuvre,
recenser les méthodes principales de mesures des caractéristiques thermo-physiques
avec leurs contraintes d'application,
proposer une démarche pour définir les caractéristiques utilisables en ingénierie de la
sécurité incendie
L'étude met en évidence les limites des méthodes existantes d'identification des
caractéristiques thermo-physique et particulièrement celles dédiées à la conductivité
thermique et à la chaleur spécifique. En effet ces caractéristiques, ainsi que la tenue
mécanique de plusieurs produits de protection, sont relativement bien connues dans le cas
d’une action thermique conventionnelle, grâce au grand nombre d’essais réalisés par les
laboratoires de résistance au feu, mais souvent leur caractérisation est valable uniquement
pour un support donné. De plus cette démarche est coûteuse parce qu'elle demande
plusieurs essais.
L'étude met l'accent sur les difficultés qui existent pour estimer le comportement des
produits de protection en situation d'un incendie réel du faut qu'il est quasiment impossible
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de modéliser les phénomènes de fissuration et de décollement de ces produits. En
revanche, la modélisation de l'échauffement est facile si les caractéristiques thermo-
physiques sont connues.
L’objectif de l'étude est l’élaboration d’une méthodologie d'identification des propriétés
thermiques qui permettraient d'effectuer les calculs d'échauffement quelque soit le type
d'action thermique. Pour arriver à cet objectif il est nécessaire de réaliser d'autres
recherches dans le domaine d'identification des propriétés thermiques des matériaux de
protection.
2.2.8 Action 17 : Sécurité des personnes, comportement humain [14]
L’action porte sur la mise en sécurité des personnes et le comportement humain. La
réalisation de cette étude a suivi les étapes suivantes :
un état des connaissances,
une évaluation des outils disponibles sur l'évacuation de personnes et de leur
domaine d’application,
la réalisation de modèles simples d'évacuation en situation d'incendie,
des applications et évaluations des modèles d'évacuation identifiés pour divers
scénarios de feu,
des suggestions d’amélioration des modèles afin de prendre en compte le
comportement humain de la façon la plus large possible.
Le premier chapitre de cette étude identifie les conséquences sur les personnes exposées
aux effets du feu. Les risques tels que : la perte de visibilité, les risques thermiques, les
risques toxiques, les risques d’étouffement ou les effets comme l’anoxie liée au manque
d’oxygène, sont identifiés.
Le deuxième chapitre est consacré à l'état des connaissances sur les outils de simulation
numérique de l’évacuation d’un bâtiment en cas d'incendie. Plusieurs modèles sont étudiés
et notamment : les modèles de mouvement, les modèles comportementaux et ceux traitant
du comportement de façon partielle. Des détails sur le maillage de l'espace sont donnés. Le
rôle du comportement des personnes prend une place très importante dans les modèles
d'évacuation et la définition de la vitesse du mouvement est un paramètre essentiel au
calcul de la durée de l’évacuation. Ensuite une attention particulière est consacrée aux
données d'entrée des modèles, ainsi qu'à l'évaluation et à la validation des résultats. Ces
deux dernières sont effectuées par rapport à des exigences du code réglementaire en
vigueur, à des résultats récents d’exercices ou d’expériences, à des résultats empiriques
anciens de la bibliographie, à d’autres modèles ou à des confrontations aux travaux d’un
tiers. Une liste des logiciels utilisés pour la modélisation de l'évacuation est donnée.
Le chapitre 3 est consacré au comportement humain. Ce chapitre basé sur des études
bibliographiques et des expériences décrit en détail la complexité du comportement humain
en général et en situation d'incendie.
En conclusion l'utilisation des outils de simulation de l'évacuation peut potentiellement
apporter une aide à la définition des stratégies d’évacuation de bâtiments neufs ou existants
en situation d’incendie. Le succès de ces études dépend fortement de l'utilisateur du logiciel.
C'est pour cette raison qu'une des exigences essentielles consiste à la formation des
ingénieurs dans le domaine de l'évacuation.
Comme perspective un travail de recherche est nécessaire, pour la définition des exercices
d’évacuation en fonction des types de bâtiment et d'ouvrage, pour collecter des
informations après sinistre, particulièrement sur le comportement humain pour récolter le
maximum de paramètres qui permettront de valider les modèles de simulation de
l'évacuation, afin que l'évolution réglementaire dans le domaine de l'évacuation soit
effectuée sur des bases scientifique solides.
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2.2.9 Action 18 : Protection de l'environnement [15]
Cette action de recherche porte sur la protection de l'environnement en situation d'incendie.
Actuellement les effets d'un incendie sur l'environnement demandent à être étudiés dans les
études de dangers pour les installations classées, et celles pour les tunnels et les études
probabilistes de risques pour les installations nucléaires de base. Dans ce rapport sont
expliquées les différentes approches qui permettent d'étudier la dispersion atmosphériques
des polluants. Trois approches sont mises en évidence : la réalisation d'essais de grandeur
réelle, la simulation sur maquette et l'utilisation de codes de calcul mathématiques. Pour
chacune de ces approches les avantages et les inconvénients sont mis en évidence. Il est
important de noter que l'utilisation de modèles numériques permet de simuler un grand
nombre de cas d'une façon très rapide et de manière plus économique. Il est rappelé aussi
le rôle d'essais à grande échelle pour faire avancer et valider les modèles numériques. Trois
types de modèle de dispersion sont identifiés : les modèles gaussiens, les modèles
intégraux et les modèles CFD. Une analyse critique est effectuée pour identifier les limites
d'utilisation et le domaine de validité de chaque modèle.
Ensuite, trois types de pollutions, engendrées par les effets d'incendies industriels, sont
définis : pollution des eaux de surface par les eaux d'extinction, pollution des sols ou sous-
sol, voire nappes phréatiques par les eaux d'extinction et pollution environnementale par
redéposition des composés écotoxiques transportés dans les fumées. Afin de diminuer la
pollution par les eaux d'extinction dans les sites industriels la réglementation impose
généralement des rétentions. Les principaux contaminants organiques et inorganiques sont
identifiés et, en fonction du type de pollution, différents scénarios sont étudiés. Ensuite, les
modèles de dispersions miscibles et non miscibles sont explicités.
Finalement, cette recherche conclut, qu'actuellement dans les études de danger, seuls les
effets des fumées sur les personnes sont étudiés, en revanche les effets de redéposition de
polluants dans l'environnement sont estimés à priori de façon qualitative et à posteriori de
façon quantitative. C'est donc les concentrations des polluants issues de prélèvements post-
accidentels qui permettent de choisir la dépollution du sol impacté.
2.3 Information, Formations et Valorisation du PN ISI
Pour que la recherche effectuée dans le cadre du PN ISI soit une réussite, une attention
particulière a été consacrée à l'information et à la sensibilisation des acteurs de la sécurité
contre l'incendie pendant toute la durée de cette recherche. Ces actions ont été
accompagnées de la création de formation ISI et de la valorisation de la recherche effectuée
via un site intranet et des séminaires organisés dans différentes villes françaises.
2.3.1 Action 19 : Information et sensibilisation des acteurs à la sécurité des
personnes [16]
Cette action a été dédiée à l'information et à la sensibilisation de tous les acteurs de
l'ingénierie de la sécurité incendie sur les travaux du PN et l'expérience requise en France
dans ce domaine. Afin d'atteindre cet objectif plusieurs actions sont menées, par ex.: une
plaquette PN ISI a été publiée dès la première année et elle est remise à jour et sera
publiée à la fin du projet, des séminaires et des colloques sont organisés pour présenter la
recherche effectuée et également pour faire un retour d'expérience de l'application partielle
de l'ISI réalisée dans le cadre de la réglementation en vigueur.
Les rencontres organisées ont permis, d'une part, de présenter les travaux du PN et, d'autre
part, de recueillir les avis des différents acteurs majeurs de la sécurité contre le feu. Ceci
afin de dégager de nouvelles pistes d'amélioration des études effectuées et,
particulièrement, de définir une méthodologie de l'application de l'ISI qui améliore la
sécurité en situation d'incendie.
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L'expérience de ces six années de recherche dans le cadre du PN ISI montre que les
différents moyens mis en œuvre pour informer et sensibiliser les acteurs de la sécurité ont
fait fortement évoluer leur implication et leur intérêt pour l'ingénierie de la sécurité
incendie.
Dans le futur, il est indispensable de continuer à informer et sensibiliser tous les acteurs de
la sécurité incendie sur les avantages qu'apporte l'application de l'ISI pour la sécurité,
particulièrement pour des bâtiments et des ouvrages exceptionnels, ainsi que pour des
bâtiments existants. Les moyens suivants peuvent être utilisés : organisation de séminaires
ISI dans différentes régions, publications scientifiques et de vulgarisation (Moniteur),
mailing aux ministères, aux bureaux d'études, aux SDIS, aux DRIRE (DREAL) et aux
maîtres d'ouvrage et maîtres, d'œuvre majeurs, en leur indiquant le site internet du PN ISI
sur lequel ils peuvent trouver les rapports complets des actions du PN ISI.
2.3.2 Action 20 : Elaboration de programmes de formation à l’ingénierie de la
sécurité incendie [17]
L'objet de cette action a été de proposer des programmes de formation ISI. Cet objectif a
été atteint par la préparation de deux programmes de formation types. Leur contenu répond
aux exigences scientifiques et techniques fixées par les objectifs du PN ISI. Il consiste à
former des ingénieurs aptes à répondre aux attentes de la sécurité contre l'incendie en
prenant en compte à la fois la réglementation actuelle et les techniques modernes
proposées par ISI, ayant comme but final la protection des vies humaines, des biens et de
l'environnement. Ces formations permettront aux futurs ingénieurs d'être opérationnels
immédiatement ou très rapidement après avoir intégré une société, mais aussi, d'avoir
acquis les connaissances nécessaires pour continuer à préparer un diplôme de doctorat pour
ceux qui le souhaitent
L'élaboration des ces programmes a été basée sur : des études de marche, l'analyse des
formations ISI qui existent dans d'autres pays du monde, des échanges avec des experts
ISI nationaux et internationaux, questionnés dans le cadre du PN ISI, l'expérience des
organismes français que ont une grande expérience dans le domaine de la sécurité incendie
et la participation active de plusieurs scientifiques et organismes français dans des
commissions de normalisation internationales et européennes.
L'évolution des nouvelles techniques, des constructions propres et durables, nécessitera
d'étudier leur comportement en situation d'incendie rapidement et de manière fiable. Ces
défis doivent être relevés par des programmes de formation initiale dédiés aux futurs
spécialistes dans le domaine de l'incendie.
2.3.3 Action 21 : Valorisation interne et externe des travaux du P.N. [18]
Quelle que soit la qualité d'une recherche, elle n'a de valeur que si elle est connue et
exploitée par les acteurs du domaine auquel elle appartient.
Cette action est consacrée à la valorisation du PN ISI. En effet, elle est étroitement liée aux
deux actions précédentes. Dans ce cadre, la valorisation du PN ISI a commencé avec la
création d'un site intranet qui est devenu le site internet suivant : http://www.pnisi.fr.
Les deux parties de ce guide d'application, partie A : Méthodologie de l'ISI et partie B :
Acquis scientifiques du PN ISI, constituent les documents les plus concis qui permettent
d'avoir un aperçu rapide des travaux de recherche réalisés dans le cadre de ce projet.
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2.3.4 Action 22 : Ouvertures réglementaires et présentation finale [19]
Cette action avait pour objet de proposer des recommandations aux réglementeurs pour
élargir les ouvertures de la réglementation à l’ingénierie de la sécurité incendie. La réflexion
qui aboutit à ces recommandations est basée sur la recherche et le travail effectué par tous
les autres acteurs du PN ISI.
On rappelle d'abord dans le rapport de cette action les trois principaux types de structure
réglementaire pouvant permettre le recours à l'ISI pour la conception ou la réhabilitation de
bâtiments ou d'ouvrages de génie civil :
réglementation descriptive avec des ouvertures partielles de l’ISI,
réglementation descriptive avec l’ISI en solution alternative,
réglementation performantielle avec dispositions satisfaisantes.
Ensuite des recommandations concernant les ouvertures réglementaires, à court terme, à
moyen terme et à long terme sont données. Ces ouvertures peuvent être faites afin :
d'accroître les ouvertures réglementaires vers d'autres phénomènes,
de lever les freins éventuels à une exploitation plus aisée aux ouvertures existantes.
Ces ouvertures partielles peuvent être faites dans des domaines techniques ayant fait l’objet
de nouveaux développements, comme par exemple :
l’analyse de l’évacuation et les critères à satisfaire dans le cadre des ERP,
l’élaboration des scénarios d'étude,
les règles de recevabilité des dossiers ISI dans certains textes réglementaires.
Les raisons pour lesquelles les acteurs du PN ISI proposent ces ouvertures sont explicitées
dans le rapport de l'action 22.
Au moyen terme des ouvertures réglementaires à l’ISI peuvent avoir lieu dans les domaines
suivants :
la conception du bâtiment,
la partie concernant les potentiels de dangers et le combustible (sources d’ignition,
quantité et type de combustible, …),
les moyens de protection actifs.
Le passage d'une réglementation plutôt prescriptive vers une réglementation
performantielle ne peut se faire qu'avec des élargissements de l'ISI à d'autres domaines et
à de nouveaux phénomènes dans les domaines pour lesquels le recours à l’ISI est déjà
possible.
Ensuite pour le long terme et l'évolution vers une réglementation performantielle générale,
l'accent est mis sur le fait que ceci ne peut se réaliser que par la mise en place d’une
démarche commune à tous les ouvrages, ce qui nécessite la mise en place d’une base
performantielle commune.
Dans ce cas, il est possible d’envisager un texte commun à toutes les réglementations de
sécurité incendie qui précise, en vue des objectifs de sécurité incendie à respecter, la
démarche qui devra être suivie dans laquelle pourra également être précisé les modalités de
validation et de contrôles des dossiers ISI.
Cette ouverture progressive de la réglementation vers l'ISI performantielle ne doit se faire
qu'après avoir résolus toutes les difficultés scientifiques et techniques qui pourraient
conduire à des études ISI moins sécuritaires que la réglementation en vigueur.
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3 Références des actions constitutives du programme de recherche
[1] A01 - Formalisation de la méthodologie générale
[2] A02 - Objectif de sécurité et critères de performance
[3] A03 - Démarche d'évaluation de la sécurité et d'aide à la prise de décision
[4] A05 - Sélection des scénarios d'incendie
[5] A06 - Reconstitution de sinistres incendie
[6] A07 - Expérimentation de l'ISI sur des ouvrages neufs ou en réhabilitation
[7] A09 - Naissance et développement d’un incendie, propagation des effluents (fumées) :
évaluation des outils disponibles et domaines d’application
[8] A10 - Etude statistique des charges d’incendie
[9] A11 - Caractérisation des foyers
[10] A12 - Comportement au feu des structures - Evaluation des outils disponibles et
domaines d’application
[11] A13 - Comportement au feu d’éléments de compartimentage
[12] A14 - Comportement au feu des vitrages
[13] A16 - Comportement au feu des protections thermiques des éléments de structure ou
d’équipement
[14] A17 - Sécurité des personnes, comportement humain
[15] A18 – Protection de l'environnement
[16] A19 - Information et sensibilisation des acteurs à la sécurité
[17] A20 - Elaboration de programmes de formation à l’ingénierie de la sécurité incendie
[18] A21 - Valorisation interne et externe des travaux du P.N.
[19] A22 - Ouvertures réglementaires et présentation finale