Solutions économiques grâce aux méthodes d'ingénierie modernes en protection contre l'incendie

Maquette de portable_Analyse thermique

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Les ingénieurs en protection contre l'incendie disposent aujourd'hui de méthodes modernes assistées par ordinateur, appelées méthodes d'ingénierie, comme outils efficaces. Grâce à l'application de ces méthodes d'ingénierie, il est possible de démontrer la conformité au niveau de sécurité requis de manière orientée vers les objectifs de protection dans le cadre du concept de protection contre l'incendie — même dans le cas où les exigences prescriptives des réglementations de sécurité incendie correspondantes ne peuvent pas être respectées. Les méthodes d'ingénierie permettent ainsi d'élaborer des solutions de protection contre l'incendie durables, spécifiques à chaque objet et sur mesure, pour les bâtiments neufs et anciens.

En particulier lors de la rénovation de bâtiments existants, cela permet souvent d'éviter des mesures d'autorisation coûteuses, de réaliser des économies de coûts et de temps, et ainsi de mettre en œuvre des solutions économiques.

Bien que les méthodes d'ingénierie représentent l'état de la technique et que l'augmentation des coûts de construction des bâtiments publics soit actuellement au centre de l'attention médiatique, il est constaté que les nombreuses possibilités d'application des méthodes modernes d'ingénierie, ainsi que les avantages et potentiels d'économies qui en découlent, ne sont pas toujours bien connus du public.

Ce qui suit présente brièvement ces méthodes d'ingénierie et des questions types. Selon la complexité de la problématique, les méthodes d'ingénierie sont appliquées individuellement ou en combinaison.

Simulations d'incendie et de désenfumage

Un critère principal concernant l'efficacité des concepts de protection contre l'incendie est la garantie de la sécurité de la circulation dans les voies d'évacuation et de secours en cas d'incendie. Il faut s'assurer que, malgré la situation de fumée et la répartition de la température qui se produisent lors d'un incendie, la circulation dans les voies d'évacuation et de secours (preuve de la sécurité des personnes, garantie de mesures d'extinction efficaces) reste possible.

Pour évaluer la propagation de la fumée lors d'incidents dans un bâtiment, des simulations d'incendie assistées par ordinateur sont utilisées. Les programmes spécialement développés pour la simulation d'incendie modélisent les processus mécaniques d'écoulement et thermodynamiques d'un incendie dans un bâtiment. Cela permet de calculer la propagation de la fumée dans le bâtiment pour évaluer la situation de fumée résultante et la distribution de température, ainsi que la charge thermique.

Dans quels cas utilise-t-on des simulations d'incendie ?

• Pour vérifier l'efficacité ou optimiser la conception de la dissipation de chaleur et de fumée
• Pour déterminer la durée pendant laquelle la circulation dans les voies d'évacuation et de secours (auto-évacuation et intervention) est assurée
• Pour évaluer la température sur le vitrage / Peut-on réduire les exigences en matière de qualité de sécurité incendie du vitrage ?

Simulations d'évacuation

Il s'agit d'analyses du flux de personnes, axées sur l'évacuation du bâtiment. En tenant compte de la géométrie du bâtiment, de la technique d'installation existante et du comportement attendu des occupants en fuite, une vérification des voies d'évacuation et de secours peut être effectuée à l'aide d'un modèle informatique. Les points problématiques de congestion peuvent ainsi être analysés et le temps d'évacuation du bâtiment déterminé. Les simulations d'évacuation assistées par ordinateur constituent une méthode d'examen reconnue en ingénierie pour démontrer la dimensionnement adéquat des voies d'évacuation en cas de déviation par rapport au code de construction.

Dans quels cas utilise-t-on des simulations d'évacuation ?

• En cas de déviation des voies de secours existantes pour justifier des dérogations
• Dans des bâtiments complexes pour identifier les points de congestion et optimiser le concept d'évacuation
• Pour étudier la durée d'évacuation d'un bâtiment ou d'une partie de celui-ci

Analyse thermique

Les analyses thermiques examinent l'effet thermique d'un incident d'incendie sur les composants porteurs. La distribution de température dépendante du temps dans le composant est d'abord calculée. Pour cela, en tenant compte de l'utilisation spécifique de l'objet et des charges de feu existantes, un scénario de feu de référence est défini, et les températures des gaz de fumée résultants sont calculées à l'aide d'une simulation d'incendie assistée par ordinateur. Ensuite, à partir des températures des gaz de fumée, le flux de chaleur dans le composant et la distribution de température résultante dans le composant sont calculés. Sur la base de la distribution de température dépendante du temps dans la section transversale du composant, il est possible de déterminer si les températures résultantes se situent dans une plage critique ou non critique pour la pièce examinée (par exemple, poutres inférieures).

Dans quels cas utilise-t-on des analyses thermiques ?

• Lors de rénovations de bâtiments existants (par exemple, écoles, etc.) ou de reconversions de bâtiments existants, il arrive fréquemment que certains composants ou parties de la structure ne respectent pas :
• les exigences prescriptives de l'autorisation de construire en vigueur,
• le code du bâtiment, ou
• les normes actuelles (par exemple, une couverture en béton insuffisante pour les dalles nervurées en béton).
• La qualité de protection contre l'incendie des composants est-elle suffisante pour atteindre les objectifs de protection ?

Résumé et conclusion

L'application des méthodes d'ingénierie en protection contre l'incendie permet d'étudier une grande variété de problématiques en matière de sécurité incendie. La pratique montre qu'il peut être très bénéfique d'intégrer ces méthodes modernes comme outils contemporains et avancés dans la planification.

Grâce à une preuve d'ingénierie et au respect des objectifs de protection spécifiques à chaque objet, par le biais de méthodes d'ingénierie, il est possible par exemple :

• d'éviter souvent des mesures d'autorisation coûteuses lors de rénovations de bâtiments existants,
• de fournir de meilleures bases de décision (en comparant les mesures possibles) pour tous les acteurs impliqués dans la planification, et
• de réaliser ainsi des solutions économes en ressources, durables et économiques pour les bâtiments neufs et existants.

 Auteurs :

Dipl.-Ing. Patrick Frey
Responsable du département des méthodes d'ingénierie
Sinfiro GmbH & Co. KG

David Binder
Bachelor en ingénierie (aéronautique et spatial)
Sinfiro GmbH & Co. KG

Dipl.-Ing. (FH) Ralf Galster
Expert en protection contre l'incendie selon VwV Prüfung incendie
Directeur général de Sinfiro GmbH & Co. KG