Ce que permet la réglementation
L’arrêté ministériel du 11 avril 2017 applicable aux entrepôts relevant de la rubrique ICPE 1510 permet que la détection automatique d’incendie soit assurée par le système d’extinction automatique, sous réserve que celui-ci soit conçu à cet effet. Cette possibilité est exclue dans les cellules comportant au moins une mezzanine, pour lesquelles une détection dédiée et adaptée est exigée.

Cette disposition ne signifie pas qu’une installation sprinkler est systématiquement équivalente à une détection automatique dédiée. Son adéquation doit être démontrée en tenant compte des produits stockés, du mode de stockage, de la configuration de la cellule, des caractéristiques des sprinklers et de l’ensemble de la chaîne de transmission et de mise en sécurité.

Efectis a récemment réalisé cette démonstration pour un entrepôt logistique. L’étude a notamment comparé les délais prévisibles de détection, évalué le temps nécessaire à l’évacuation et vérifié le maintien de conditions de tenabilité suffisantes jusqu’à la sortie des occupants. L’étude consiste ainsi à vérifier si l’alarme générale d’évacuation transmise par le déclenchement du système sprinkler en cas d’incendie permet d’assurer les conditions de tenabilité requises vis-à-vis du temps d’évacuation du personnel.

Pourquoi un sprinkler ne détecte pas comme une DAI
La détection par sprinkler n’est pas équivalente en termes de précocité à la détection automatique d’incendie « classique » (DAI). L’activation thermique est généralement plus tardive et dépendante du feu et de la toiture. Ainsi, la compatibilité pour tout scénario de départ de feu doit être vérifiée, entre les effets de la chaleur sur la détection et ceux de l’enfumage sur les conditions d’évacuation.

Il convient d’écarter dès l’analyse des données d’entrée les limites de cet exercice :

La méthode d’ingénierie
Considérant l’opportunité réglementaire applicable, les étapes pour mener l’étude sont les suivantes :

Postion feu

Exemple de modélisation FDS avec la localisation du foyer et des sprinklers

Les scénarios d’incendie considérés
Le développement d’un incendie dans un entrepôt de stockage peut être dû à de multiples causes, comme par exemple un feu d’origine électrique, un départ de feu sur un chariot de manutention, un acte d’imprudence, ou malveillance, etc… Il est supposé que l’une de ces sources d’ignition conduit à l’inflammation de l’enveloppe externe d’un emballage de marchandise.

Les risques de propagation du feu sont alors analysés suivant les configurations de stockage afin de préciser la ou les cinétiques envisagées. A titre d’exemple, une cinétique moyenne ou lente serait retenue pour un stockage en masse peu dense.

HRR

Comparaison des différentes cinétiques d’incendies théoriques

La propagation dans le temps et l’espace de l’incendie implique un débit calorifique croissant (HRR qui s’exprime ici en MW). Le modèle de champ utilisé par Efectis France pour les simulations numériques est le code FDS (Fire Dynamics Simulator) [3] développé au NIST (National Institut of Standards and Technology). La simulation permet dès lors de définir une cartographie des conditions en chaque point du volume au cours du temps afin de déterminer les délais de perte des conditions de tenabilité ci-dessous :

La prise en compte du système sprinkler dans les simulations ne se limite pas à positionner les têtes au plafond.
Elle nécessite une connaissance précise de la technologie mise en œuvre et de l’ensemble de sa chaîne de fonctionnement : type d’installation (sous eau, sous air ou à préaction), caractéristiques des têtes, température nominale de déclenchement, indice de temps de réponse (RTI), implantation, hauteur sous plafond, présence éventuelle d’obstacles, ainsi que modalités de détection du débit ou de la pression et de transmission de l’alarme. Ces paramètres conditionnent le délai d’ouverture de la première tête, puis le délai réel de remontée du signal vers le système d’alarme et de mise en sécurité. La fiabilité de l’étude dépend donc directement de l’exhaustivité des données techniques disponibles sur l’installation existante.

Les critères d’analyse
La capacité des personnels à évacuer dépend de la garantie de leur intégrité physique entre le signal d’alarme et la sortie de la cellule impactée par le démarrage de l’incendie.

La réduction de la visibilité est une conséquence sur les personnes de l’opacité des fumées en fonction de ce que l’on cherche à voir. Elle se mesure notamment sous la forme d’un coefficient d’extinction de la lumière transmise ou diffusée du fait de la présence de particules. Elle est d’autant plus contrainte que l’air vicié est irritant pour les yeux. La capacité à se déplacer en cas d’incendie peut être facilitée par la mise en place de chemins d’évacuation identifiés par une peinture spécifique ou complétée par une signalisation lumineuse accrue.

Coupe 1

Exemple de modélisation du coefficient d’extinction (pointillés à hauteur d’homme)

La température des gaz est analysée au regard du seuil de « gêne respiratoire » considérée comme supportable. Le flux thermique reçu par une personne peut générer de l’inconfort, de la douleur, voire une brulure, potentiellement mortelle.
La toxicité des fumées est directement dépendante de la nature des combustibles qui participent au développement du feu. Sauf cas particulier, sur l’ensemble des espèces dégagées, le monoxyde de carbone (CO) produit est généralement prépondérant.

Le synoptique d’évacuation (RSET)
La durée nécessaire à l’évacuation du personnel est la somme de temps incompressibles liés au nombre d’occupants, mais aussi au système de détection et de mise en alerte, aux facteurs humains et à la configuration des lieux.

Le temps de détection dépend du système installé. C’est un point majeur de ce type d’étude. Il est supposé que l’alarme générale est ensuite déclenchée sans temporisation (Une temporisation permettant la levée de doute pourrait être considérée). Le temps de détection retenu est un temps sécuritaire. Une personne dans l’entrepôt peut, en effet, avoir une perception plus rapide d’un départ de feu et déclencher l’alarme par action sur un déclencheur manuel.

A réception du signal, le temps de réaction est le temps nécessaire aux occupants pour comprendre la situation, réagir et décider de se mettre en mouvement. Le temps de parcours pour atteindre les sorties indiquées dépend de la configuration des lieux (présence de stockages, disposition des issues de secours). Enfin, le temps nécessaire au passage des portes est calculé suivant l’effectif maximum et la dimension de l’issue de secours considérée.

ASET vs RSET
La démonstration consiste à vérifier que le temps disponible avant la perte des conditions de tenabilité (ASET) reste supérieur au temps nécessaire à l’évacuation (RSET). Les simulations réalisées dans le cadre de ces études doivent démontrer que l’écart dans le temps prévisible de déclenchement de l’alarme générale d’évacuation ne remet pas en en cause la sécurité des personnels.

synoptique

Comparatif entre systèmes de détection (vs Dommage) – Source Orglmeister Fire Prevention

Dans le cas étudié, la DAI aurait déclenché l’alarme après environ 1 minute, contre 15 minutes pour le sprinkler. En intégrant la détection, la réaction des occupants et leur déplacement, le temps total nécessaire à l’évacuation a été évalué à 9 minutes avec la DAI et à 18 minutes avec le sprinkler. A l’issue de ce temps d’évacuation, l’ensemble des critères restaient acceptables à hauteur d’homme, excepté dans l’environnement immédiat du foyer.

Coupe 2

Exemple de modélisation de la concentration en CO (ppm)

Point de vigilance
S’assurer que le sprinkler détecte suffisamment tôt pour permettre une évacuation des personnes en sécurité est une première étape. Il convient de s’assurer du bon interfaçage entre le système sprinkler et le SSI en charge de délivrer l’alarme d’évacuation générale et d’automatiser les autres mesures de mise en sécurité (fermeture des portes coupe-feu par exemple). La seule alarme sonore diffusée par les gongs hydrauliques des postes de contrôle de l’installation sprinkler ne permet en effet pas, à elle seule, d’être audible en tout point de la cellule.

Conclusion
Un système sprinkler peut donc, dans certaines configurations, assurer la fonction de détection automatique exigée dans un entrepôt ICPE 1510. Cette possibilité ne repose toutefois ni sur la seule présence de l’installation, ni sur son efficacité d’extinction. La démonstration doit vérifier son aptitude à détecter suffisamment tôt les scénarios pertinents, à déclencher les fonctions de mise en sécurité et à maintenir des conditions compatibles avec l’évacuation. Elle demeure spécifique à chaque bâtiment, à chaque stockage et à chaque installation. L’ingénierie incendie permet ainsi de transformer une possibilité réglementaire en une démonstration technique documentée, exploitable par l’exploitant, le bureau de contrôle et l’administration.

Pour plus d’informations sur les services fournis par Efectis en systèmes d’extinction automatique à eau, contactez catherine.gerard@efectis.com

  

  1. User’s Guide. K. B. McGrattan, R. McDermott, S. Hostikka, J. Floyd (special publication 1019, 26/06/2018)
  2. Technical Reference Guide – Volume 2: Verification Guide. K. B. McGrattan, S. Hostikka, R. McDermott, J. E. Floyd, C. Weinschenk & K. Overholt (NIST Special Publication 1018, 26/06/2018)