D4 Physique du risque et de la sécurité

Topique

Lors d'un incendie, une structure reçoit de la chaleur par deux voies simultanées : le contact avec les gaz chauds environnants et le rayonnement direct des flammes et des surfaces chaudes proches. Cette seconde voie devient prépondérante à mesure que la source d'incendie s'intensifie, car le rayonnement augmente très rapidement avec la température. Ceci reflète la même dépendance du rayonnement à la température que celle établie par le module de transfert thermique.

La température d'un élément de structure exposé au feu n'atteint pas instantanément la température de l'incendie, mais s'en approche progressivement, de plus en plus lentement, à une vitesse qui dépend de la masse de l'élément et de sa capacité d'absorption de chaleur par unité de température. Cette même inertie thermique, décrite par le module de transfert thermique, agit ici en faveur de la structure au lieu de la lui nuire. Cependant, l'acier de construction perd une part importante de sa résistance au-delà d'une certaine température critique, qui peut être atteinte en quelques minutes lors d'incendies non maîtrisés si l'acier n'est pas protégé par des peintures intumescentes ou des revêtements isolants qui retardent son approche de la température de l'incendie.

Du point de vue des personnes, le temps d'évacuation d'un bâtiment dépend de la distance jusqu'à une sortie et de la vitesse de déplacement. Cette vitesse diminue drastiquement lorsque la densité d'occupation des couloirs et des cages d'escalier dépasse certains seuils, créant des goulots d'étranglement qui allongent l'évacuation précisément au moment où le temps est le plus précieux. Chaque élément de construction possède également un indice de résistance au feu normalisé – le temps pendant lequel il peut maintenir sa fonction structurelle ou de compartimentage lors d'un incendie standard – classé selon des niveaux réglementaires et qui entre directement en concurrence avec ce même temps d'évacuation.

Ainsi, ce module, qui commence par explorer deux voies de transmission de la chaleur lors d'un incendie, conclut en démontrant que la sécurité incendie est une course contre la montre : le temps nécessaire à la structure pour se détériorer par rapport au temps nécessaire à l'évacuation des personnes. Ces deux temps dépendent de mécanismes physiques qui peuvent être conçus à l'avance.

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