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A l’attention de M. Reutenauer ENVIE 2E ALSACE 6 rue Herrade - KOENIGSHOFFEN 67200 STRASBOURG

Dossier : EK2L1/18/271

Date : 13/03/2018

SOCOTEC France

Pôle Environnement - Sécurité Parc de la Porte Sud – Rue du pont de péage 67118 GEISPOLSHEIM Affaire suivie par : Nicolas TOUSSAINT Mail : [email protected] Tél : 03.88.56.88.11

RAPPORT DE MODELISATION

Modélisation des effets thermiques

d’un incendie

ENVIE 2E

ENVIE 2E – 13/03/2018 Rapport n° EK2L1/18/271

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1. Contexte de l’étude

Dans le cadre de la réalisation d’un dossier de demande d’autorisation d’exploiter une installation de recyclage de déchets d’équipements électriques et électroniques, d’électroménagers et de matériel d’ « Autonomie », sur un site projeté rue des Imprimeurs à Geispolsheim, la société ENVIE 2E a confié à SOCOTEC la réalisation d’une étude concernant les flux thermiques de potentiels incendie sur les stockage projetés.

Il s’agit de modéliser le rayonnement thermique émis par un incendie. On recherche les distances correspondant aux seuils suivants (arrêté du 29 septembre 2005) : Pour les effets sur l’homme :

� 3 kW/m², seuil des effets irréversibles délimitant la « zone des dangers significatifs pour la vie humaine »,

� 5 kW/m², seuil des effets létaux délimitant la « zone des dangers graves pour la vie humaine », � 8 kW/m², seuil des effets létaux significatifs délimitant la « zone des dangers très graves pour la

vie humaine ». Pour les effets sur les structures :

� 5 kW/m², seuil des destructions de vitres significatives, � 8 kW/m², seuil des effets domino et correspondant au seuil de dégâts graves sur les structures, � 16 kW/m², seuil d'exposition prolongée des structures et correspondant au seuil des dégâts très

graves sur les structures, hors structures béton, � 20 kW/m², seuil de tenue du béton pendant plusieurs heures et correspondant au seuil des

dégâts très graves sur les structures béton, � 200 kW/m², seuil de ruine du béton en quelques dizaines de minutes.

2. Modèle utilisé

Le logiciel utilisé pour la réalisation des calculs de flux thermiques est le logiciel Flumilog dans sa version V5.1.1.0. Le calcul des distances d'effet associées à l'incendie d'une cellule d'entrepôt a toujours représenté un enjeu important pour la construction de plateformes logistiques car ces distances conditionnent à la fois la surface construite et la position de la plateforme sur le terrain. En l'absence de modèles éprouvés pour quantifier les conséquences d'un incendie d'entrepôt, ce calcul pouvait allonger significativement la durée de construction de plateformes logistiques. Le projet Flumilog a été ainsi élaboré pour répondre à cette absence. Il associe tous les acteurs de la logistique et le développement de la méthode a plus particulièrement impliqué les trois centres techniques - INERIS, CTICM et CNPP- auxquels sont venus ensuite s'associer l'IRSN et Efectis France. L'outil a été construit sur la base d'une confrontation des différentes méthodes utilisées par ces centres techniques complétée par des essais à moyenne et d'un essai à grande échelle. Cette méthode prend en compte les paramètres prépondérants dans la construction des entrepôts afin de représenter au mieux la réalité. Les éléments pris en compte par Flumilog sont les suivants :

� Combustible : Flumilog calcule la puissance de la palette à partir des quantités de produits combustibles et de non combustibles.

� Le mode de stockage (rack, masse, compacité) influe sur la vitesse de propagation. � La toiture, lorsqu’elle s’effondre, étouffe en partie le feu, mais une ouverture amène de

l’oxygène. � La vitesse du vent influe sur la forme des flammes, elle ne peut être modifiée. � Les parois servent d’écran thermique, puis s’effondrent au cours de l’incendie, plus ou moins

rapidement selon le matériau : augmentation de la ventilation et donc de la hauteur de flamme.


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� Les merlons servent d’écran thermique. � La hauteur de la cible est prise en compte. � La puissance instantanée de l’incendie est calculée à partir de la puissance unitaire et du

nombre de palettes en feu (propagation donc évolution au cours du temps). � Le calcul est dynamique : calcul de l’évolution de l’état des parois (stable, effondré). � Les seuils d’effets sont ceux définis réglementairement pour les effets sur les personnes (3, 5 et

8 kW/m²). Un seuil de 20 Les seuils de 16 et 20 kW/m² est sont également disponibles. Ces seuils ne peuvent pas être modifiés.

� Les distances d’effets sont calculées à partir des paramètres précédents. Elles varient au cours du temps.

� Les résultats donnent les distances d’effets maximales, les variations dans le temps ne sont pas données dans le rapport.

� Les fichiers .xy contiennent l'évolution de la puissance de l'incendie, de la hauteur de flamme et de l'émittance au cours du temps.

3. Identification des zones de danger – Choix des scénarii d’incendie

L’étude s’inscrit dans le cadre de la restructuration des activités et du transfert sur le site de GEISPOLSHEIM des activités de traitement de déchets d'équipements électriques et électroniques DEEE. Le bâtiment dans lequel les activités sont projetées est un bâtiment existant situé Rue des Imprimeurs à GEISPOLSHEIM. Le bâtiment abritera les activités de traitement, de stockage et conditionnement des DEEE. On trouvera une zone de réception, une zone de traitement, une zone d’expédition et une zone dédiée au support administratif.

Localisation du bâtiment

3.1. Modélisation incendie

3.1.1. Dispositions constructives

Le site est composé de 2 cellules qui abriteront les activités de la société ENVIE. Ces deux cellules sont séparées par un mur coupe-feu 2h. La hauteur retenue du bâtiment est de 9m. Le bâtiment a été construit vers 1996 à 1998. Il est de construction traditionnelle et comporte un rez-de-chaussée et un étage.


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� Structure La structure du bâtiment est constituée d’une ossature en béton armé (ou béton précontraint compte tenu des grandes portées), formée de poutres principales portant des poutres secondaires, et reposant sur des poteaux béton. En périphérie du bâtiment, des poteaux secondaires en béton reprennent les poutres secondaires. Les poutres principales et secondaires sont profilées en I en partie courante, et sont de section rectangulaire au droit des appuis. La séparation entre les 2 halls principaux est constituée d’un mur coupe-feu 2 heures (CF 2h) en maçonnerie d’agglos d’épaisseur 20 cm. Les matériaux formant la structure et l’enveloppe du bâtiment, situés à proximité immédiate du mur de séparation CF2h sont traités par un flocage.

� Toiture La toiture en partie courante est composée de bacs acier nervurés. De manière générale peu d’équipements sont installés en toiture. Pas de renforts particuliers car les équipements installés sont de poids et de taille standards. Constitution du complexe de toiture :

• Bac acier nervurés posés sur la charpente béton à faible pente • Film pare-vapeur • Isolant en laine de roche • Etanchéité bitume apparente auto-protégée

En ce qui concerne les dispositions constructives de la cellule Nord et au regard des possibilités offertes par Flumilog, les hypothèses suivantes ont été retenues :

� Exutoires sur 2% de la superficie de la toiture

� Poteau béton R60 et parois métalliques multicouches EI 15

� Poutres R60 et pannes R30

Cellule Nord

Cellule Sud


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3.2. Scénario 1 - Modélisation incendie Cellule Nord

3.2.1. Disposition des stockages

La cellule Nord est composé principalement des activités suivantes : � Chaine de tri � Zone de démontage manuel � Stock amont PAM � Zone de stockage intermédiaire fraction avant stockage rack � Stockage PAM bois � Stockage écrans CRT et écrans plats

En plus des activités de stockage et de traitement des Petits Appareils Ménagers (PAM) la cellule Nord regroupe également le stockage des équipements dits « Autonomie » qui sont traités dans la cellule sud. Ces équipement correspondent à des matériels destinés à l’aide des personnes en perte d’autonomie, résidents d’EHPAD,… On retrouve ainsi dans ces équipements par exemple des chaises douches, des fauteuil roulants, des lèves personnes,… D’autres zones sont également présentes mais ces dernières sont considérées comme négligeable au point de vue de la modélisation (zones vides, bureaux,…)

� Stockage principal

Comme le montre le plan ci-après, les activités et les stockages présents sur le site projeté ENVIE sont diversifiés et hétérogènes. Le logiciel de modélisation Flumilog est au départ destiné à modélisé des incendies de plateforme logistique. Ainsi, la particularité du site ne permet pas de définir précisément les données nécessaires au logiciel notamment en ce qui concerne les caractéristiques dimensionnelles des stockages et leurs compositions. C’est pourquoi, il a été choisi de prendre des hypothèses majorantes tant sur la part combustibles des équipements entreposés que sur leurs dispositions dans les cellules.

Dans ce cadre, au regard des caractéristiques combustibles des PAM il a été choisi de retenir ces équipements pour la modélisation incendie. Au regard des quantités projetées par ENVIE

� 970 caisses de PAM stockés au sol sur 4 niveaux représentant une hauteur de 4,24m o Nota : une caisse grillagée vide de PAM est constituée de 57kg d’acier

� 70 GEM froid sur 3 niveaux représentant une hauteur de 2,8m (35% de combustible) � 40 GEM Hors Froid sur 1 niveau représentant une hauteur de 1 m (35% de combustible) � Les écrans ont été assimilés à des PAM

La palette intégrée dans Flumilog a été ainsi une palette composée de 57kg d’acier et de 165kg de matériel. Afin d’être majorant, on considérera que tout la masse de PAM est constitué de plastique PE (choix intégré dans Flumilog au regard des compositions des équipements)

� Stockage « Autonomie »

Le stockage amont « Autonomie » est réalisé sur racks. On note la présence d’un racks simple et de 2 racks doubles sur une hauteur d’environ 6 mètres (5 niveaux de stockage). Le poids d’une palette « Autonomie » est de 417kg mais la part combustible moyenne est seulement de 88kg. On retiendra donc cette donnée dans Flumilog en considérant de la même manière que précédemment qu’il s’agit de plastique type PE. Afin de prendre en compte le stockage hétérogène (masse et racks) au sein de la cellule, il a été intégré à Flumilog la division fictive de la cellule Nord en 2 cellules distinctes séparées par une paroi fictive de caractéristiques REI1.


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� Organisation des stockages


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3.2.2. Quantités stockés

Le stockage (traitement) projeté au niveau de la cellule par ENVIE est le suivant :


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Le stockage (logistique) projeté au niveau de la cellule par ENVIE est le suivant :


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3.2.3. Résultats du scénario

Le rapport de modélisation Flumilog de l’incendie du chapiteau est disponible en annexe 1. On retrouve ci-dessous les distances d’effets obtenus avec les hypothèses retenues :

Au regard de l’implantation du site, on observe que :

� Les flux sont confinés sur le site et ne sortent pas des limites de propriété

� Le flux de 8kW/m2 atteint les alvéoles de stockage extérieur à l’ouest du bâtiment et le flux de 8kW/m2 atteint le stockage des OPC au niveau de la cellule Sud.


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3.3. Scénario 2 - Modélisation incendie Cellule Sud


La cellule Sud est composée des stockages suivants :

� Stock PEM en mezzanine d’une hauteur de 2,6m et d’une surface de 400m2 (Les cellules à mezzanines ou à niveaux non complets sont à traiter comme les autres cellules 1 niveau)

� Stock amont et stocks produits finis ERG (GEM Froid + GEM Hors Froid) : 8 doubles racks sur 4 niveaux

� Stock OPC : un rack simple le long de la paroi coupe-feu (rack non continu : une porte est présente au centre de la rangée)

Tout comme le cas précédent, afin de prendre en compte ce stockage hétérogène (masse et racks) au sein de la cellule, il a été intégré à Flumilog la division fictive de la cellule Sud en 3 cellules distinctes séparées par des parois fictives de caractéristiques REI1.


Le stockage (traitement) projeté au niveau de la cellule par ENVIE est le suivant :

� Stock PEM

• Hauteur mezzanine : 2,60 m • Surface de stockage sur mezzanine soit 1 îlot de 400 m2 • Dimension palette : 1,2m x 0,8 m x,1,5m • Nombre total de palettes : 400 • Palette type 1510

� Stock amont et stocks produits finis ERG

• 8 doubles racks (4 stock amont et 4 produits finis) • 4 niveaux • 1 palette correspond à 1GEM Froid + 1 GEM Hors-Froid • 4224 produits au total

� Stock OPC : 1 rack simple

• 4 niveaux • Nombre total de palettes : 240 • 1 palette correspond à 1GEM Froid + 1 GEM Hors-Froid • 480 appareils au total


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Le rapport de modélisation Flumilog de l’incendie du chapiteau est disponible en annexe 1. On retrouve ci-dessous les distances d’effets obtenus avec les hypothèses retenues :



� Le flux de 8kW/m2 issue de l’incendie du stock OPC atteint la cellule Nord


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3.4. Scénario 3 - Modélisation incendie Stockage extérieur bennes (Ilot 9)


Un stockage de bennes est présent à l’extérieur du site à l’Ouest du bâtiment. Le volume des bennes est de 40m3.


Afin de prendre en compte les 8 bennes constituants le stockage, on définit 8 îlots de stockage.

� Dimension : 6m x 2m x 2,8m

On considère qu’une palette (fictive) de dimension 1,2m x 0,8m x 2,8m est composée d’environ 240kg de PE (7 tonnes de PAM par benne).




� Le flux de 8kW/m2 atteint le stockage en alvéole


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3.5. Scénario 4 - Modélisation incendie Stockage extérieur alvéoles


Un stockage de fraction plastiques sera présent en alvéoles le long du mur à l’ouest de la cellule Nord. On compte 4 alvéoles côtes à côtes. Ces alvéoles sont séparés par un mur en béton coupe-feu 2H. De la même façon sur le mur jouxtant la cellule Nord un mur en béton coupe-feu 2H est existant. Afin d’intégrer ces éléments dans Flumilog, il a été pris en compte des merlons pour symboliser ces murs.


Afin de prendre en compte les 4 alvéoles constituants le stockage, on définit 4 îlots de stockage. Chaque alvéole représente un volume d’environ 189m3 et une masse de produits de 34 tonnes. Ainsi, en prenant en compte une palette de dimension 2m x 2m x 3m on considère qu’une palette (fictive) est composée d’environ 2160kg de PE (34 tonnes de plastique par alévole).




� Il n’y a pas d’effet domino


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3.6. Scénario 5 - Modélisation incendie Stockage extérieur Semi-remorques (Ilot 11)


Un stockage en semi-remorques est présent à l’extérieur du site au Nord du bâtiment. Le volume de la remorque est de 70m3.


Afin de prendre en compte ce stockage, on définit 2 îlots de stockage.

� Dimension : 6m x 2,5m x 3m

On considère qu’une palette (fictive) de dimension 0,8m x 0,8m x 2,8m est composée d’environ 190kg de PE (6,5 tonnes de GEM Froid).




� Les flux n’atteignent pas d’autres stockages


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3.7. Scénario 6 - Modélisation incendie Stockage extérieur bennes (Ilot 12)


Un stockage en bennes est présent à l’extérieur du site au Nord du bâtiment. Lestockage est constitué par des équipements GEM Hors-Froid répartis dans 3 bennes de 40m3.


Afin de prendre en compte ce stockage, on définit 4 îlots de stockage.

� Dimension : 6,3m x 2,5m x 2,8m

On considère qu’une palette (fictive) de dimension 1,2m x 0,8m x 2,8m est composée d’environ 238kg de PE (15 tonnes de GEM Hors-Froid).




� Les flux atteignent le stockage de GEM Froid stocké en semi-remorques à proximité au Nord ainsi que le bâtiment (hypothèse très majorante)

Documents

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