©rimentation de l'ISI sur... · 2012-10-15 · _________________________________________________________________________________________________________________ …

Projet National de recherche et développement INGÉNIERIE DE LA SÉCURITÉ INCENDIE

Expérimentation de l’ingénierie

de la sécurité incendie sur des

ouvrages neufs ou en

réhabilitation

Octobre 2011

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Sommaire

1 INTRODUCTION .................................................................................................................. 5

2 SYNTHÈSE DES CAS D’ÉTUDE RETENUS DANS LE CADRE DE L’ACTION 7 ................................. 6

2.1 ANALYSE DU NIVEAU DE SÉCURITÉ D'UN ÉTABLISSEMENT POUR PERSONNES ÂGÉES (IGH) 6

2.1.1 DESCRIPTION DU CAS D’ÉTUDE (L’OUVRAGE ET LES OCCUPANTS) .............................................................. 6

2.1.2 OBJECTIFS DE LA SÉCURITÉ INCENDIE ................................................................................................... 7

2.1.3 LE DIMENSIONNEMENT DE BÂTIMENTS SELON LES RÈGLES PRESCRIPTIVES FRANÇAISES ................................. 7

2.1.4 APPLICATIONS D’OUTILS D’INGÉNIERIE DE LA SÉCURITÉ INCENDIE.............................................................. 9

2.1.5 LES OUTILS DE SIMULATION.............................................................................................................. 10

2.1.6 RÉSULTATS DES SIMULATIONS .......................................................................................................... 11

2.1.7 CONCLUSION ................................................................................................................................. 15

2.2 SIMULATION ÉVÉNEMENTIELLE PROBABILISTE DE LA SÉCURITÉ INCENDIE D’UN HÔTEL - ANALYSE DE SENSIBILITÉ

17

2.2.1 RAPPEL DES SIMULATIONS RÉALISÉES ................................................................................................. 17

2.2.2 ANALYSE DE ROBUSTESSE ................................................................................................................ 18

2.2.3 ANALYSE PRÉLIMINAIRE – PHASE 1 .................................................................................................... 20

2.2.4 ANALYSE DÉTAILLÉE – PHASE 2 ......................................................................................................... 21

2.2.5 CONCLUSION ................................................................................................................................. 22

2.3 APPLICATION DE LA MÉTHODOLOGIE GÉNÉRALE ISI SUR UN COMPLEXE CINÉMATOGRAPHIQUE MULTISALLE 24

2.3.1 BRÈVE DESCRIPTION DES CARACTÉRISTIQUES DE L’OUVRAGE .................................................................. 24

2.3.2 STRATÉGIE DE SÉCURITÉ .................................................................................................................. 25

2.3.3 CHOIX DES MÉTHODES ET OUTILS D’ÉVALUATION ................................................................................. 26

2.3.4 SCÉNARIOS D’INCENDIE ET RÉSULTATS ............................................................................................... 27

2.3.5 ANALYSE « GLOBALE » DE LA SÉCURITÉ DU COMPLEXE ET DE L’ÉVACUATION ............................................. 37

2.3.6 CONCLUSION ................................................................................................................................. 42

3 COMMENTAIRES GÉNÉRAUX SUR L’APPLICATION D’UNE DÉMARCHE D’INGÉNIERIE DE LA

SÉCURITÉ INCENDIE........................................................................................................... 44

3.1 HOMOGÉNÉISATION DES MÉTHODES DE TRAVAIL 44

3.2 STATISTIQUES PUBLIQUES 44

3.3 MÉTHODES D’ANALYSE DE RISQUE 44

3.4 CODES DE SIMULATION NUMÉRIQUE 45

3.5 VALIDATIONS EXPÉRIMENTALES / ESSAIS GRANDEUR RÉELLE 45

3.6 REGARD CRITIQUE DE LA PART D’UN TIERS EXPERT 46

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3.7 INCERTITUDES 46

3.8 NIVEAU DE PERFORMANCE À ATTEINDRE 47

3.9 LE COÛT DES ÉTUDES ISI 47

4 CONCLUSION .................................................................................................................... 48

5 RÉFÉRENCES ..................................................................................................................... 49

ANNEXE A : APPROCHE PAR SIMULATION ÉVÉNEMENTIELLE PROBABILISTE DE LA SÉCURITÉ

INCENDIE - APPLICATION À UN HÔTEL - ETUDE DE LA SENSIBILITÉ DES RÉSULTATS EN

FONCTION DE LA VARIATION DES PARAMÈTRES ET DES DONNÉES ..................................... 50

ANNEXE B : APPLICATION DE LA MÉTHODOLOGIE GÉNÉRALE ISI SUR UN COMPLEXE

CINÉMATOGRAPHIQUE MULTISALLES ............................................................................... 149

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1 Introduction

L’action 7 visait à appliquer la méthodologie générale élaborée dans le Projet National Ingénierie de

la Sécurité Incendie, dans l’objectif d’illustrer sur des cas concrets, l’enchaînement des différentes

étapes de cette méthodologie. Ces applications, toutes réalisées dans le cadre de groupes de travail

multipartenaires, ont permis des échanges riches et d’améliorer, le cas échéant, la méthodologie

générale, en identifiant des points sensibles pour une application pertinente.. La méthodologie

générale a donc évolué en parallèle à la réalisation de ces études. Les équipes ont respecté les

versions disponibles de la méthodologie au moment des applications.

Ce présent rapport synthétise trois cas évalués pendant la durée du projet national et retranscrit les

remarques formulées par les groupes de travail. Les trois études concernent, chronologiquement

pendant la durée du projet national :

- un établissement pour personnes âgées plus ou moins dépendantes, installé dans un immeuble

de 30 étages dans le cadre de la 6ème Performance-Based Code conference (Tokyo, juin 2006)

(cas fictif) : dans l’optique de garantir la sécurité des personnes, les stratégies d’évacuation des

occupants et de désenfumage ainsi que la tenue au feu de la structure ont été analysées. Des

procédures d’évacuation différentes sont préconisées en fonction du degré de validité des

personnes pouvant se trouver à chaque étage ;

- la réhabilitation d’un hôtel et l’analyse des niveaux de sécurité offerts par différentes solutions de

mise en sécurité (cet exemple a notamment permis d’illustrer les modèles de simulation

événementielle probabiliste couplés à des modèles physiques de feu) (l’étude relative à la

sensibilité des résultats en fonction de la variation des paramètres et des données est retranscrite

en annexe A);

- un complexe cinématographique multisalles pour lequel différentes stratégies d’évacuation ont

été étudiées (un focus particulier a été fait sur l’objectif de sécurité relatif à la protection de la

santé et de la vie des occupants) (l’étude complète est donnée en annexe B).

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2 Synthèse des cas d’étude retenus dans le cadre de l’action 7

2.1 Analyse du niveau de sécurité d'un établissement pour personnes

âgées (IGH)

2.1.1 Description du cas d’étude (l’ouvrage et les occupants)

Le projet concerne un immeuble de grande hauteur (IGH) avec 30 niveaux au total, une hauteur de

110 m et une surface totale proche de 72 190 m² (la hauteur et la surface par étage sont

respectivement de 3,5 m et 2 256 m²) capable d’héberger 800 personnes âgées avec des besoins

physiques et de santé divers. Différents degrés d’autonomie sont également rencontrés dans la

population occupant le bâtiment. Ce cas n’est pas satisfaisant au regard de la réglementation de

sécurité incendie française actuelle. Des modifications ont été portées au projet initial afin d’être en

accord avec les spécifications réglementaires françaises et, certains aspects ont été traités par

l’ingénierie de la sécurité incendie.

La distribution de l’espace prévue dans l’IGH est [2] :

- rez-de-chaussée et 1er étage pour les résidents qui ont besoin de soins à long terme : au RDC se

trouve l’accès à tous les étages. Au RDC et 1er étage se trouvent également un centre de soins,

des bureaux et des magasins. Des personnes qui ont besoin de soins médicaux permanents et

une surveillance 24 heures sur 24 sont logées à ces étages.

- 2e au 5e étage pour les résidents assistés : dans ces niveaux sont disposées des chambres (avec

WC), aires d’activités et locaux pour les aides soignants. Les personnes logées dans ces étages ont

besoin de soins réguliers mais ont un certain degré de validité. Les résidents sont des personnes

assistées qui nécessitent moins de soins que celles des 2 premiers niveaux. Ces résidents ont

besoin d'aide d'autres personnes pour les soins de santé et personnels, bien qu'ils ne soient pas

totalement dépendants des autres.

- 6e – 11e, 13e – 22e et 24e – 28e étages pour les résidents autonomes: dans ces étages se trouvent

des habitations pour des personnes indépendantes et valides. En fonction de la surface, les

logements peuvent héberger une ou plusieurs personnes. Dans chaque étage se trouvent

également des locaux pour les aides soignants et aires d’activités. Ces personnes n'ont pas

d'exigence particulière en matière de soins de santé. ;

- 12e et 23e étages : ce sont des étages communs pour les résidents. Ils abritent des salles

d'activités, salles de réunion et restaurants.

Parmi les infirmités des occupants, se trouvent les invalidités visuelles et auditives ainsi que des

défaillances mentales (sénilité et maladies de dégénérescence). Lors de l’analyse de sécurité

incendie, il est nécessaire de prendre en compte que certains traitements (ou maladies) peuvent

réduire la capacité de raisonner et réagir en cas d’évacuation. Or les équipes soignantes qui

participent à l'évacuation ont une connaissance de ces problèmes et savent où se trouvent ces

patients.

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En dehors des occupants réguliers de l’immeuble, des visiteurs occasionnels qui ne connaissent pas

forcément les lieux peuvent se trouver dans le bâtiment lorsqu’une évacuation est déclenchée.

Différentes stratégies d’évacuation sont ainsi mises en place selon les niveaux c'est à dire selon

l'incapacité des personnes.

2.1.2 Objectifs de la sécurité incendie

Les objectifs retenus pour l’analyse performantielle de sécurité incendie sont [2]:

1. sauvegarde des occupants des blessures causées par le feu jusqu’à leur transfert à un

emplacement de sécurité ;

2. sauvegarde des services de secours pendant le temps de l’intervention ;

3. la structure ne doit pas s’effondrer pendant la durée du feu ;

4. minimisation de la propagation du feu.

2.1.3 Le dimensionnement de bâtiments selon les règles prescriptives françaises

Les codes de la construction (ERP et IGH), du travail (conditions d’hygiène et sécurité) et de

l’environnement prescrivent les mesures de sécurité à respecter dans les projets de construction

ainsi que les mesures à respecter pendant l’exploitation des établissements afin de réduire le risque

pour :

- les personnes dans des espaces publics ou communs ;

- les travailleurs et employés dans leur lieu de travail ;

- l’environnement.

Les dispositions réglementaires fixent des règles particulières pour chacun des éléments suivants :

construction, aménagements intérieurs, équipements techniques tels que le désenfumage,

l'éclairage de sécurité, moyens de secours (alarme, moyens d'extinction ...),

Dans ce projet, il a été établi que [2] :

- l’évacuation des personnes serait réalisée seulement par les escaliers pour les niveaux

d'habitation (6e – 11e, 13e – 22e et 24e – 28e étages) et les 12e et 23e étages;

- l'évacuation des niveaux où les personnes ont besoins de soins (rez-de-chaussée, 1er étage et du

2e au 5e étage) est réalisée par transfert horizontal des patients du sous-compartiment sinistré

vers le compartiment attenant Cette évacuation est réalisée par le personnel soignant. Des sas

désenfumés faisant la jonction d'un sous-compartiment vers l'autre permettent d'extraire les

fumées lors du transfert des patients.

Le dimensionnement structurel

Dans la réglementation française, la stabilité de la structure des IGH doit être de deux heures pour un

feu ISO. Le dimensionnement est réalisé dans des conditions définies par le règlement de sécurité et

par ailleurs certains éléments sont testés sous feu réel. . La Figure 1 présente la distribution des

éléments structuraux de chaque étage de l’IGH.

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Figure 1 : position des éléments structuraux de l'immeuble. Les lignes fines noires montrent l’espacement des

dalles alvéolées. Les lignes noires épaisses représentent les murs porteurs de l’immeuble. Les lignes grises

présentent les poutres. Les rectangles noirs sont des colonnes. Les rectangles hachurés sont les cœurs de la

structure

Les charges et les sollicitations mécaniques ont été calculées selon les données des normes :

EN199111, EN199112 et EN199212.

Dans le rapport d’étude sont présentés les différents calculs pour le dimensionnement structurel de

l’ouvrage (répartition de charges, dimensionnement structurel et sollicitation du vent) [2].

Désenfumage

Les trois objectifs de cette installation sont :

- Dans un premier temps, permettre aux occupants du compartiment sinistré d’évacuer

et regagner un espace protégé dans les meilleurs délais sans être incommodés par les

fumées et sans que celles-ci ne sortent du compartiment

- Dans un second temps permettre aux équipes de secours de repérer rapidement le

ou les foyers afin de procéder à leur(s) extinction(s)

- Empêcher l’introduction des fumées dans les escaliers et dans les compartiments

voisins.

Afin d’atteindre ces objectifs, l’accès aux escaliers s’effectue par un sas mis en surpression par

rapport à la circulation horizontale commune ; L’escalier est mis également en surpression par

rapport au sas associé. Ainsi, une hiérarchie des pressions relatives est alors respectée pour atteindre

les objectifs précités.

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Figure 2 : Schéma de la circulation et des sas désenfumés des escaliers

2.1.4 Applications d’outils d’ingénierie de la sécurité incendie

Désenfumage

Par le biais de l’utilisation d’une taille et nombre adéquat de ventilateurs, les gaz chauds dégagés par

l'incendie sont évacués en permanence. Les dangers de la fumée sont : thermiques (température et

rayonnement), concentration d’espèces toxiques, réduction de la concentration d’oxygène et la

diminution de la visibilité. Concernant ces dangers, les critères de performance retenus sont :

- hauteur libre de fumée ;

- température de la couche basse ;

- flux de chaleur vers les personnes ;

- concentration de gaz (oxygène et monoxyde de carbone).

Résistance de la structure

La structure ne doit pas s'effondrer en cas d'incendie. Dans un immeuble de grande hauteur lors d'un

sinistre, seul le niveau sinistré doit être évacué, le reste de l'immeuble doit poursuivre ses activités.

Toute la structure a été dimensionnée pour supporter un feu ISO pendant 2 h.

Dans cette étude ont été comparées les actions d’un feu ISO et de l’action thermique des gaz chauds

de plusieurs scénarios d’incendie (feu paramétré). Dans les cas où l’action thermique du feu est plus

importante que celui de la courbe ISO, des vérifications de la résistance ont été réalisées suivant la

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procédure suivante : le rapport maximum entre les charges mécaniques à froid et les charges

mécaniques à chaud (tenant compte de leurs facteurs de charge) est de 70 % pour les charges

permanentes.

La réponse thermique de tous les éléments d’union a été vérifiée sous les contraintes d’un feu ISO et

des différents scénarios d’incendie. Lors de ces calculs, le changement des propriétés thermiques des

matériaux a été pris en compte mais pas le phénomène d’écaillage du béton.

Compartimentage

La stratégie d’évacuation des IGH en France lors d’un feu est de faire évacuer seulement les

personnes qui se trouvent dans le compartiment sinistré (soit par transfert horizontal

« établissements de soins » ou par évacuation vers les autres niveaux). En conséquence, le feu doit

être circonscrit au compartiment sinistré et ne doit pas se propager d’un compartiment vers un

autre. C'est pourquoi les compartiments sont CF 2 heures.

Afin de vérifier la tenue de 2 h des éléments de compartimentage, une comparaison a été réalisée

entre leur comportement sous l’action d’un feu ISO et de divers scénarios d’incendie.

Propagation du feu par la façade

Des calculs de hauteur de flamme ainsi que des flux radiatifs ont été faits afin d’analyser la tenue des

vitrages et la propagation du feu par la façade de l’immeuble. Le flux radiatif à travers les vitrages

doit être évalué afin d’estimer la condition d’allumage d’un combustible situé dans l’étage

immédiatement au-dessus de celui où se trouve le feu. La valeur critique d’ignition retenue a été de

5 kW/m².

Scénarios d’incendie

Au total neuf scénarios d’incendie ont été étudiés. Ils sont représentatifs des configurations et des

types de locaux trouvés dans les différents niveaux. Chaque scénario détaille : le type de local, les

types d’évacuations (horizontales ou verticales), le niveau, le local du départ de feu, les cibles, le type

de danger qu’il génère pour les occupants et pour la structure et des estimations qualitatives sur la

probabilité d’occurrence du feu et sa gravité.

2.1.5 Les outils de simulation

Les phénomènes d’ignition et croissance du feu ainsi que l’évacuation ont été traités par des codes

fréquemment utilisés lors d’études ISI :

- codes à zones : les codes utilisés ont été CFAST et Ozone. Ils ont permis de calculer : les

températures des couches chaude et froide de chaque local, la hauteur libre de fumée, la

concentration des espèces toxiques et l’opacité ;

- code à champ : le code utilisé a été FDS. Il a permis de calculer : les températures des

couches hautes et basses, les flux de chaleur, les concentrations d’espèces toxiques, les

hauteurs des couches chaudes, les températures au sein des solides, etc.

- code d’évacuation : les codes utilisés ont été SEVE_P et le code d’optimisation Dijkstra. Des

vitesses de mouvement et des densités de personnes ont été fournies en tant que données

d’entrée. Il a permis de calculer : des « rayons » au sein desquels le flux radiatif se trouve au-

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delà des limites de tenabilité pour les personnes, le nombre de personnes présentes dans le

local en fonction du temps, les caractéristiques des mouvements des personnes et la

trajectoire de chaque personne.

Pour les simulations des codes à champs, les courbes de débit calorifique sont des données d’entrée

essentiels afin de décrire la source d’incendie. La tenabilité des occupants est évaluée en utilisant les

données de sortie du code à champ ainsi que des critères empiriques. La réponse de la structure a

été vérifiée en utilisant les champs de température des éléments exposés au feu.

2.1.6 Résultats des simulations

Scénario d’incendie dans les centres de soins permanents (1er étage) Au 1er étage l’immeuble n’a pas d’ouverture sur l’extérieur, l’atmosphère est assez confinée. Il est

considéré que les vitrages ne sont pas brisés en cas de feu, ce qui provoque un développement lent

du feu et la disponibilité d’oxygène limite la croissance du feu.

Les simulations numériques ont montré que lorsqu’il y a un départ de feu dans n’importe quel type

de chambre (à deux ou six lits), en moins de cinq minutes les conditions d'évacuation ne permettent

pas une bonne évacuation des personnes (très faible visibilité). Une vitesse de soufflage du système

de désenfumage de 4 m/s est trop élevée, ce qui empêche la stratification de la fumée. En moins de

15 min la fumée se trouve au niveau du sas. Donc, le système de désenfumage n’est pas assez

efficace.

Les actions envisagées pour palier à ce problème ont été :

- augmenter la surface des grilles de soufflage (diminution de la vitesse / turbulence) ;

- démarrer d’abord le soufflage d’air neuf avant l’extraction. Ceci créerait une pression positive et

confinerait la fumée dans la zone de l’incendie. Les extracteurs seraient mis en route lorsqu’ils

sont atteints par la fumée1 ;

- démarrer les extracteurs en mode inverse (soufflage) pendant les premières minutes. Ensuite,

leur marche serait inversée et marcheraient normalement en mode extracteurs, ceci renforcerait

la mesure précédente ;

- installer un système d’éclairage au sol pour guider les personnes ;

- arrêter l’extraction de fumée dans le sas pendant qu’il est ouvert. Cela permettrait d’avoir une

pression positive dans la zone de circulation pendant l’évacuation ;

1La mise en œuvre de cette mesure de sécurité nécessite une connaissance en temps réel de

l’avancement de la fumée. Toutefois, cette donnée n’est pas disponible dans les systèmes de

détection incendie dans la configuration envisagée.

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Résistance au feu de la structure (RDC-1er, 6e -11e, 13e-22e et 24e-28e

étages)

Trois groupes de scénarios avec plusieurs départs de feu ont été étudiés. Ils ont été caractérisés par

des modèles à une seule zone, c.-à-d. en considérant une seule courbe température vs temps dans le

compartiment. Les principaux paramètres étaient la charge calorifique et la ventilation (pour un

débit calorifique maximum de 250 kW/m²). La charge calorifique totale (matériaux de construction et

éléments mobiliers) est limitée par la réglementation française à 655 MJ/m² avec un maximum de

855 MJ/m² par local délimité par des parois de façade ou des parois coupe-feu de degré une heure

au moins pour des bâtiments sans sprinkleurs. La ventilation de chaque départ de feu est fixée par le

nombre de portes ou fenêtres ouvertes depuis de début de la simulation (le nombre d’ouvertures ne

change pas en cours de simulation).

Cette étude s’est intéressée spécifiquement au comportement au feu des poutres, poteaux et parois.

Les conclusions des simulations sont :

- tous les scénarios avec une charge thermique en dessous de 650 MJ/m² ont satisfait les

objectifs de sécurité de la réglementation ;

- certains scénarios ont conduit à la réduction de la résistance des poutres en dessous de la

limite acceptable. Dans ces locaux, une isolation thermique d’au moins 10 mm d’épaisseur a

été préconisée ;

- certains scénarios ont conduit à un risque de dommage structurel important. Des analyses

plus détaillées portant sur les charges thermiques et les mesures de protection de la

structure doivent être réalisées.

Scénarios d’incendie dans les logements pour des personnes

nécessitant des soins (3e étage) Les scénarios étudiés concernent les niveaux du 2e au 5e étage où chaque compartiment héberge au

total 13 personnes plus les aides soignants. En cas de feu, les personnes sont évacuées vers le sous-

compartiment non sinistré (situé au même niveau).

Le désenfumage de la circulation est mis en route par la détection automatique d'incendie de la

chambre ou de la circulation en cas de défaillance de la première. La porte de la chambre est

supposée rester ouverte pendant toute la durée de l’incendie. Des simulations préliminaires ont été

réalisées avec CFAST et ensuite, les cas les plus pénalisants ont été simulés avec FDS. Le classement

des scénarios a nécessité la définition d’une échelle relative de gravité en fonction de deux critères :

la température de la couche chaude et la hauteur libre de fumée (à des temps précis). Les scénarios

d’incendie retenus sont :

- un canapé avec un pic de puissance de 2 MW à 200 s ;

- un placard produisant un feu généralisé à 3 min. Les vitrages sont brisés, et la puissance après

le flashover est de 10 MW pendant 4 min.

Les résultats de cette analyse montrent que, quel que soient le scénario incendie et la condition de

ventilation, la partie de la circulation la plus proche du sas atteint très rapidement des conditions qui

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empêchent l’évacuation latérale des personnes. En outre, lorsque le placard est la source du feu, le

flashover dans la pièce a lieu 169 s après le départ de feu. Ces conditions engendrent la présence de

flamme et fumée dense dans la circulation.

Il a été observé que la ventilation joue un rôle très important dans la stratification de la fumée

néanmoins cela n'est pas suffisant pour garantir une bonne évacuation. Les mesures permettant

d’améliorer la sécurité sont :

- installer un deuxième sas à la moitié de longueur de la circulation pour faciliter l’évacuation

latérale des occupants ;

- installer des ferme-portes sur toutes les portes ;

- installer dans la circulation des portes à fermeture automatique qui sont ouvertes en

exploitation normale et qui se ferment lors d'une détection incendie ;

- modifier la dimension des bouches d’amenée d’air et d’extraction de fumée afin d’améliorer

la stratification de la fumée ;

- installer un système d’extinction automatique ;

- former le personnel.

Scénario d’incendie dans un local de service (6e-11e, 13e-22e et 24e-28e

étages) Les pièces de service ont deux portes qui communiquent directement avec le couloir. Ces locaux se

trouvent entre deux issues de secours.

Les simulations incendie ont été réalisées avec FDS en considérant que toutes les chambres

d’habitation contiguës sont fermées. Le développement du feu est lent et la valeur maximale du

débit calorifique est 1.8 MW à 13 min du début de l’incendie. Les simulations ont montré qu’au bout

de 10 min, la moitié du couloir du côté du foyer devient impraticable. Les mesures envisagées pour

palier à ces problèmes sont :

- augmenter la surface de soufflage afin de réduire le brassage de l’air et la déstratification de

la fumée.

- démarrer d’abord seulement le soufflage afin de créer une surpression et contribuer au

confinement de la fumée dans la zone de feu.

- Installer un éclairage de sécurité au sol.

Propagation de l’incendie par la façade (6e-11e, 13e-22e et 24e-28e

étages) Le risque de propagation par les façades est évalué car elle peut limiter l’efficacité des actions des

services de secours dans les IGH. Afin d’améliorer la représentativité de l’étude, cette analyse a été

réalisée considérant trois appartements qui se situent sur trois étages consécutifs (N, N+1 et N+2).

Les simulations numériques réalisées avec FDS ont permis d’identifier qu’une diminution très

importante du flux de chaleur (radiatif et convectif) peut être obtenue par l’augmentation de la

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distance C+D2 de 1.2 m à 1.7 m. Cependant, ce changement de la valeur de C+D n’est pas suffisante

pour empêcher la destruction des doubles vitrages des niveaux supérieurs (le flux radiatif est

supérieur à 25 kW/m²).

La solution constructive retenue est de mettre en « quinconce » des fenêtres qui ne s'ouvrent pas

avec un degré coupe-feu donné (coupe-feu E60 pour un C+D 1.7 m et coupe-feu EI60 pour un C+D

1.2 m) et des fenêtres sans degré coupe-feu.

Scénario de feu dans un restaurant (12e étage)

Ce scénario considère un départ de feu dans un restaurant situé du côté ouest du bâtiment au 12e

étage. Au total, 200 personnes (habitants et visiteurs) sont présentes dans la salle de restauration au

moment du départ de feu. Selon les objectifs de sécurité incendie, les personnes doivent pouvoir

évacuer sans subir les effets du feu et la fumée.

Le feu en cuisine est piloté par la ventilation, le débit calorifique se trouve entre 500 kW et 1 MW

après 5 min.

Les résultats des simulations montrent que :

- le système de désenfumage du couloir peut déstratifier la fumée, mais diminue la présence

de fumée dans les issues de secours éloignées du restaurant rendant possible l’évacuation

des personnes se trouvant dans l’étage (notamment dans l’autre restaurant). Une meilleure

efficacité est atteinte si la vitesse de soufflage est réduite de 5 m/s à 1 m/s ;

- le système de désenfumage dans le restaurant réduit le débit de fumée dans le couloir et

améliore l’évacuation (fumée moins épaisse). Toutefois, il n’améliore pas considérablement la

condition dans le restaurant même ;

- du point de vue de la sécurité, il serait convenable de ne pas mettre à disposition des

fenêtres dans la cuisine. Elles pourraient devenir des points d’apport d’air lors d’un incendie si

les vitrages sont brisés ou si elles sont laissées ouvertes ;

L’analyse du temps d’évacuation a été réalisée avec le logiciel SEVE_P en utilisant un modèle de

mouvement de foule fluide (« fluid crowd »). Ces simulations ne tiennent pas compte de situations

telles que la chute de personnes ou des comportements dits « anormaux ». Le temps total

d’évacuation a été évalué comme la somme du temps de réponse, le délai de déclenchement de

l’alarme et le temps de mouvement des occupants.

Les critères étudiés sont la largeur des portes et du couloir, et la position du feu dans le restaurant

(en face d’une sortie par exemple) et le temps nécessaire pour faire déplacer les personnes. La

donnée de sortie des simulations est le temps nécessaire à l’évacuation de toutes les personnes.

2 La distance C+D est un critère qui tient compte de la taille des fenêtres hors vitrage ainsi que de la

taille du balcon entre deux étages (s’il y en a). Tout changement de C+D peut modifier le risque de

propagation de l’incendie par la façade d’un bâtiment.

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Les hypothèses retenues pour le calcul de l’évacuation sont spécifiées dans la Réf. [2]. Le temps

nécessaire calculé pour l’évacuation de 200 personnes est de 170 s. Il a été également observé que :

- la position des personnes à l’intérieur du restaurant est importante à cause de l’estimation

des distances qu’elles doivent parcourir pour évacuer. Cependant, à cause de la grande

affluence dans les sorties, les personnes sont rapidement gênées par les autres.

- le temps d’évacuation du restaurant augmente par la faible vitesse de descente des escaliers ;

- la vitesse d’évacuation n’est pas significativement différente lorsque la largeur de la

circulation et des portes d’évacuation sont plus importantes. Toutefois, elle est influencée par

la largeur des accès aux cages d’escaliers ;

- la vitesse d’évacuation n’augmente pas si la largeur de la cage d’escalier augmente puisque

les personnes âgées ont tendance à utiliser la rambarde pendant la descente d’escaliers (que

ce soit pendant une évacuation ou pas) ;

- la vitesse d’évacuation peut être augmentée si les personnes sont guidées vers les deux cages

d’escaliers disponibles au lieu d’une seule (diminution de la congestion dans le couloir). Ceci

nécessite la présence de personnel convenablement formé ;

- des exercices d’évacuation doivent être réalisés afin d’habituer les personnes à l’utilisation

des deux cages d’escaliers et de diminuer l’anxiété lors d’une évacuation.

2.1.7 Conclusion

Le cas d’étude concerne un immeuble pour séniors pouvant héberger 800 personnes dans des

habitations de différentes configurations convenablement disposées dans un immeuble de grande

hauteur. Le bâtiment est divisé en trois tranches en fonction des personnes qui y sont accueillies.

Dans la première tranche (étages du bas) sont logées des personnes nécessitant des soins intensifs et

dépendants d’appareils médicaux. Dans la deuxième tranche, sont logées des personnes nécessitant

des soins réguliers mais qui peuvent se déplacer d’elles mêmes, et dans la dernière tranche (étages

du haut) sont hébergées des personnes âgées valides.

Dans cette étude, le bâtiment a été conçu selon les principes de la réglementation française. Une

ingénierie de la sécurité incendie« partielle » a été réalisée afin d'étudier et de compléter certaines

dispositions réglementaires.

Cette étude a permis de :

- vérifier les conditions d'enfumage dans les circulations ;

- vérifier la stabilité du bâtiment sous l’action d’un feu ;

- étudier la propagation du feu d'un niveau n au n+1 par la façade.

Les mesures critiques sur lesquelles une attention particulière est portée afin d’améliorer la sécurité

incendie dans l’IGH sont :

- améliorer le désenfumage dans les circulations (p. ex. par la réduction de la vitesse de soufflage) ;

_________________________________________________________________________________________________________________

16/310

- utiliser des détecteurs automatiques d'incendie dans tous les locaux (notamment celle du bas de

l’immeuble) ;

- installer des ferme-portes sur les portes des locaux qui donnent sur la circulation horizontale afin

d’améliorer le compartimentage ;

- prévoir la position des locaux recevant un grand nombre de personnes de sorte à ce que

l’évacuation soit simplifiée, p. ex. faciliter l’accès à deux issues de secours ;

- limiter le risque de propagation du feu par les façades (c.-à-d. augmenter la distance C+D,

disposer les fenêtres en quinconce et installer des vitrages résistants au feu ) ;

- assurer la présence de personnel formé pour éteindre le feu le plus rapidement possible;

- former le personnel à l’évacuation des personnes en fonction de leurs capacités ;

- installer des systèmes de sprinklage, notamment dans les parties où se trouvent les personnes les

plus âgées ;

- mettre en œuvre des stratégies de désenfumage dans la circulation (p. ex. pression positive afin

de mieux confiner les fumées) ;

- modifier les dimensions des couloirs des 12e et 23e étages et le nombre de communications entre

les sous-compartiments (du 2 au 5 étages);

Enfin, cette étude est une contribution à l’ingénierie de la sécurité incendie du fait qu’elle propose

une quantification du risque de développement du feu comme un complément des mesures

prescriptives en matière de sécurité incendie de manière à améliorer le niveau de sécurité des

occupants et des services de secours. Elle met en exergue l’importance des mesures

organisationnelles visant à améliorer le niveau de sécurité des occupants avec un degré d'autonomie

variable dans un IGH. Elle montre l’intérêt d’une approche globale de l’ingénierie de la sécurité

incendie qui peut être mise à profit pendant toutes les étapes d’un projet et pour tous les acteurs de

la sécurité incendie d’un ouvrage.

_________________________________________________________________________________________________________________

17/310

2.2 Simulation événementielle probabiliste de la sécurité incendie d’un

hôtel - Analyse de sensibilité Cette étude constitue la continuation de l’analyse portant sur les stratégies de sécurité d’un hôtel. La

sensibilité des calculs aux paramètres et données d’entrée utilisés lors des simulations est étudiée

afin d’estimer l’influence des différents facteurs sur les fréquences d’apparition des événements non

souhaités (ENS) et de fiabiliser les résultats obtenus. La technique des Plans d’expériences

fractionnaires (PEF) a été utilisée pour mener les essais nécessaires de façon à en réduire le nombre.

2.2.1 Rappel des simulations réalisées

Des réseaux de Petri ont été établis pour chacun des éléments ayant une influence sur la sécurité

incendie de l’hôtel. Ils contiennent des transitions permettant de passer d’un état à un autre. Ainsi,

par exemple, il est possible de passer pour une porte de l’état « fermé » à l’état « détruit » par une

transition dont les paramètres sont définis :

- soit par des connaissances expertes (approche 1) ;

- soit par des connaissances issues des modèles physiques de feu portant sur les températures de

fumée et la hauteur libre de fumée (approche 2).

Pour le feu de parking seulement l’approche 1 a été utilisée, tandis que pour le feu de chambre aussi

bien l’approche 1 que la 2 ont été utilisées.

Les hypothèses retenues pour le feu de parking sont les suivantes :

- deux portes sont maintenues ouvertes (donnant vers le hall d’accès de l’hôtel et les chambres) ;

- les personnes présentes dans le parking ont la possibilité d’éteindre un incendie naissant ;

- l’alarme générale et l’alerte des services de secours sont déclenchées par le personnel d’accueil

dès qu’il est informé de l’événement ;

- le parking est équipé de sprinklers : deux simulations sont donc proposées, avec et sans

sprinklers, afin de mesurer le gain de sécurité apporté par cet équipement.

Les hypothèses suivantes ont été retenues pour le feu de chambre par l’approche 1 :

- les portes des chambres sont coupe-feu ; elles sont équipées d’un ferme-porte ;

- la chambre source et le couloir sont équipés d’un détecteur incendie (DI) ;

- l’heure du départ de feu et le fait que l’occupant de la chambre source soit endormi ou éveillé

sont pris en compte ;

- le couloir donne sur l’extérieur et permet l’évacuation des personnes si les conditions ne sont pas

létales (couloir impraticable) ;

- l’alarme générale est déclenchée par le service d’accueil dès qu’il est informé de l’incendie.

_________________________________________________________________________________________________________________

18/310

Pour l’approche 2 des mesures de mise en sécurité ont été définies : 1) DI dans la circulation, 2) DI

dans la chambre, 3) désenfumage de la circulation, 4) ferme-porte, 5) actions du personnel de

sécurité et 6) avertisseur sonore dans la chambre. Les stratégies simulées sont des combinaisons de

ces mesures, à savoir : A) 1, 5 (état avant travaux), B) 1, 2, 4, 5 (envisagée par le maître d’ouvrage), C)

1, 3, 4, 5 (prescriptions), D) 1, 2, 4, 5, 6 (envisagée par le maître d’ouvrage + avertisseur sonore dans

la chambre). Ainsi, sur la base des hypothèses retenues, la stratégie B (mesures du maître d’ouvrage)

apparaît pertinente pour assurer un niveau de sécurité comparable à la stratégie C (mesures

prescriptives). Cependant, l’efficacité de cette stratégie repose sur une alerte et une intervention

rapide du personnel de sécurité de l’hôtel.

2.2.2 Analyse de robustesse

L’étude de sensibilité est réalisée seulement pour le feu de chambre qui constitue le scénario

principal. Cette analyse concerne la détermination de la variation des résultats lors du changement

des valeurs de certains paramètres comme par exemple :

- les délais d’intervention du personnel de sécurité ou des pompiers ;

- le taux de disponibilité des équipements (alarmes, DI, désenfumage,…) ;

- les délais de ruine des portes et des fenêtres ;

- les caractéristiques de départ et de développement du foyer ;

- etc.

La mise au point du programme des essais et simulations à mener nécessite :

1. définir la liste des paramètres à faire varier ainsi que la plage de variation respective ;

2. établir un plan d’essais permettant l’évaluation de l’influence de chaque paramètre avec un

nombre d’essais le plus faible possible. Pour cela, le recours à la technique des Plans

d’Expériences Fractionnaires (PEF) est absolument nécessaire ;

3. réaliser les essais du PEF défini pour l’hôtel ;

4. analyser la variance des résultats. Ceci permet de mettre en évidence les paramètres dont

l’influence est significative. Il faut en effet distinguer l’effet réel d’un paramètre de la simple

variabilité statistique du système étudié due aux paramètres non contrôlés, c.-à-d. aux

paramètres non retenus dans l’étude de sensibilité.

Une analyse préliminaire est réalisée par l’approche 1 et ensuite une étude approfondie et menée

par l’approche 2.

Les réseaux de Petri retenus

Les réseaux de Petri (états possibles) définis sont :

- départ de feu : foyer (fort, moyen, faible), le moment de l’incendie (jour, soir, nuit) et l’état de

l’occupant (éveillé, endormi) ;

_________________________________________________________________________________________________________________

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- local chambre source : état (sain, enfumé, impraticable, flashover). Si la porte de la chambre est

ouverte ou détruite, on considère que le flashover se propage immédiatement au couloir et à la

chambre en vis-à-vis ;

- local couloir : état (sain, enfumé, impraticable), désenfumage ;

- local chambre vis-à-vis : idem au couloir ;

- porte : état initial de la porte et son éventuelle modification par l’occupant de la chambre, et les

conditions de destruction ;

- fenêtre : condition de destruction du vitrage ;

- comportement des personnes dans la chambre source et la chambre en vis-à-vis : conditions

d’évacuation de l’occupant (éveillé, endormi), état (sain, blessé léger ou grave, décès). Les mêmes

conditions sont évaluées pour les personnes dans les chambres en vis-à-vis ;

- équipements : DI de la chambre, DI du couloir, le désenfumage et l’avertisseur dans la chambre

(présents ou pas selon la stratégie de sécurité considérée).

- personnel de sécurité et services de secours : moyen d’alerte (DI de la chambre ou du couloir,

occupant éveillé), alerte d’autres occupants de l’hôtel ;

- stratégies de sécurité : A, B, C ou D ;

Les paramètres retenus

Au total 11 paramètres ont été retenus pour réaliser l’analyse de sensibilité :

- allumage du foyer primaire (fort, moyen, faible), {Allu} ;

- enfumage de la chambre source, le couloir et la chambre en vis-à-vis (impraticabilité), {Enfu} ;

- délai d’arrivé du personnel de sécurité {PS} ;

- taux de fermeture de la porte par un occupant sortant {FPor} ;

- taux de disponibilité des équipements de sécurité {Equip} ;

- délai de rupture de vitrages {Vitr} ;

- nombre d’histoires déroulées {Simu} ;

- vitesse de destruction de la porte {DPor} ;

- délai d’arrivée des pompiers {Seco} ;

- vitesse de désenfumage du couloir {Désen} ;

- test du type de loi de probabilité (probabilités uniformes et rectangulaires), {Lois}.

_________________________________________________________________________________________________________________

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2.2.3 Analyse préliminaire – phase 1

Les paramètres sont supposés indépendants entre eux. Il est cherché à déterminer l’effet de chaque

paramètre sur les fréquences d’apparition des ENS (Evènements Non Souhaités). Le plan

d’expériences fractionnaire suivi est fondé sur l’utilisation de la table de Taguchi [4]. Suivant cette

méthodologie, au total 16 essais doivent être réalisés.

Pour tous les essais, les stratégies B (équiper les chambres d’une DI et d’un ferme-porte) et D

(stratégie B plus un avertisseur sonore dans la chambre) ont permis de constater une forte

diminution du nombre des décès dans les stratégies B et D par rapport aux stratégies A et C.

Il a été toutefois observé que dans le cas où l’occupant est endormi, le personnel est alerté très

tardivement par la DI du couloir provocant systématiquement le décès de la personne. En plus, le

personnel ne peut pas accéder à la chambre compte tenu des conditions d’impraticabilité.

Les résultats de décès des personnes dans la chambre foyer, le couloir et du personnel de sécurité

sont moyennés sur les 16 essais (quatre stratégies). Les résultats sont présentés dans le Tableau 1.

Tableau 1 : résultats moyens des 16 essais pour les quatre stratégies étudiées (PS = Personnel de sécurité de

l’hôtel)

L’effet d’un facteur représente donc la variation de la réponse par rapport à la moyenne générale

lorsque le facteur est placé à un niveau donné. Les calculs montrent que les quatre facteurs

(paramètres) qui ont une influence forte dans le résultat sont :

- le type de foyer ;

- la rapidité d’intervention du personnel ;

- la résistance de la porte ;

- le délai d’intervention des pompiers.

_________________________________________________________________________________________________________________

21/310

Les influences présentées dans le tableau 2 semblent relativement faibles pour des facteurs qui ont

des plages de variation assez larges.

Tableau 2 : influence des facteurs sur le résultat ; exprimées en pourcentage au-dessous ou en

dessous des moyennes du tableau 1

Une analyse de la variance est réalisée afin de vérifier la significativité des facteurs grâce à un test

spécifique, appelé test de Snedecor, qui permet de comparer deux variances :

- la variance résiduelle, non expliquée par la variation des facteurs ;

- la variance entre essais pour un facteur, laquelle provient du facteur contrôlé.

Si le facteur contrôlé n’est pas influent, les moyennes des différents essais doivent être proches et la

variance entre essais sera du même ordre de grandeur que la variance résiduelle. Par contre, si le

facteur est influent, la variance pour un facteur devient très importante et significativement

différente de la variance résiduelle. Le test de Snedecor permet de comparer ces deux variances.

Cette analyse a confirmé que dans la grande majorité de cas les facteurs qui ont une influence

importante sur le résultat sont ceux présentés dans le Erreur ! Aucun nom n'a été donné au signet..

ces facteurs se rajoutent l’enfumage du couloir et l’efficacité du système de désenfumage comme

présenté dans tableau 3.

Tableau 3 : détail des facteurs significatifs sur les résultats

Il est remarqué que l’intervention des pompiers est toujours significative, et que la vitesse

d’enfumage et l’intervention du personnel de sécurité de l’hôtel sont significatives si l’incendie est

détecté tôt (stratégies B et D) grâce à la DI dans la chambre.

2.2.4 Analyse détaillée – phase 2

Cette partie décrit les essais réalisés en utilisant un modèle physique. Elle est fondée sur les résultats

obtenus dans la phase 1 où six facteurs significatifs ont été relevés (allumage du foyer primaire, délai

d’arrivé du personnel de sécurité, vitesse de destruction de la porte, délai d’arrivée des pompiers,

enfumage de la chambre source et vitesse de désenfumage du couloir).

A B C D

Type de foyer 5,24 1,26 5,45 0

Interv. du personnel 2,35 5,34 2,38 3,57

Résistance de la porte 4,96 0,07 4,74 0,84

Délai interv. Pompiers 7,54 1,59 6,91 1,37

Stratégie (Influence sur le réponse +/- [%])Facteur

_________________________________________________________________________________________________________________

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L’étude de 6 facteurs influents nécessite au minimum la réalisation de 7 essais. Il faut donc s’orienter

vers un Plan d’Expérience Factoriel (PEF) à 8 essais donné par la table de Taguchi. Dans cette phase

seulement les stratégies B et C ont été étudiées. Les moyennes et écarts types obtenus sont

présentés dans le 4.

Tableau 4 : moyennes et écarts types des stratégies B et C étudiées pendant la phase 2

Comme montré dans le tableau 4, la stratégie B réduit les décès dans la chambre et les décès

multiples d’environ 10 %. Toutefois, le diagnostic est plus mitigé pour les décès du personnel de

sécurité : on peut considérer que les deux stratégies sont équivalentes.

Pour la stratégie B les facteurs d’influence importante sont : le type de foyer primaire, les conditions

dans la chambre source et le taux de disponibilité des équipements. Pour la stratégie C le type de

foyer et la fiabilité des équipements sont significatifs.

Il apparaît que la stratégie B conduit à un meilleur niveau de sécurité que la stratégie C : En

moyenne, l’amélioration procurée par la stratégie B est de l’ordre de 10 % sur l’ensemble des décès.

Ceci est dû au fait que la stratégie B offre la possibilité de détecter le feu dans la chambre [4].

Le rôle du personnel de sécurité est prédominant notamment pour maintenir la performance de la

stratégie de sécurité B par rapport à la stratégie C. Le niveau de sécurité des stratégies B et C est

amélioré lorsque le délai d’intervention des services de secours est faible.

Au total, l’analyse de la variance confirme que les facteurs influents sont :

- pour la stratégie B, le type de foyer, la vitesse d’enfumage et le taux de fiabilité des équipements ;

- pour la stratégie C, le type de foyer, le taux de fiabilité des équipements et l’intervention des

secours.

Les mesures de sécurité de la stratégie B sont surtout efficaces pour réagir contre une propagation

rapide de la fumée et ont un rôle faible vis-à-vis de la puissance du foyer ;

2.2.5 Conclusion

L’analyse de sensibilité est une étape fondamentale lors de la réalisation de simulations numériques

liées à la sécurité des personnes. Elle permet de déterminer dans un premier temps quels sont les

paramètres les plus sensibles pour les modèles (amélioration de la compréhension du modèle) et

dans un deuxième temps quelles sons les grandeurs les plus influentes vis-à-vis de la sécurité. Ainsi,

plusieurs stratégies de sécurité peuvent être comparées par rapport à leur fiabilité.

_________________________________________________________________________________________________________________

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Les analyses de sensibilité menées pendant cette étude ont montré :

- le rôle essentiel des actions du personnel de sécurité de l’hôtel dans la sécurité incendie,

soulignant ainsi le bénéfice d’une démarche participative ;

- l’importance commune des mesures actives de protection (détection, alarme, désenfumage) et

des mesures passives (compartimentage), soulignant non seulement la nécessité de les prendre

en compte lors des analyses de sécurité mais aussi de considérer leurs interactions ;

- le besoin de connaissances :

o sur le fonctionnement des différents systèmes étudiés et leur représentation, en particulier les

détecteurs, les vitrages, les portes, les ferme-portes ;

o scientifiques plus fondamentales, en particulier la combustion du premier foyer et les

conditions d’extension du feu, l’interaction eau/foyer, eau/fumée ;

o en physiologie, psychologie et sociologie pour ce qui se rapporte aux conditions de tenabilité

et au comportement humain.

Les plans d’expérience fractionnaires associés aux réseaux de Petri expert ont été utilisés pour définir

parmi 11 paramètres, ceux qui étaient les plus influents. Les 6 facteurs ayant une influence

significative sur les fréquences d’apparition des ENS (Evènements Non Souhaités) sont :

1. le type du premier foyer au travers de sa puissance maximale ;

2. la vitesse de développement du premier foyer ;

3. le taux de disponibilité des équipements ;

4. le délai de ruine de la porte de la chambre ;

5. les actions du personnel de sécurité de l’hôtel ;

6. le délai d’intervention des services de secours.

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2.3 Application de la méthodologie générale ISI sur un complexe

cinématographique multisalle Cette étude présente un exemple d’application de la méthodologie générale ISI élaborée dans le

cadre du groupe de Travail 1 du PN ISI, dans l’objectif d’illustrer sur un cas concret la procédure

établie [5]. Afin, de s’approcher le plus possible d’un cas d’application réel, les auteurs ont décidé de

produire un rapport préliminaire et un rapport d’étude ISI comme préconisé dans la méthodologie

générale ISI. S’agissant d’un cas d’étude, la validation par les autorités compétentes n’a pas été

formalisée.

Le cas concret retenu est un complexe cinématographique multisalle existant. La préoccupation

essentielle de l’exploitant concerne la sauvegarde des personnes présentes dans le complexe en cas

d’incendie. Il a été donc choisi de décliner la méthodologie pour le seul objectif de sécurité relatif à la

protection de la santé et de la vie des occupants.

Les conditions et l’organisation de l’évacuation des locaux (existants) en cas d’alarme sont déclinées

sur la base réglementaire demandant, notamment, une évacuation complète et simultanée de

l’ensemble des occupants. Le présent projet vise à explorer si une évacuation séquencée et/ou

partielle des locaux permettrait d’atteindre le même niveau de sécurité, voire de l’améliorer pour

certains sinistres.

2.3.1 Brève description des caractéristiques de l’ouvrage Les activités prévues de l'établissement sont la projection cinématographique et la restauration.

L’ouvrage est composé de deux ailes, séparées par les accès aux différents niveaux. Ces deux ailes

comportent chacune trois niveaux de deux salles de projection. À chacun de ces niveaux, la capacité

des 2 salles est de 192 places sur l’aile Nord et de 252 places et 222 places pour l’aile Sud. Le

complexe peut accueillir au total 2 574 personnes dans les salles de projection. Les dimensions de

l’ouvrage sont : hauteur = 31,2 m, longueur = 77,6 m, largeur = 27,4 m. Il comporte un niveau en

sous-sol et huit étages au-dessus du rez-de-chaussée [5]

L'établissement dispose d'un poste central de sécurité et des équipements de sécurité suivants :

désenfumage mécanique (foyers, salles, hall, espace de réception), alimentation éclectique de

sécurité constituée d'un onduleur alimentant le désenfumage mécanique, éclairage de sécurité

alimenté par source centralisée, système de sécurité incendie de catégorie A avec détection

automatique d'incendie, ascenseurs dont un est destiné aux handicapés et colonnes sèches.

Le service de sécurité est composé d'agents de sécurité incendie (1SSIAP2 et 2SSIAP1) complété par

le personnel suivant : le responsable technique, le directeur administratif, le CEC adjoint, le

responsable alimentaire, et les agents d'accueil et de comptoir [5].

Dans un premier temps, l'action sur un déclencheur manuel ou la sollicitation d'un détecteur

automatique incendie, entraine une levée de doute assurée par le personnel de sécurité. En cas de

feu avéré, la diffusion de l'alarme sera réalisée dans tout le bâtiment et celui-ci sera évacué en

totalité.

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2.3.2 Stratégie de sécurité

La stratégie de sécurité se décline selon une approche performantielle dans l’objectif de sécurité, les

exigences fonctionnelles et les critères de performance ci-dessous [5] :

Objectif de sécurité

L’objectif de sécurité retenu porte sur la préservation de la vie des personnes présentes dans le

complexe cinématographique en cas d’incendie, selon l’OS11 de la méthodologie générale ISI. De

manière plus précise, l’étude porte sur les clients du complexe dans des conditions « normales »

d’exploitation.

Exigences fonctionnelles

Parmi les différentes exigences fonctionnelles, le groupe de travail a décidé de se concentrer sur

celles liées aux conditions de tenabilité. Donc, la stabilité de la structure n’a pas été traitée.

Les exigences fonctionnelles de la méthodologie ISI retenues pour l’objectif de sécurité cité sont les

suivantes :

- « Assurer des conditions de tenabilité satisfaisantes dans les voies d'évacuation jusqu'à ce que

tous les occupants aient évacué », exigence première à laquelle pourra être ajouté si l’analyse le

montrait nécessaire en cours d’étude les exigences complémentaires suivantes :

- Conditions de tenabilité satisfaisantes dans les locaux où sont situés des occupants en attente

d'évacuation à l'intérieur du bâtiment, hors du local d’origine,

- Conditions de tenabilité satisfaisantes dans les locaux où sont situés des occupants, pendant la

durée de l'incendie à l'intérieur du bâtiment (p. ex. : dans un refuge).

Critères de performance

Les critères réglementaires sont :

- hauteur libre de fumée. La valeur-seuil retenue répond dans l’étude aux exigences

réglementaires, et correspond à la plus exigeante des trois conditions ci-après :

o « au moins égale à la moitié de la hauteur de référence » ;

o « toujours plus haute que le linteau des portes » ;

o « jamais inférieure à 1,8 m » ;

- flux radiatif. La valeur de flux radiatif au niveau de la peau nue, pour une durée d’exposition de

30 min, doit rester inférieure à 2,5 kW/m². Dans les modélisations numériques, des capteurs de

flux thermique radiatif sont placés 1,8 m au-dessus du sol.

Les critères complémentaires sont :

- température. Le seuil de température établi est de 60 °C, ce qui constitue une condition critique

pour l’évacuation.

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- visibilité. Afin de garantir dans une circulation la vision d’au moins un éclairage d’évacuation sur la

totalité du trajet, leur visibilité doit donc être assurée sur une distance au moins égale à 10 m.

2.3.3 Choix des méthodes et outils d’évaluation

La méthode employée pour l’analyse du niveau de sécurité s’appuie à la fois sur l’utilisation d’outils

de simulations numériques, de méthode analytique (estimation du temps d'évacuation dans les

gares) et sur la réalisation d’essais.

Les outils à disposition pour la réalisation des simulations numériques sont de deux types :

- pour les simulations incendie ont été utilisés :

o codes à zones : CFAST et OZONE ;

o code à champ : FDS version 5.3 ;

- pour les simulations de l’évacuation le logiciel EVAC qui fonctionne conjointement avec FDS a été

employé.

L’évaluation des critères de performance (flux radiatif, hauteur libre de fumée, température,

visibilité) dans les outils numériques est réalisée par la comparaison des mesures des capteurs

numériques par rapport aux critères de performance spécifiés en § 3.3.2.

L'estimation du temps d'évacuation a été réalisée soit par méthode analytique ou par simulation

numérique

Méthode analytique :

Le calcul du temps d’évacuation est réalisé grâce aux données utilisées dans les gares concernant les

vitesses de mouvement horizontal et de descente dans les escaliers, ainsi que la vitesse de

déplacement à travers les portes. La répartition des personnes empruntant les différentes issues est

définie arbitrairement.

Pour chaque salle de cinéma, le temps d’évacuation correspond à la somme du temps de sortie de la

salle de la dernière personne + son temps de parcours jusqu'au dégagement + son temps de

franchissement de la porte + son temps de parcours dans le dégagement.

Simulation numérique :

Chaque occupant est traité de façon individuelle pendant l’évacuation, ce qui lui permet d’avoir son

propre comportement. L’effet des conditions liées au feu est pris en compte, d’une part en ajustant

la vitesse de déplacement en fonction de la densité des fumées, et d’autre part en modifiant le choix

des sorties selon leur visibilité.

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Dans le cadre de cette étude, la sélection des scénarios incendie a été faite sur la base du jugement

d’expert en l’absence d’une définition chiffrée du couple gravité/probabilité d’occurrence pour

chacun de ces scénarios.

2.3.4 Scénarios d’incendie et résultats

Les caractéristiques des premiers foyers sont, soit forfaitaires (suivant des caractéristiques

« génériques » des combustibles possiblement présents dans chaque type de local), soit évaluées par

le biais d’essais spécifiques (utilisation d’un cône calorimètre dans le cadre de l’évaluation des

matériaux constitutifs d’un siège de cinéma) [5].

L’information du retour d’expériences dans l’ouvrage est assez faible et n’apporte pas d’éléments

supplémentaires pour la définition des scénarios d’incendie. Elle concerne seulement un

déclenchement de l’alarme provoqué par une meuleuse utilisée dans un des locaux de la zone

stockage et de nombreux déclenchements intempestifs ou malveillants.

L’analyse de risque a été effectuée, dans un premier temps dans le but d’identifier des localisations

de scénarios susceptibles de présenter un « challenge » pour les conditions d’évacuation des

personnes. Dans un second temps, elle a permis de fixer les hypothèses de départ de feu de chacun

des scénarios retenus. Les scénarios retenus sont décrits ci-dessous :

Grande salle

La grande salle a les caractéristiques suivantes :

- permet d’accueillir 320 personnes dont 8 personnes en fauteuil roulant ;

- possède une installation de ventilation de confort composée d’une bouche d’extraction

située en bas à droite derrière l’écran de la salle et de 8 bouches d’amenée d’air situées au

plafond (devant la cabine de projection et devant l’écran de projection).

- possède une installation de désenfumage constituée de deux bouches d’extraction situées en

partie haute de la salle et d’une bouche de soufflage située dernière l’écran amenant l’air

frais en partie basse de la salle.

Les exercices d’évacuation ont montré qu’au-delà de 2 à 3 min, l’ensemble des personnes présentes

dans la salle en cas feu a évacué. Le temps de simulation a par conséquent été défini à 6 min (la

diffusion de l’alarme dure au plus 5 min).

L’évacuation des personnes implique l’ouverture des différentes portes de la salle à 30 s : les 15

premières secondes correspondent au temps moyen de perception de l’incendie et les 15 s suivantes

correspondent au temps moyen de déplacement de la première personne jusqu’aux issues de

secours. Par ailleurs, les calculs du temps d’évacuation de la salle montrent qu’il faut 130 s pour vider

la salle entièrement. En conséquence les critères réglementaires de disponibilité des issues et des

cheminements sont analysés entre 15 et 145 s.

L’arrêt de la ventilation confort et la mise en route du désenfumage mécanique surviennent après

2 min ; il s’agit du temps jugé nécessaire pour réaliser la levée de doute après le déclenchement de

l’alarme restreinte.

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La Erreur ! Source du renvoi introuvable. présente les points de mesure du flux radiatif et la hauteur

ibre de fumée. Ils permettent d’évaluer les critères de performance à 1,8 m au-dessus du sol relatif et

le long des trajets d’évacuation du public. Les deux issues de secours de la grande salle de projection

sont localisées en bas de la salle près du capteur 1 et en haut de la salle près des capteurs 9 et 11.

Figure 2 : points de mesure des critères de performance dans une grande salle de projection

Le scénario retenu est une mise de feu volontaire, la personne laisse un sac auquel elle a mis le feu

sur un fauteuil ouvert. Cette modélisation utilise une approche de source prescrite. Les courbes de

débit calorifique utilisées sont présentées dans la figure 2. Elles ont été obtenues par extrapolation

des mesures expérimentales réalisées en cône calorimètre.

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Figure 3 : courbe de débit calorifique de l'assise et du dossier des sièges présents dans la salle

La simulation incendie est effectuée avec le logiciel FDS. Le domaine d’étude comprend tout

l’intérieur de la grande salle qui a été entièrement découpé en mailles de 10 cm d’arête. La

propagation d’un élément combustible (assise ou dossier) à l’autre se fait par critère de température.

Trois départs de feu ont été simulés localisés respectivement en bas de la salle sur la droite (près du

capteur 2 de la figure 2 au milieu de la salle sur la gauche (près du capteur 15) et en haut de la salle

sur la gauche (près du capteur 12). Les évolutions des débits calorifiques globaux sont présentées

dans la figure 4.

Figure 4 : débit calorifiques globaux pour les trois feux simulés dans la grande salle de projection (feu 1 en

bas de la salle, feu 2 au milieu de la salle et feu 3 en haut de la salle)

Les sources et les potentiels calorifiques sont identiques pour les trois feux. Seul change

l’environnement du point de départ de feu qui va influencer sur sa propagation : En effet, plus on

monte dans les gradins, plus on est confiné, ainsi le feu 3 se développera plus vite que le feu 2 qui lui-

même se développera plus vite que le feu 1.

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Les franchissements des seuils des critères de performance sont listés dans le tableau 5.

Tableau 5 : analyse des critères de performance de la grande salle de projection pour les trois départs de feu

simulés

Feu 1 Feu 2 Feu 3

Flux (2.5 kw/m²)

Atteint à

t= 135 s au

point 2

Non atteint

Atteint à

t = 115 s au

point 12

Hauteur libre Linteau des portes (2.03) Non atteint Non atteint Non atteint

Minimale (1.80) Non atteint Non atteint Non atteint

Température (60°C) Non atteint Non atteint Non atteint

Visibilité (10 m) Non atteint Non atteint Non atteint

Les résultats du tableau 5 montrent que la totalité des issues de secours et des cheminements n’est

pas disponible pendant la durée calculée de l’évacuation du public de la salle. L’indisponibilité des

issues de secours a lieu en fin d’évacuation et à un moment où le feu est en pleine croissance.

Toutefois, les personnes susceptibles de se trouver près du foyer auront déjà évacué la salle, c’est

pourquoi il est considéré que l’évacuation n’est pas incompatible avec les 3 feux [5].

Petite salle

Une petite salle permet d’accueillir 192 personnes dont 5 en fauteuil roulant. Elle possède une

installation de ventilation de confort, composée de 4 bouches d’amenées d’air situées au plafond

chacune assurant un débit de soufflage égal à 1 200 m3/h.

Comme pour le scénario en grande salle, on suppose une mise à feu volontaire d’un fauteuil, en

cours de projection. On considère dans ce scénario que le siège n’est pas ignifugé. On suppose que la

climatisation est en route, et que les portes de sortie sont initialement ouvertes. L’évacuation de la

salle commence dès le début de l’incendie, et la ventilation est arrêtée au bout de 5 min. Ce temps

de 5 min correspond également au début de l’évacuation du reste du complexe.

On suppose un temps de prémouvement pour les personnes dans la salle de 15 s. Par ailleurs les

calculs du temps d’évacuation de la salle montrent qu’il faut 120 s pour vider la salle. En

conséquence les critères réglementaires de disponibilité des issues et des cheminements sont

analysés entre 15 et 135 s.

La figure 5 présente les points de mesure des critères de performance ainsi que les positions des

départs de feu. Le feu 1 est proche du capteur 2, le feu 2 est proche du capteur 14 et le feu 3 est

situé entre les capteurs 10 et 11. Les issues de secours de cette salle se trouvent en bas à gauche

près du capteur 1 et en haut à droite près des capteurs 8 et 10.

_________________________________________________________________________________________________________________

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Figure 5 : positions des points de mesure et localisation des départs de feu

Les courbes de débit calorifique sont celles présentées dans la figure 6. Le domaine d’étude

comprend tout l’intérieur de la petite salle et est entièrement découpé en mailles de 25 cm d’arête.

La réaction de combustion utilisée est celle du polyuréthane. Le critère de propagation est la

température qui a été ramenée à 270 °C.

Les débits calorifiques globaux des 3 feux calculés sont présentés dans la figure 6.

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Figure 6 : débit calorifique global pour les trois feux simulés dans la petite salle de projection (feu 1 en bas de

la salle, feu 2 au milieu de la salle et feu 3 en haut de la salle)

Les résultats des critères de performance sont présentés dans le tableau 6.

Tableau 6 : analyse des critères de performance retenus de la petite salle de projection pour les trois départs

de feu simulés

Il apparaît clairement que pour chacun des scénarios la totalité des issues de secours et des

cheminements n’est pas disponible pendant la durée calculée de l’évacuation du public de la salle.

Cependant, dans tous les cas les conditions de tenabilité sont toujours respectées pendant

l’évacuation au niveau de la sortie basse. Même si certains cheminements ne sont plus disponibles

vers la fin de l’évacuation, c’est à un moment où le feu est développé et en conséquence les

personnes susceptibles de se trouver près du foyer auront déjà évacué la salle. Il est ainsi considéré

que l’évacuation n’est pas incompatible avec les trois feux [5].

Cabines de projection

La cabine de projection comprend toute sorte de matériels techniques nécessaires à l’activité

(ordinateurs, projecteurs…). Afin de pouvoir convenablement évaluer les conditions d’évacuation au

cours du temps, au total 50 points de mesure ont été placés dans le foyer, la circulation, l’entrée et

les deux petites cabines de projection (voir figure 7).

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Figure 7 : disposition des cabines de projection pour deux salles de cinéma

La courbe de débit calorifique utilisée est générique pour un espace de bureau (voir figure 8). Le

départ de feu à lieu dans l’espace bureau nécessaire au fonctionnement de la sale de projection

(cabine salle 12).

Figure 8 : courbe de débit calorifique associée à une installation bureautique d’une salle de projection

L’environnement d’étude est subdivisé en mailles cubiques de 10 cm de côtés. Les résultats obtenus

pour les quatre critères de performance sont :

Flux radiatif : le premier franchissement de seuil intervient dès 300 s dans la cabine de la salle 12, et

concerne la totalité de ce local 960 s après le départ de feu. De même, l’entrée du local de projection

est impraticable après 900 s. Aucun franchissement de seuil n’est constaté dans le foyer.

Hauteur libre de fumée et visibilité : les zones impraticables liées à ces deux critères, concernent :

- la totalité de la cabine salle 12, moins de 45 s après le départ de feu ;

- l’entrée du local de projection après 50 s ;

- la totalité de la cabine salle 13 après 140 s ;

- le foyer, et dès l’ouverture du bloc-porte d’accès au local de projection, uniquement

l’environnement direct (jusqu’à 1 m) de ce bloc-porte ;

- la totalité de la circulation attenante après 625 s.

Température : les zones impraticables liées à ce critère concernent :



_________________________________________________________________________________________________________________

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- le foyer, et dès l’ouverture du bloc-porte d’accès au local de projection, uniquement

l’environnement direct (jusqu’à 1 m) de ce bloc-porte.

Les atteintes des valeurs seuils associées à la hauteur libre de fumée et à la visibilité sont ainsi plus

précoces que celles correspondant à la température et au flux radiatif. Les zones de « non-

tenabilité » extérieures au local de projection concernant :

- l’environnement immédiat du bloc-porte d’accès à ce local ;

- la circulation attenante du foyer, 10 min environ après le départ du feu.

Local sous-stockage ciné-café

Ce scénario concerne un feu dans un local très chargé en combustible. Le départ de feu se produit

dans le carré rouge de la figure 9. Il est en plus supposé l’absence du personnel dans la zone en feu et

le maintien de la porte intérieure du local en position ouverte, les autres portes du couloir étant

fermées La porte d’accès à la zone publique s’ouvre au bout de 3 min, à l’arrivée d’un membre du

personnel qui cherche à accéder au local.

Une bouche de ventilation, alimentée par une centrale de traitement d’air (CTA), permet d’assurer

un débit de soufflage égal à 300 m3/h dans la circulation intérieure.

Figure 9 : local sous-stockage ciné-café

Au total 11 capteurs numériques sont utilisés afin de valider les critères de performance.

La courbe de débit calorifique utilisée est présentée dans la figure 10.

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Figure 10 : courbe de débit calorifique utilisée pour le local sous-stockage ciné-café

Il a été observé qu’une courbe de débit calorifique plus importante (c.-à-d. fondée sur les

spécifications de l’Eurocode NF EN 1991-1-2) ne peut pas être utilisée puisque la puissance est

rapidement limitée par la ventilation du local.

L’évolution des valeurs du flux radiatif, hauteur libre de fumées, température et visibilité, dans la

zone accessible au public, n’est pas de nature à rendre impraticable les cheminements d’évacuation.

En revanche, les conditions de tenabilité liées à la hauteur de fumées, à la température ainsi qu’à la

distance de visibilité sont très rapidement dépassées (au bout de 2 min) dans la circulation

intérieure. L’ouverture de la porte au bout de 3 min ne modifie que la hauteur libre de fumées, qui

reste néanmoins en dessous de la valeur sécuritaire retenue (1,8 m).

« Secrétariat » dans la zone bureaux

Le secrétariat intégré à la zone bureaux, est largement ouvert sur une circulation intérieure (voir

figure 11). Il dispose d’un local contigu (local penderie) dont la porte est considérée ouverte.

Figure 11 : disposition du poste de secrétaires

Une bouche de ventilation, disposée dans le faux-plafond et alimentée par une centrale de

traitement d’air (CTA), permet d’assurer un débit de soufflage égal à 200 m3/h dans le volume.

Le scénario correspond au feu d’une poubelle de polyéthylène placée sous un empilement de

chaises. Le bureau, couvert de piles de papier, est situé à proximité directe du foyer.

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36/310

Les points de mesure ont été placés le long des circulations, au total 35 capteurs ont été utilisés.

Deux approches ont été mises en œuvre pour la définition des foyers des simulations

numériques [5] :

- débit calorifique spécifié : les courbes de débit calorifique des éléments présents dans le local

sont fixées (chaises empilées, les deux penderies et la poubelle). La propagation du feu d’un

élément vers un autre se produit lorsque la température de surface des matériaux atteint

celle de leur inflammation pilotée ;

- débit calorifique calculé : le calcul est réalisé en connaissant les propriétés thermiques et

d’ignition des différents éléments présents dans la chambre.

Un maillage structuré avec des tailles de cellule variable a été utilisé.

Les résultats des simulations montrent que le feu reste limité aux chaises empilées ainsi qu’au

bureau en pin recouvert de piles de papier. Les températures relevées sont insuffisantes pour

entraîner l’ignition des autres éléments combustibles présents dans le volume (dont notamment les

deux penderies). Les résultats par rapport aux critères de performance sont :

Flux radiatif : aucun cheminement d’évacuation n’est rendu impraticable en raison de l’augmentation

du flux radiatif.

Hauteur libre de fumée et visibilité : les zones impraticables, liées à ces deux critères concernent :

- la totalité de la zone bureaux en moins de 4 min, et la zone de départ de feu (secrétariat) en

3 min ;

- la zone foyer, et dès l’ouverture du bloc-porte d’accès aux locaux administratifs, uniquement

l’environnement direct de ce bloc-porte (sur une distance de 0,5 m).

Température : les zones impraticables, liées à ce critère concernent :

- la totalité de la zone bureaux en moins de 5 min, et la zone de départ de feu (secrétariat) au

bout de 4 min environ ;

- la zone foyer, et dès l’ouverture du bloc-porte d’accès aux locaux administratifs, uniquement

l’environnement direct (sur une distance de 0,8 m) de ce bloc-porte.


précoces que celles correspondantes à la température et au flux radiatif. Les zones de « non-

tenabilité », extérieures à la zone bureaux, concernent uniquement l’environnement immédiat du

bloc-porte d’accès à cette zone.

L’interprétation du dépassement des critères, dans la circulation doit être faite dans le cadre de la

modélisation de l’évacuation globale du cinéma car a une influence non négligeable sur l’évacuation

du complexe.

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37/310

2.3.5 Analyse « globale » de la sécurité du complexe et de l’évacuation

Afin de réaliser une analyse globale de la sécurité dans l’ouvrage, l’ensemble du complexe a été

modélisé. Ceci a permis également de simuler l’évacuation en cas d’incendie. Une vue frontale des

sales de cinéma est présentée dans la figure 12.

Figure 12 : vue globale des salles de cinéma (façade est)

Les mailles discrétisant l'ensemble du domaine modélisé (environ 580 000) sont toutes cubiques et

d’arête 50 cm. Pour les simulations de l’évacuation, la présence de personnes à mobilité réduite n’a

pas été envisagée.

Il a été considéré que la durée entre le moment où l’alarme se déclenche et la mise en mouvement

d’une personne variait de 5 à 15 s (distribution uniforme parmi les occupants). En ce qui concerne le

choix des sorties, chaque occupant détermine l’issue qui lui permettra d’évacuer le plus vite, en

fonction de la distance, de sa vitesse de déplacement et du temps d’attente en cas de bouchon.

Cependant, il n’a pas été supposé de familiarité avec les sorties. Les issues de secours pour chaque

salle sont listées dans le tableau 7 en fonction des escaliers empruntés.

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Tableau 7 : liste des escaliers et évacuations desservies

Au total 29 capteurs numériques ont été placés le long des trajets d’évacuation pour évaluer au cours

du temps les conditions des critères de performance.

Par ailleurs, des exercices d’évacuation du cinéma ont été réalisés. Ces exercices concernaient

uniquement une grande salle de projection ; ils ont permis de déterminer notamment des durées de

sortie de salle et d’évacuation complète du complexe cinématographique en fonction des issues

disponibles. Les résultats pour deux exercices ainsi que leurs respectives simulations sont présentés

dans le tableau 8.

Tableau 8 : comparaison des résultats d'expérience et simulations d'évacuation d’une salle de projection et

du complexe cinématographique (jusqu'au point de rassemblement)

Les valeurs de vitesse de déplacement utilisées dans les simulations et qui ont permis d’obtenir des

temps d’évacuation proches de ceux relevés lors des exercices (cf. tableau 8) sont les suivantes :

- vitesse de déplacement horizontal : 0,9 m/s ;

- vitesse de déplacement dans les escaliers (en montée) : 0,6 m/s ;

- vitesse de déplacement dans les escaliers (en descente) : 0,9 m/s.

Escalier Evacuation

Escalier 10 Salle 10 - Bas




Rampe centrale Salles 11, 12 - Haut

Escalier SO(2)

Salles 10, 11 - Haut

Salles 20, 21, 22, 23 - Haut

SAS près de la salle 13 Salles 12, 13 - Haut

Escalier SO(1) Salles 20, 31, 30, 31 - Haut

Escalier NO(1)

Salle 20 - Bas


Escalier NO(2)


Salle 30 - Bas

Escalier C(1)

Salle 22 - Bas

Salle 31 - Bas

Escalier C(2)

Salle 21 - Bas

Salle 32 - Bas

Escalier E(1) Salle 33 - Bas

Escalier E(2) Salles 23 - Haut

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Afin de déterminer le temps d’évacuation du complexe cinématographique, deux approches ont été

utilisées : le calcul simplifié du temps d’évacuation et la simulation numérique de l’évacuation avec le

logiciel EVAC.

Calcul simplifié du temps d’évacuation

Une méthode de calcul dite « simplifiée » a été utilisée : le temps d'évacuation correspond à la

somme du temps de sortie de la salle de la première personne + temps de parcours jusqu'au

dégagement + temps de franchissement de la porte + temps de parcours dans le dégagement. Les

temps d'évacuation en fonction des dégagements empruntés sont représentés dans le tableau 9.

Tableau 9 : temps d'évacuation en fonction des dégagements empruntés

Lieu de départ Temps d'arrivée à l'extérieur (min)

Escalier 10 2,29

Escalier 11 2,29

Escalier 12 2,16

Escalier 13 1,87

Rampe centrale 1,74

Escalier SO(2) 3,41

Sas près de la salle 13 2,26

Escalier SO(1) 5,98

Escalier NO(1) 8,17

Escalier NO(2) 7,63

Escalier C(1) 5,16

Escalier C(2) 4,61

Escalier E(1) 6,47

Escalier E(2) 5,77

Temps maximum

d'évacuation du

complexe 8,17

Simulation numérique de l’évacuation avec le logiciel EVAC

Lors de la simulation numérique de l’évacuation, le choix des sorties des salles est imposé par

l’utilisateur, car il n’est pas possible avec EVAC qu’une même portion d’escalier soit utilisée à la fois

en montant et en descendant. Le problème étant que dans chaque salle de cinéma certaines

personnes descendent les escaliers et d’autres les montent. Il faut donc imposer quelle proportion de

gens utilisera dans chaque salle la sortie basse (ce qui dans EVAC revient à imposer quelle proportion

des escaliers servira à descendre) et quelle proportion la sortie haute [5]. Deux cas ont donc été

testés :

- les personnes se répartissent équitablement entre la sortie basse et les sorties hautes

(« Évacuation 50-50 ») ;

_________________________________________________________________________________________________________________

40/310

- les personnes repartent majoritairement par là où elles sont arrivées, soit 80 % des personnes

repartent par les sorties hautes (« Évacuation 80-20 »).

Comparaison des deux méthodes de calcul et résultats

Les résultats de temps d’évacuation en fonction de la sortie utilisée sont présentés conjointement

avec les résultats du calcul simplifié dans le tableau 10.

Tableau 10 : comparaison des temps d'évacuation pour chaque sortie en fonction de la méthode utilisée (unités minutes)

De nombreuses différences sont constatées entre les deux méthodes :

- le temps de sortie des escaliers 10 à 13 est plus rapide avec EVAC, encore plus lorsque seulement

20 % des personnes utilisent les sorties basses ;

- personne n’utilise la rampe centrale avec EVAC ;

- le temps d’évacuation est beaucoup plus rapide au niveau des escaliers NO(1) et NO(2) avec

EVAC, car moins de personnes utilisent les coursives extérieures ;

- beaucoup plus de personnes empruntent l’escalier C(2) selon le calcul d’EVAC.

Malgré ces différences, les temps totaux d’évacuation du complexe sont assez proches, entre 8 et

9 min. La différence majeure entre les 2 approches vient du fait que dans EVAC les personnes ne se

répartissent pas de manière équivalente en fonction des issues, et donc le temps d’évacuation est

légèrement plus long. Cependant, si l’on se réfère aux exercices d’évacuation, on constate que les

occupants ont tendance à prendre tous la même sortie plutôt que de se répartir entre les différentes

issues. Pour la suite, une évacuation des salles du type 50-50 a été considérée, ce qui est en accord

avec les observations du premier exercice d’évacuation.

Les simulations incendie couplées avec l’évacuation ont permis de conclure qu’au bout de 5 min, les

salles sont toutes vides, et une minute plus tard, seuls les escaliers E(1) et E(2) sont encore utilisés.

L’évacuation se termine à t0 + 9 min. Le temps d’évacuation est donc de 8 min, ce qui est inférieur au

_________________________________________________________________________________________________________________

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temps obtenu sans incendie. La différence vient du fait que les escaliers C(1) et C(2) sont beaucoup

moins utilisés [5]. Il est cependant rappelé que les hypothèses du calcul de l’évacuation considèrent

qu’il n’y a pas de personnes handicapées et qu’il n’y a pas chez les occupants des comportements

anormaux qui pourraient ralentir l’évacuation. Des facteurs de sécurité pourraient être considérés

afin de disposer de marges de manœuvre pendant l’évacuation des personnes.

Le tableau 11 récapitule le temps d’évacuation du complexe pour chaque scénario, ainsi que la

répartition des personnes en fonction des issues.

Tableau 11 : répartition des personnes pour chaque scénario et temps d'évacuation

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Les résultats montrent que dans le scénario relatif à l’incendie dans la grande salle, le feu démarre

dans les niveaux supérieurs du complexe et les fumées ne se propagent pas aux niveaux inférieurs.

Ainsi, les personnes peuvent évacuer par la partie centrale du cinéma. Environ une centaine de

personnes sont comptabilisées en plus au niveau de l’escalier central C(2) au détriment

principalement de l’escalier SO (dont l’accès est fait par l’allée centrale du complexe mais dont le

parcours est plus long). Toutefois, un départ de feu dans la grande salle du niveau 2 pourrait enfumer

l’escalier central et rendre plus difficile l’évacuation des personnes qui se trouvent dans les salles

supérieures.

Les simulations numériques ont montré que les fumées envahissent très vite la partie centrale du

cinéma lors des départs de feu dans le local sous-stockage, les cabines de projection et les bureaux.

Ensuite, elles sont transportées par effet cheminée vers le niveau supérieur du complexe

cinématographique rendant impossible l’évacuation par les escaliers centraux.

Il a été observé que les temps d’évacuation sont plus courts pour les scénarios dans les salles, d’une

part car la salle concernée est évacuée immédiatement dès le début de l’incendie (pour déterminer

le temps d’évacuation on prend comme temps initial le moment où l’alerte est donnée dans les

autres salles), d’autre part car la répartition des personnes pour chaque issue est plus efficace.

2.3.6 Conclusion

La méthodologie générale ISI définie dans le cadre du PN-ISI a été utilisée dans un cas concret afin de

vérifier sa mise en œuvre. Le cas d’étude retenu est un complexe cinématographique multisalle

existant pouvant accueillir dans les salles de projection au total 2 574 personnes.

La stratégie de sécurité retenue (en accord avec la préoccupation majeure de l’exploitant) concerne

la préservation de la vie des personnes présentes à l’intérieur de l’ouvrage dans des conditions

normales d’exploitation ; les objectifs de sécurité, les exigences fonctionnelles et les critères de

performance ont été choisis en conséquence.

L’évaluation du niveau de sécurité s’est appuyée sur des simulations numériques incendie et

d’évacuation des personnes ainsi que sur des essais expérimentaux. Notamment, des exercices

d’évacuation d'une salle de cinéma ont été menés afin d’obtenir des données pour la comparaison

avec les résultats numériques.

L’utilisation du couplage entre la simulation du développement du feu et celle du mouvement des

personnes s’avère indispensable pour évaluer correctement le niveau de sécurité d’un bâtiment vis-

à-vis de la sauvegarde de la vie et de la santé. Cette étude confirme également l’intérêt d’une

méthodologie fondée sur des critères de performance à atteindre.

Pendant cette étude, une analyse numérique a été réalisée concernant des scénarios dans les locaux

suivants : une grande salle, une petite salle, une cabine de projection, un local de stockage et une

zone de bureaux (secrétariat). Les codes utilisés ont été FDS pour le développement du feu et EVAC

pour l’évacuation des personnes.

Les simulations ont mis en exergue que les conditions de tenabilité (comme définies dans la

méthodologie) dans les voies d’évacuation ne sont pas nécessairement respectées jusqu’à ce que

tous les occupants aient évacué, en outre, la visibilité peut être réduite dans plusieurs endroits.

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Lors de cette étude, trois variantes de la stratégie d’évacuation ont été simulées afin de rechercher si

une évacuation séquencée du cinéma permettrait d’atteindre le même niveau de sécurité de la

stratégie réglementaire, voire de l’améliorer (cf § 3.3). Il apparaît que finalement l’évacuation

complète et simultanée reste la méthode qui présente le meilleur niveau de sécurité pour les

personnes.

Le groupe de travail a noté la difficulté de réaliser une analyse de risque mettant en jeu l’évaluation

des couples probabilité/gravité pour chaque scénario. L’indisponibilité de données statistiques

propres au domaine étudié est le principal biais.

Enfin, le groupe de travail a conclu qu’il n’était pas possible d’inclure de manière clairement

quantifiée des marges de sécurité dans les analyses menées.

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3 Commentaires généraux sur l’application d’une démarche

d’ingénierie de la sécurité incendie

La méthodologie générale (voir rapport d'action 1) constitue un cadre d’application de l’ingénierie

de la sécurité incendie commun à l’ensemble des acteurs impliqués dans ce domaine. Les

disciplines couvertes sont vastes et leur maîtrise est de plus en plus pointue avec l’amélioration

des connaissances liée aux recherches menées et au développement des outils numériques. Ces

approches, encore récentes, présentent tout naturellement des points sensibles qui doivent être

traités avec l’attention nécessaire. Les commentaires généraux présentés ici se sont dégagés lors

des cas d’étude présentés au chapitre 2 et permettent de mettre le focus sur ces points sensibles.

En raison des travaux qui se sont déroulés en parallèle sur ces études de cas et l'amélioration de la

méthodologie générale, un grand nombre de ces points sensibles ont été intégrés dans la

proposition finale de cette méthodologie.

3.1 Homogénéisation des méthodes de travail La réalisation conjointe des évaluations a permis aux experts de partager et comparer leurs

méthodes de travail. Ces échanges ont mis en avant le fait que la façon d’aborder un problème, tel

que celui de la sécurité des personnes, peut être différente d’une équipe à l’autre. L’approche est

influencée par de multiples facteurs tels que : l’expérience de l’ingénieur ISI, les habitudes de son

organisme pour aborder certaines problématiques, les données disponibles… Afin d’améliorer

l’homogénéité des analyses menées et des résultats présentés dans les rapports ISI, des échanges

permanents entre les équipes devraient être promus tout en respectant le savoir-faire de chaque

organisme.

3.2 Statistiques publiques Lors de la réalisation des études ISI, toutes les équipes de travail ont fait part dans leurs rapports du

manque de statistiques publiques sur des sinistres survenus dans des établissements similaires à

ceux étudiés. Les données statistiques sont nécessaires pour pouvoir évaluer le couple

probabilité/gravité qui permet de déterminer le risque incendie. Par ailleurs une banque de données

sur les scénarios d'incendies réels permettrait d'éclairer l’ingénieur ISI sur des scénarios incendie

atypiques (notamment ceux qui pourraient être identifiés comme ayant une faible probabilité

d’occurrence). La mise en place d’outils sur le retour d’expérience tel que ISIREX (voir le rapport

d’action 5 du PN ISI) devrait permettre d’améliorer l’accès et l’utilisation de ces statistiques.

3.3 Méthodes d’analyse de risque Lors des travaux de l’action 3 du PN-ISI (« Démarche d'évaluation de la sécurité et d'aide à la

décision ») près d’une dizaine de méthodes d’analyse de risque ont été recensées. Ces méthodes ont

été développées pour l’évaluation des risques dans des installations industrielles. Etoffer ces

méthodes d’analyse de risque au cas des bâtiments courants, permettrait de rendre la procédure

systématique et de guider l’ingénieur directement sur les facteurs les plus influents pour la

croissance du feu ainsi que sur les éléments les plus critiques au regard de la sécurité des personnes.

Dans les travaux réalisés pendant l’action 7, les analyses de risque ont été réalisées qualitativement

_________________________________________________________________________________________________________________

45/310

sur la base des jugements d’experts (sur la base d’une visite sur site et d’une étude approfondie des

plans de l’ouvrage).

La définition des scénarios d’étude découle d’un regroupement des scénarios identifiés (une analyse

de risque et une proposition de solution de conception sont réalisées au-préalable - voir

méthodologie action 1). La mise à disposition de critères explicites permet d’aider l’ingénieur ISI à

réaliser correctement le regroupement des scénarios.

3.4 Codes de simulation numérique Toutes les études ont utilisé des codes de simulation numérique qui sont soit des codes développés

en interne, soit des codes produits par des organismes extérieurs (payants ou gratuits). Souvent, les

limites d’utilisation de ces codes ne sont pas spécifiées, sont mal connues par les ingénieurs ISI ou

sont difficiles à être interprétées du fait qu’elles ne sont pas exprimées quantitativement. Ce manque

de connaissance pourrait être la cause d’une utilisation inadéquate d’un code de calcul.

Concernant les codes de simulation numérique, en plus de l’alinéa précédent, il peut être noté que

les procédures de vérification/validation n’ont parfois pas été réalisées ou ne concernent pas la

totalité des fonctionnalités proposées. Le calage des modèles, lorsque l'on est aux limites du

domaine de validité, dans les conditions proches de celles traitées dans l’étude est à encourager

lorsque le contexte de l’étude le permet. Les techniques décrites dans la norme ISO 16730 [1]

peuvent par ailleurs être utilisées. L’attention doit être portée sur le fait que ces procédures ne

doivent pas être négligées de sorte à garantir la qualité des données de sortie et des conclusions qui

en découlent.

Les analyses paramétriques globales (et de sensibilité) des codes de calcul peuvent être parfois

lourdes à mettre en œuvre par les ingénieurs ISI. En fonction des situations rencontrées, Il est

souhaitable de procéder à au moins une « analyse type » (par exemple, vérification de l’influence de

certains paramètres pour un type d’étude donné). Les études de sensibilité permettent de présenter

aux autorités compétentes le type et niveau d’incertitudes que l’étude comportera.

3.5 Validations expérimentales / essais grandeur réelle Dans certaines situations complexes pour lesquelles les outils de simulations n'existent pas ou

lorsque la validation du modèle est loin d'avoir couvert les conditions du cas étudié, l’utilisation de

modèles numériques ne peut pas complètement se substituer à des résultats expérimentaux. Dans

de tels cas, elle doit être couplée à la réalisation d’essais grandeurs représentatifs dans un double

objectif d’amélioration des capacités prédictives des modèles et d’amélioration des connaissances

sur les phénomènes physiques du feu ou de ses effets.

La réalisation d’exercices d’évacuation peut être soulignée avec le même objectif que mentionné

précédemment, à savoir amélioration des capacités prédictives des modèles et surtout amélioration

des connaissances du comportement humain. Dans ce même esprit, des données recueillies après

sinistre auprès de personnes ayant été confrontées à une évacuation, contribueraient à la validation

des modèles.

Plus largement, quel que soit le modèle utilisé (développement de feu, résistance structurale,

évacuation des occupants…) l’investigation de sinistres constitue également une source

_________________________________________________________________________________________________________________

46/310

d’information très importante pour valider la capacité de prédiction des simulations numériques

réalisées.

3.6 Regard critique de la part d’un tiers expert Il est essentiel que les données utilisées dans une étude ISI soient complètement transparentes. En

effet, le lecteur doit pouvoir être en mesure de comprendre les hypothèses et leurs impacts. C’est

donc à l'ingénieur ISI de convaincre le lecteur de la pertinence de ses choix (aux niveaux des données

d’entrée, des scénarios, des codes de calculs utilisés, du recours à des résultats expérimentaux…). La

justification d’une étude ISI doit passer non seulement par une vérification des mécanismes et des

hypothèses effectuées mais elle peut aussi, le cas échéant, passer par la vérification de la validité des

résultats. Ceci est d’autant plus vrai que les résultats se situent dans les zones proches des seuils des

valeurs de performance (passe/rejet). Afin d’avoir la possibilité de réaliser des expertises ultérieures,

les autorités pourraient établir des critères relatifs aux données à expliciter impérativement dans les

rapports ISI (par exemple spécifiques à chaque code de calcul ou type d’étude).

3.7 Incertitudes Dans le cas de l’étude de la réhabilitation d’un hôtel, et du choix de la solution de mise en sécurité la

plus pertinente, les incertitudes sur les résultats ont été évaluées à travers une étude de sensibilité.

Les fréquences d’apparition des Evènements Non Souhaités sont dépendantes des lois, des

connaissances expertes et des données fournies au modèle évènementiel retenu pour l’étude. Pour

limiter le nombre de paramètres étudiés, il a été fait appel aux Plans d’Expériences Fractionnaires.

Toutefois, de nombreuses incertitudes sur les lois utilisées et sur la valeur exploitée résident.

Dans le cas du complexe cinématographique, des incertitudes n'ont pas pu être évaluées, ce sont :

- le choix des scénarios (quid de l’évaluation de la probabilité de fonctionnement/défaillance des

installations techniques ?) et plus précisément la probabilité d’occurrence des différents scénarios

(pas de statistique disponible pertinente) ;

- les temps d’évacuation : les résultats obtenus lors des exercices d’évacuation correspondent à des

conditions « idéales » d’évacuation, à savoir que les personnes présentes étaient averties des

exercices et que ces derniers se sont déroulés sans présence de feu et sans présence de public

particulier (personnes à mobilité réduite, personnes âgées, enfants…) ;

- les données d’entrées sur les modèles numériques utilisés de type FDS (hypothèse que les

paramètres par défaut du code sont valides pour le type de feu modélisé).

Pour ce qui est de ce dernier point, il est ressorti une difficulté particulière pour adjoindre aux

résultats numériques une incertitude. Celle-ci peut être liée au modèle (incertitude intrinsèque), au

maillage utilisé dans les simulations, à la qualité des données d’entrée (incertitude sur les courbes de

débit calorifique par exemple) mais également à la formation de l’utilisateur.

Le groupe de travail a conclu qu’il n’était pas possible d’inclure de manière clairement quantifiée des

marges de sécurité dans les analyses menées. Cependant à chaque étape, des évaluations enveloppe

sont parfois conduites (par exemple courbe de débit calorifique majorée en début de feu). Ceci peut

avoir une incidence pour la détermination d’un niveau global de sécurité dans les approches

déterministes et la manière dont peut être interprétée l’atteinte des critères de vulnérabilité.

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47/310

3.8 Niveau de performance à atteindre Lors d’une étude dans laquelle une démarche relative est utilisée afin de comparer une configuration

alternative dimensionnée en ISI à une configuration dite « réglementaire », l’appréciation du niveau

de performance de cette dernière est réalisée par l’ingénieur ISI. Conformément à la méthodologie

générale développée dans l’action 1, ce niveau de performance est validé par les autorités qui

doivent accompagner l’ingénieur ISI dans son interprétation des prescriptions et ainsi veiller à une

bonne retranscription des exigences réglementaires. Il se peut que les exigences réglementaires

conduisent à un niveau de sécurité jugé insatisfaisant par les parties prenantes, auquel cas le niveau

de sécurité cible à atteindre sera défini en concertation avec ces mêmes parties prenantes.

3.9 Le coût des études ISI Le coût des études ISI peut être élevé (les cas d’étude présentés illustrent les développements requis

pour des objectifs et les exigences fonctionnelles sélectionnées). Un coût élevé d’une étude de

sécurité dans un contexte économique difficile pour la maîtrise d’ouvrage pourrait devenir

défavorable vis-à-vis de la qualité de l’étude rendue et par conséquence atteindre la sécurité des

personnes, des biens et de l’environnement. Un soin doit être apporté par les autorités compétentes

pour s’assurer de la qualité des études.

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48/310

4 Conclusion

La réalisation d’expérimentations ISI dans le cadre du Projet National a été riche d’enseignements car

elle a permis d’évoquer les problématiques dans un contexte non contractuel mais de recherche.

Il apparaît que la réussite d’une étude d’ingénierie tient à la multidisciplinarité de l’équipe d’étude et

aux origines professionnelles différentes des personnes. Ainsi, les expériences partagées des

personnels des services de secours, des réglementeurs et des bureaux d’études alliant les aspects

numériques et expérimentaux sont nécessaires.

Une étude d’ingénierie devrait prendre en compte des analyses de sensibilité, par exemple il a été

introduit dans la méthodologie générale le fait qu’une étude de sensibilité sur les paramètres

déterminants est nécessaire en particulier lorsque les résultats de l’évaluation sont proches des

critères d’acceptation. Cette « proximité » sera définie au cas par cas compte-tenu de la criticité des

critères. En d’autres termes, lorsque cette étude de sensibilité ou l’étude détaillée des incertitudes

n’est pas réalisée, ceci devra être justifié.

Les résultats issus des simulations, qu’elles concernent le développement du feu ou l’évacuation des

personnes, sont souvent considérées comme des données brutes comparées directement aux

valeurs seuils des critères de performances. Il est souhaitable que les marges de sécurité soient

évaluées en parallèle à la robustesse des solutions. Il est cependant, en l’état actuel des

connaissances, complexe de donner des préconisations quant à la prise en compte des facteurs de

sécurité. Des approches enveloppes doivent être retenues.

Les expérimentations réalisées mettent en avant le potentiel des méthodes numériques et des

développements prometteurs mais également les précautions avec lesquelles elles doivent être

manipulées. Cet aspect est sans doute l’un des plus sensibles car le réalisme des images issues d’un

modèle CFD peut être trompeur quant à la justesse du résultat.

C’est en portant une attention particulière aux points sensibles que l’utilisation de l’ingénierie de la

sécurité incendie pourra s’étendre et répondre aux besoins croissants d’une analyse de la sécurité

incendie plus précise.

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5 Références

1. ISO 16730:2008 Ingénierie de la sécurité incendie -- Évaluation, vérification et validation des

méthodes de calcul. ISO 2008.

2. Plusieurs auteurs. Case Study: French senior living facility, 6th International Conference on

Performance-Based Codes and Fire Safety Design Methods, Tokyo (Japan) 14-16 June 2006.

3. Arrêté du 25 juin 1980 portant approbation des dispositions générales du règlement de

sécurité contre les risques d'incendie et de panique dans les établissements recevant du

public (ERP types GN, GE, CO, AM, DF, CH, GZ, EL, EC, AS, GC, MS).

4. MANGUIN J., FROMY P., DEMOUGE F. Approche par simulation événementielle probabiliste

de la sécurité incendie : application à un hôtel. Etude de la sensibilité des résultats en

fonction de la variation des paramètres et des données. IREX, mars 2009 (Voir annexe A).

5. PN-ISI A07. Application de la méthodologie générale ISI sur un complexe cinématographique

multisalle, PN-ISI, mars 2010 (Voir annexe B).

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Annexe A – Approche par simulation événementielle probabiliste de la sécurité incendie : Application à un hôtel Etude de la sensibilité des résultats en fonction de la variation des paramètres et des données

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Sommaire

SOMMAIRE ................................................................................................................................ 51

1 INTRODUCTION .................................................................................................................... 53

2 RAPPEL DE L’ÉTUDE............................................................................................................... 54

2.1 LES RÉSULTATS OBTENUS POUR LE FEU DE PARKING 57

2.2 LES RÉSULTATS OBTENUS POUR LE FEU DE CHAMBRE PAR L’APPROCHE 1 58

2.3 LES RÉSULTATS OBTENUS POUR LE FEU DE CHAMBRE PAR L’APPROCHE 2 59

3 ANALYSE DE ROBUSTESSE ..................................................................................................... 62

4 LES RÉSEAUX DE PETRI POUR LA PHASE 1 .............................................................................. 64

4.1 RDP DÉPART DE FEU 64

4.2 RDP LOCAL CHAMBRE SOURCE 64

4.3 RDP LOCAL COULOIR 65

4.4 RDP LOCAL CHAMBRE VIS-À-VIS 65

4.5 RDP PORTE 65

4.6 RDP FENÊTRE 66

4.7 RDP COMPORTEMENT DES PERSONNES DANS LA CHAMBRE SOURCE ET LA CHAMBRE EN VIS-À-VIS 66

4.8 RDP DES ÉQUIPEMENTS 66

4.9 RDP PERSONNEL DE SÉCURITÉ ET RDP SECOURS 67

4.10 RDP LANCEMENT DES STRATÉGIES 67

5 LES PARAMÈTRES RETENUS ................................................................................................... 68

5.1 LISTE DES FACTEURS RETENUS 68

5.2 LISTE DES PARAMÈTRES RETENUS POUR LA PHASE 1 69

6 PLANS D’EXPÉRIENCES PROPOSÉS – RÉSULTATS – PHASE 1 .................................................... 73

6.1 PHASE 1 : PLANS D’EXPÉRIENCES POUR 11 FACTEURS 73

6.2 AFFECTATION DES FACTEURS : 74

6.3 RÉSULTATS DES ESSAIS POUR 11 FACTEURS: 76

6.4 CALCUL DES EFFETS DE CHAQUE FACTEUR 80

6.5 ANALYSE DE LA VARIANCE SUR LES EFFETS DES FACTEURS 86

6.6 SYNTHÈSE DES RÉSULTATS 92

7 PLANS D’EXPÉRIENCES PROPOSÉS – RÉSULTATS – PHASE 2 .................................................... 93

7.1 PLAN D’EXPÉRIENCES À 8 ESSAIS 93

7.2 PLAN D’EXPÉRIENCE À 16 ESSAIS : 96

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7.3 RÉSULTATS OBTENUS AVEC 8 ESSAIS 98

7.4 CALCUL DES EFFETS ET ANALYSE DE LA VARIANCE À 8 ESSAIS 101

7.5 RÉSULTATS À 16 ESSAIS 103

7.6 ANALYSE ET COMMENTAIRES DES RÉSULTATS – 16 ESSAIS 106

7.7 CALCUL DES EFFETS ET ANALYSE DE LA VARIANCE À 16 ESSAIS 108

8 CONCLUSION ....................................................................................................................... 113

9 RÉFÉRENCES ........................................................................................................................ 116

ANNEXE 1 : LES RÉSEAUX DE PETRI POUR L’ÉTUDE DE SENSIBILITÉ .............................................. 117

ANNEXE 2 : APERÇU DE LA TECHNIQUE DES PLANS D’EXPÉRIENCES ET DE L’ANALYSE DE LA

VARIANCE ................................................................................................................................. 127

1 INTRODUCTION ................................................................................................................... 127

2 LA MÉTHODE TRADITIONNELLE D’ÉTUDE D’UN PHÉNOMÈNE ................................................ 128

3 LA MÉTHODE DES PLANS D’EXPÉRIENCES ............................................................................. 130

4 LES PLANS D’EXPÉRIENCES COMPLETS .................................................................................. 131

4.1 PLAN 22 : CHOIX DES ESSAIS 131

4.2 CALCUL DES EFFETS ET DES INTERACTIONS 133

4.3 GÉNÉRALISATION 134

5 LES PLANS D’EXPÉRIENCES FRACTIONNAIRES (PEF) ............................................................... 137

5.1 NOTION DE MODÈLE 137

5.2 NOMBRE DE DEGRÉS DE LIBERTÉ D’UN MODÈLE 138

5.3 ORTHOGONALITÉ ET TAILLE D’UN PEF 138

5.4 LES PEF DE TAGUCHI 138

6 ANALYSE DE LA VARIANCE SUR LES EFFETS DES FACTEURS .................................................... 142

6.1 ANALYSE DE LA VARIANCE 142

6.2 EXEMPLE D’APPLICATION EN ISI 144

6.3 CALCUL DES EFFETS ET ANALYSE DE LA VARIANCE 146

7 BIBLIOGRAPHIE .................................................................................................................... 148

_________________________________________________________________________________________________________________

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1 Introduction

Dans le cadre des travaux menés sur un hôtel du groupe ACCOR à Marseille pour évaluer le risque

incendie en cas de départ de feu dans une chambre, des simulations à l’aide des réseaux de Petri ont

été effectuées pour obtenir une description des risques et pour évaluer différentes mesures de

sécurité.

Le travail réalisé met en œuvre une approche par simulation probabiliste événementielle à l’aide des

réseaux de Petri dont les données et les connaissances nécessaires sont fournies soit par des

connaissances expertes, soit par des modèles physiques de feu multipièces.

La faisabilité d’une telle approche pour les études d’ingénierie de la sécurité incendie a clairement

été démontrée ; les résultats obtenus sont très intéressants et permettent de chiffrer effectivement

les événements non souhaités (ENS) par des fréquences d’apparition.

Dans les conclusions du rapport et dans les discussions de celui-ci menées au sein du groupe 5 du PN-

ISI, il a été remarqué que les résultats obtenus, les fréquences d’apparition des ENS, sont dépendants

des lois, des connaissances expertes et des données fournies au modèle événementiel.

Il est alors apparu indispensable de mener une étude de sensibilité des résultats aux valeurs des

paramètres utilisés, afin d’estimer l’influence des différents facteurs sur les fréquences d’apparition

des ENS et ainsi fiabiliser la qualité des résultats obtenus. La réponse aux questions suivantes est

importante : quels sont les facteurs influents ? Quels sont ceux dont l’influence est faible ? Les

fréquences des ENS sont-elles fortement modifiées ?

Ce rapport présente la façon dont cette étude a été menée prenant en compte les deux modes de

simulation utilisés :

- les réseaux de Petri renseignés par des connaissances expertes : ils permettent des

simulations nécessitant des temps de calcul courts si bien qu’il est possible de tester

aisément la variation de nombreux paramètres et de déterminer, parmi ceux-ci, les

paramètres ayant une influence significative ;

- les réseaux de Petri renseignés par des connaissances évaluées avec des modèles physiques

de feu : nécessitant des temps de simulation beaucoup plus importants, ils n’ont été utilisés

que dans un second temps pour mesurer l’influence des paramètres significatifs définis ci-

dessus.

La technique des Plans d’Expériences Fractionnaires (PEF) a été utilisée pour mener les essais

nécessaires de façon à en réduire le nombre ; la significativité des facteurs et des paramètres retenus

est déterminée par les méthodes habituelles de l’analyse de la variance appliquée aux effets des

facteurs calculés pour les essais effectués.

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2 Rappel de l’étude

Les simulations ont été menées pour un feu démarrant soit dans le parking de l’hôtel (feu de

véhicule), soit dans une chambre (feu de literie).

Les simulations effectuées ont permis de quantifier la fréquence d’occurrence des événements non-

souhaités suivants :

Pour le feu de parking :

- Décès des usagers du parking.

- Décès des occupants des chambres.

- Décès des personnels du hall d’accueil.

Pour le feu de chambre :

- Décès des occupants des chambres voisines (décès multiples).

- Décès de l’occupant (client) de la chambre dans laquelle le feu a pris.

- Décès du personnel de sécurité1 de l’hôtel.

Les réseaux de Petri permettent de modéliser tous les éléments du système étudié, à savoir :

- les locaux concernés (représentés sur les deux figures 2.1 et 2.2 ci-dessous) ;

- leurs équipements (portes, fenêtres, alarmes, sprinklers, etc.…) ;

- le comportement des personnes, aussi bien les clients que les personnels de service, et des

services de secours.

Les différents réseaux de Petri pour chacun des éléments du système contiennent des transitions

permettant de passer d’un état à un autre. Ainsi, par exemple, il est possible de passer pour une

porte de l’état « fermé » à l’état « détruit » par une transition dont les paramètres sont définis :

- soit par des connaissances expertes (Approche 1) ;

- soit par des connaissances issues des modèles physiques de feu portant sur les températures

de fumée (Approche 2).

1 On entend par personnel de sécurité, des agents désignés par la direction de l’établissement et entraînés à la

manœuvre des moyens de secours contre l'incendie et à l'évacuation du public (formulation du règlement de 1980)

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Figure 2.1 : Configuration des locaux vers le parking

Figure 2.2 : Configuration des locaux vers une chambre

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56/310

Approche 1 :

Le modèle construit pour les simulations est basé sur des réseaux de Petri dont les transitions sont

renseignées à partir de lois de probabilité et de conditions données par les experts, sans aucun

couplage physique. L’avantage principal d’une telle approche est, bien sûr, d’avoir des temps de

calcul très courts. L’inconvénient est que les résultats dépendent de la pertinence des connaissances

des experts.

Exemple de connaissances expertes formulées pour une porte :

Les experts estiment que la porte résiste au moins 30mn ; la porte est donc détruite

selon une loi uniforme comprise entre 1800 et 3600s.

Approche 2 :

Un modèle physique multi zones de développement du feu est constamment évalué au cours du

temps pour définir les deux grandeurs principales suivantes à chaque instant : la température de la

zone de fumée et la hauteur libre de fumée dans les différents locaux considérés. Les transitions sont

alors basées sur des conditions exprimées en fonction de ces grandeurs et sur des lois de probabilité.

Exemple pour la porte :

La porte est détruite par pyrolyse selon la condition suivante portant sur l’éclairement

énergétique (flux de chaleur incident), noté E, issu des gaz chauds :

E > E_ISO

où E_ISO est l’éclairement reçu par la porte dans les conditions d’un essai (courbe ISO).

L’éclairement E_ISO est tiré aléatoirement dans l’intervalle [15, 45mn] correspondant à

la performance de résistance au feu de la porte.

Cette approche est pour l’instant gourmande en temps de calcul du fait de l’évaluation à chaque

instant des grandeurs physiques.

Ces deux approches ont été développées en parallèle, notamment sur le feu de chambre, donnant

des résultats sensiblement concordants, comme nous le verrons dans la suite. Il est donc permis de

penser que ces deux approches sont valides et, en fait, complémentaires et non pas concurrentes.

En effet, de judicieux programmes de simulation effectués selon l’approche 2 permettraient

certainement de caractériser des connaissances expertes susceptibles de compléter les

connaissances actuelles, intégrables dans l’approche 1.

Au total, les simulations effectuées ont été les suivantes :

- Pour le feu de parking

L’approche 1 a été utilisée et elle a permis de quantifier la fréquence d’occurrence des

événements non souhaités (ENS) suivants :

o Décès des usagers du parking.

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57/310

o Décès des occupants des chambres.

o Décès des personnels du hall d’accueil.

- Pour le feu de chambre

Les approches 1 et 2 ont été utilisées en parallèle ; dans chaque cas, la fréquence

d’apparition des ENS suivants a pu être évaluée :

o Décès des occupants des chambres voisines (décès multiples).

o Décès de l’occupant (client) de la chambre dans laquelle le feu a pris.

o Décès du personnel de sécurité de l’hôtel.

Signalons que, compte tenu des temps de calcul, les fréquences d’apparition sont calculées selon

l’approche 1 à partir de simulations portant sur 1 000 000 d’histoires différentes alors qu’il n’est

possible, pour l’instant, de dérouler dans des temps raisonnables que 10 000 histoires selon

l’approche 2.

2.1 Les résultats obtenus pour le feu de parking Les travaux concernant le feu de voiture dans le parking ont été effectués à Polytech’Savoie, Ecole

d’Ingénieurs de l’Université de Savoie. Les hypothèses suivantes ont été retenues pour les

simulations que nous avons effectuées selon l’approche 1 sur une durée de 10 000s : (cf. Figure 2.1)

- les portes P3 et P4 sont considérées comme ouvertes, comme cela a été constaté lors de la

visite du site (ces portes étaient en effet bloquées en position ouverte) ;

- la possibilité d’extinction de l’incendie naissant par les personnes présentes dans le parking

est retenue ;

- l’alarme générale et l’alerte des services de secours sont déclenchées par le personnel

d’accueil, dès qu’il est informé de l’événement ;

- le parking est équipé de sprinklers ; deux simulations sont donc proposées, avec et sans

sprinklers, pour mesurer le gain de sécurité apporté par cet équipement.

Les tableaux 2.1.1 et 2.1.2 ci-dessous présentent respectivement les fréquences d’apparition de

chacun des états possibles du parking avec ou sans sprinklers et les fréquences d’apparition de

blessés ou de décès dans le parking.

Les résultats complets sont donnés dans le rapport A7G5T2 du 19 septembre 2007 intitulé

« Evaluation quantitative du schéma de sécurité incendie d’un hôtel ». Nous ne rappelons ici que les

résultats principaux.

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Evénement Fréquence d’occurrence Fréquence d’occurrence

sans sprinklers avec sprinklers

Parking redevenu sain par

extinction 94,4% 37,1%

Parking redevenu sain par

sprinklers 0% 62,6%

Parking enfumé 100% 100%

Parking impraticable 43,4% 2,3%

Tableau 2.1.1 : Etats du parking


sans sprinklers avec sprinklers

Blessés légers 21,8% 1,1%

Blessés graves 21% 1,0%

Décès parking 20% 0,9%

Tableau 2.1.2 : Blessés et décès dans parking

2.2 Les résultats obtenus pour le feu de chambre par l’approche 1 Le départ de feu dans une chambre constitue le deuxième scénario d’étude mené par

Polytech’Savoie, Ecole d’Ingénieurs selon l’approche 1. Les hypothèses suivantes sont retenues pour

cet événement : (cf. Figure 2.2)

- les portes des chambres P1 et P2 sont coupe-feu ; elles sont équipées d’un ferme-porte ;

- la chambre source et le couloir sont équipés d’un détecteur incendie (DI) ;

- l’heure du départ de feu et le fait que l’occupant de la chambre source soit endormi ou

éveillé est pris en compte dans les simulations effectuées ;

- le couloir donne sur l’extérieur et permet l’évacuation des personnes si les conditions ne sont

pas létales (couloir impraticable) ;

- l’alarme générale est déclenchée par le service d’accueil dès qu’il est informé de l’incendie.

Les tableaux 2.2.1, 2.2.2 et 2.2.3 montrent les fréquences obtenues pour l’état de la chambre,

l’apparition de blessés et de morts dans la chambre et dans la chambre en vis-à-vis dans deux cas

différents :

- les personnels de service n’interviennent pas sur le feu de chambre et appellent les services

de secours ;

- on suppose l’intervention des personnels qui tentent l’extinction de l’incendie avec ou sans

succès selon les cas dès qu’ils sont arrivés à la chambre concernée.

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sans intervention avec intervention

Chambre enfumée 100% 100%

Chambre impraticable 100% 93,1%

Couloir enfumé 15% 14,4%

Couloir impraticable 0,12% 0,10%

Désenfumage couloir déclenché 14,8% 14,3%

Tableau 2.2.1 : Etats des locaux




Blessés graves 46,6% 32,9%

Décès 42,8% 30,3%

Evacuation de la chambre source : 53,2% 53,6%

Occupants du couloir blessés légers : 46,1% 46,5%

Occupants couloir blessés graves ou décès 0%

Tableau 2.2.2 : Blessés et décès dans chambre source




Blessés graves 0,10% 0,09%

Décès 0,01% 0,01%

Tableau 2.2.3 : Blessés et décès dans chambre en vis-à-vis

2.3 Les résultats obtenus pour le feu de chambre par l’approche 2 Les travaux ont été menés au Département SSF du CSTB à Marne la Vallée. Pour une stratégie de

mise en sécurité donnée, 10000 simulations (histoires) ont été effectuées, puis la fréquence

d’occurrence de quatre événements non souhaités a été calculée. Trois d’entres eux portent sur les

personnes (Décès client chambre, décès personnel de sécurité, décès multiples), le dernier

(Flashover) est un feu généralisé dans au moins un volume et implique des dommages déjà

importants.

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Rappelons que dans cette approche un modèle physique de développement du feu est couplé avec

les réseaux de Petri, ce qui permet de considérer des conditions portant sur les paramètres

physiques (température, hauteur libre de fumée) dans les transitions.

Les mesures de mise en sécurité suivantes sont prises en compte :

1. DI dans la circulation.

2. DI dans la chambre.

3. Désenfumage de la circulation.

4. Ferme-porte.

5. Actions du personnel de sécurité.

6. Avertisseur sonore dans la chambre.

Différentes stratégies de mise en sécurité sont étudiées. Une stratégie est définie comme la mise en

œuvre d’un ensemble de mesures de mise en sécurité. Les stratégies simulées sont les suivantes :

A. 1, 5 (état avant travaux).

B. 1, 2, 4, 5 (envisagée par le maître d’ouvrage).

C. 1, 3, 4, 5 (prescriptions).

D. 1, 2, 4, 5, 6.

Le tableau 2.3.1 ci-dessous fait la synthèse des résultats obtenus pour les différentes stratégies

analysées. En prenant comme référence la stratégie C (prescriptions réglementaires), les cases des

trois autres stratégies pour chaque événement redouté ont été coloriées en rouge, jaune ou vert

selon que le résultat est moins bon, équivalent ou meilleur.

Événement redouté Fréquence d’occurrence (%)

A B C D

Décès

client n°1 51,0 39,8 50,5 31,6

Décès personnel de

sécurité 0,8 1,4 1,4 1,3

Décès

multiples 3,4 1,2 1,9 1,1

Flashover

chambre 8,4 3,2 3,0 2,9

Tableau 2.3.1 : Synthèse de l’évaluation du niveau de sécurité de l’hôtel en fonction des différentes stratégies de mise en sécurité envisagées

Ainsi, sur la base des hypothèses retenues, la stratégie B (mesures du maître d’ouvrage) apparaît

pertinente pour assurer un niveau de sécurité comparable à la stratégie C (mesures prescriptives).

L’étude montre également l’intérêt de compléter cette stratégie par un avertisseur sonore dans la

chambre pour améliorer la sécurité de l’occupant de la chambre source du départ de feu tout en

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61/310

reflétant la difficulté qu’il y a à assurer la sécurité des personnes directement au contact d’un départ

de feu dans un local à sommeil.

La stratégie proposée par le maître d’ouvrage repose sur une alerte et une intervention rapide du

personnel de sécurité de l’hôtel. Elle met donc en relief l’importance de :

- former le personnel ;

- mettre en place des procédures d’actions adaptées ;

- réaliser des exercices de mise en situation ;

- disposer d’un personnel permanent affecté à la sécurité.

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3 Analyse de robustesse

Les résultats des simulations effectuées, présentés ci-dessus, dépendent évidemment des lois et

données fournies au modèle événementiel, comme cela a été remarqué lors de la réunion de rendu

de la tâche 2 au GT5.

Il apparaît donc nécessaire de mesurer comment les résultats précédents sont susceptibles d’évoluer

sous l’effet de la variation des valeurs de certains paramètres comme par exemple :

- les délais d’intervention du personnel de sécurité ou des pompiers ;

- le taux de disponibilité des équipements (alarmes, DI, désenfumage,…) ;

- les délais de ruine des portes et des fenêtres ;

- les caractéristiques de départ et de développement du foyer ;

- etc.…

Il s’agit donc de réaliser une analyse de robustesse des résultats vis-à-vis de la variabilité de ces

paramètres. Quelles sont les variations constatées sur les niveaux de sécurité ? Les variations sont

elles fortes ou faibles ? La réponse à ces questions est évidemment primordiale si l’on veut

promouvoir cette méthode d’ingénierie dans la réalité.

Nous proposons de réaliser l’étude de robustesse sur l’hôtel de Marseille, ce qui permettra de

fiabiliser les résultats déjà obtenus sur ce même exemple, mais aussi de connaître la sensibilité des

résultats obtenus à la variation des lois et des données.

La mise au point du programme des essais et simulations à mener passe par les différentes étapes

suivantes :

1 – définir la liste des paramètres à faire varier et la plage de variation des valeurs de ces

paramètres ;

2 – établir un plan d’essais permettant l’évaluation de l’influence de chaque paramètre avec

un nombre d’essais le plus faible possible. En effet, si les simulations par l’approche 1 sont

rapides, celles menées avec l’approche 2 sont beaucoup plus gourmandes en temps de

calcul. Il est donc indispensable d’avoir le nombre d’essais minimum. Pour cela, le recours à

la technique des Plans d’Expériences Fractionnaires (PEF) est absolument nécessaire ;

3 – réaliser les essais du PEF défini pour l’hôtel ;

4 – analyser les résultats obtenus par l’analyse de la variance qui permet de mettre en

évidence les paramètres dont la variation est significative sur les résultats. Il faut en effet

distinguer l’effet réel d’un paramètre de la simple variabilité statistique du système étudié

due aux paramètres non contrôlés, c'est-à-dire aux paramètres non retenus dans l’étude de

sensibilité.

Pour des raisons de temps de calcul important déjà évoqué pour l’approche 2, les partenaires de

l’étude, CSTB et Polytech’Savoie, ont décidé d’un commun accord de travailler en deux phases :

Phase 1 – pratiquer une première étude exploratoire sur une large gamme de paramètres par

l’approche 1, peu gourmande en temps de calcul, afin de détecter par la méthodologie en quatre

étapes ci-dessus les paramètres significatifs d’une part, mais aussi, d’autre part, les paramètres

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influençant peu les résultats. Ils pourraient donc être négligés dans la phase 2 pour réduire le

nombre des simulations à effectuer ;

Phase 2 – réaliser une étude de robustesse par l’approche 2 avec les paramètres significatifs non

éliminés. Ils sont supposés avoir une influence significative sur les résultats. Cette seconde approche,

menée avec des modèles physiques, vise à confirmer les résultats de la phase 1 menée avec des

modèles à connaissances expertes.

Conformément aux décisions du GT5, l’étude de sensibilité n’est effectuée que pour le feu de

chambre, qui constitue le scénario principal sur lequel le groupe d’étude souhaite d’abord se

concentrer.

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4 Les réseaux de Petri pour la phase 1

Les réseaux de Petri (RdP) à base de connaissances expertes utilisés pour obtenir les résultats

montrés au paragraphe 2 dans l’approche 1 ont dû être complètement revus pour prendre en

compte certains phénomènes négligés initialement, mais intégrés dans les réseaux physiques du

CSTB, comme par exemple les conditions d’apparition du flashover dans la chambre ou de bris du

vitrage de la fenêtre. D’autres éléments concernant le comportement des personnes ont aussi été

ajoutés.

Une nouvelle version des réseaux de Petri a donc été développée pour cette étude de sensibilité afin

d’obtenir des résultats comparables pour les approches 1 et 2.

Les nouveaux RdP utilisés sont intégralement donnés dans l’Annexe 1 de ce document et nous allons

maintenant les présenter succinctement. Les valeurs d’intervalle ou les probabilités données ci-

dessous ont été retenues par les experts du CSTB et de Polytech’Savoie en vue de faire coller au

mieux les deux modèles liés à chacune des approches.

4.1 RdP Départ de Feu Ce réseau de Petri permet d’aboutir à la transition « début incendie » après avoir choisi le foyer (Fort,

Moyen ou Faible), le moment de l’incendie (Jour, Soir ou Nuit) et l’état de l’occupant de la chambre

(Eveillé ou Endormi). Les probabilités liées à ces différents choix sont directement indiquées dans le

RdP.

4.2 RdP Local Chambre Source Il décrit les différents états possibles de la chambre à partir de l’état initial considéré comme « sain »

dans la place 30.

- Etat enfumé : il est atteint par tirage selon une loi uniforme dans un intervalle de 15s à 40s ;

- Etat impraticable : atteint par tirage selon une loi uniforme entre 100 et 150s après

l’enfumage ;

- Flashover dans la chambre : il peut se déclencher à partir de l’état « impraticable » de la

chambre dans les conditions suivantes :

o Foyer fort : entre 2 et 5mn (120 à 300s) ;

o Foyer moyen : entre 5 et 15mn si la porte et/ou la fenêtre sont ouvertes ; sinon, pas de

flashover ;

o Foyer faible : jamais de flashover même si la porte ou la fenêtre sont ouvertes.

Si la porte de la chambre est ouverte ou détruite, on considère que le flashover se propage

immédiatement au couloir et à la chambre en vis-à-vis si, bien sûr, la porte de cette chambre est

aussi ouverte ou détruite.

_________________________________________________________________________________________________________________

65/310

4.3 RdP Local Couloir A partir de l’état « sain » (place 40), les états suivants sont possibles dans le couloir si la porte de la

chambre était initialement ouverte :

- Etat enfumé : il apparaît selon une loi uniforme entre 30 à 50s après l’enfumage de la

chambre et l’ouverture ou la destruction de la porte ;

- Etat impraticable : 60 à 180s après l’enfumage du couloir si le foyer est fort ou moyen ;

Si la porte initialement fermée est ouverte par l’occupant ou le personnel, les états précédents sont

atteints beaucoup plus vite, entre 10 et 40s car on estime que le foyer a déjà eu le temps de se

développer dans la chambre porte fermée. Cela justifie l’enfumage et l’impraticabilité beaucoup plus

rapide du couloir.

Les effets du désenfumage du couloir sont ensuite décrits pour retrouver un couloir désenfumé :

- après 30 à 60 s pour un foyer faible ;

- après 60 à 120s pour un foyer moyen ;

- après 120 à 240s pour un foyer fort.

Ces conditions, toujours basées sur des lois uniformes, ne sont valables que si le flashover ne s’est

pas communiqué au couloir. En cas de flashover, on considère que le désenfumage n’est pas

suffisamment efficace pour retrouver l’état désenfumé.

Remarquons que nous avons considéré que le retour du couloir à l’état « sain » sous l’effet du

désenfumage est impossible : le désenfumage maintient le couloir à l’état « enfumé » ou le ramène à

cet état dans les délais ci-dessus.

4.4 RdP Local Chambre vis-à-vis La chambre en vis-à-vis est traitée selon le même principe et les mêmes délais d’enfumage et

d’impraticabilité que le couloir à condition que le flashover ne s’y soit pas produit.

4.5 RdP Porte Les RdP à partir des places 80, 85 et 90 décrivent respectivement l’état initial de la porte, le

comportement de l’occupant de la chambre par rapport à la porte, les conditions de destruction de

celle-ci.

Au départ (place 80), la porte est fermée à 80% le jour, à 100% le soir ou la nuit. Si l’occupant (place

90) est éveillé ou réveillé par l’avertisseur, il évacue la chambre dans un délai de 10 à 40s en

refermant la porte de la chambre une fois sur deux (50%).

En cas de foyer faible, la porte de la chambre (place 85) n’est jamais détruite ; si le foyer est fort ou

moyen, celle-ci est détruite après 30mn par un tirage selon une loi uniforme ; si le flashover a eu lieu

dans la chambre, la destruction est beaucoup plus rapide et intervient selon une loi uniforme entre 5

et 20mn.

_________________________________________________________________________________________________________________

66/310

4.6 RdP Fenêtre La fenêtre double vitrage est initialement toujours fermée la nuit, ouverte à 20% le jour et le soir. La

destruction du vitrage intervient instantanément en cas de flashover, et, lorsque la porte de la

chambre est ouverte :

- entre 1 et 10mn si le foyer est fort ;

- entre 5 et 30mn si le foyer est moyen ;

- jamais si le foyer est faible.

Le vitrage n’est jamais détruit si porte et fenêtre sont fermées quel que soit le foyer.

4.7 RdP Comportement des personnes dans la chambre source et la

chambre en vis-à-vis Le RdP décrit à partir de la place 150 fixe les conditions d’évacuation de l’occupant de la chambre

selon qu’il est initialement éveillé ou endormi, soit par lui-même, soit par le personnel de sécurité ou

par les pompiers ainsi que l’état de cet occupant : sain, blessé léger ou grave, décès.

Les mêmes principes sont appliqués à l’occupant de la chambre en vis-à-vis dans un RdP spécifique

décrit à partir de la place 170.

Si l’occupant est éveillé ou réveillé, il évacue dans le couloir selon une loi uniforme entre 10 et 40s si

celui-ci n’est pas impraticable, puis vers le desk entre 1 et 3mn (loi uniforme). Le personnel est alors

alerté par l’occupant.

Si la chambre est impraticable avant l’évacuation, l’occupant passe alors par les états successifs

suivants :

- « blessé léger » entre 0 et 30s selon une loi uniforme ;

- « blessé grave » entre 0 et 60s plus tard ;

- puis « décédé » entre 0 à 120s plus tard).

Ces délais ne s’appliquent évidemment pas si, entre temps, l’occupant peut être évacué par le

personnel de sécurité ou mis en sécurité par les pompiers.

4.8 RdP des équipements Ces RdP (places 200, 210, 220 et 230) concernent la DI de la chambre, celle du couloir, le

désenfumage et l’avertisseur dans la chambre. Selon les stratégies A, B, C ou D, tous ces

équipements ne sont pas systématiquement présents.

Les détections incendie se déclenchent avec une probabilité de 99% et ne sont défaillantes que dans

1% des cas. L’avertisseur sonore, lorsqu’il existe dans la stratégie D, se déclenche en même temps

que la DI de la chambre.

_________________________________________________________________________________________________________________

67/310

Le désenfumage, quant à lui, a lui aussi un taux de fiabilité de 99% et est déclenché soit avec la DI du

couloir si elle s’active, soit par le personnel lorsqu’il arrive sur zone.

4.9 RdP Personnel de sécurité et RdP Secours Le personnel de sécurité (place 400) est alerté soit par la DI de la chambre lorsqu’elle existe, soit par

la DI du couloir, soit par l’occupant de la chambre s’il est éveillé. Il arrive alors sur zone dans un délai

de 90 à 180s selon une loi uniforme.

Si le couloir et la chambre ne sont pas impraticables, il évacue l’occupant de la chambre entre 10 et

40s. Il pratique ensuite à l’évacuation des occupants des autres chambres si le couloir n’est toujours

pas impraticable. Le délai est de 2 à 5mn selon une loi uniforme.

Si le couloir est impraticable, il alerte alors les services de secours et attend leur arrivée. Les services

de secours arrivent sur zone entre 10 et 20mn (loi uniforme) et mettent en sécurité les occupants si

besoin.

4.10 RdP Lancement des stratégies Les places 500 (Stratégie A), 510 (Stratégie B), 520 (Stratégie C), 530 (Stratégie D) sont alimentées

l’une ou l’autre par un jeton pour la stratégie concernée et déclencher les équipements concernés.

Par exemple, le désenfumage (place 220) n’est actionné que dans la stratégie C.

_________________________________________________________________________________________________________________

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5 Les paramètres retenus

La première phase du travail de simulation consiste maintenant à définir les paramètres à considérer

et les valeurs extrêmes à retenir. On parlera indifféremment, dans la suite de ce document, de

paramètre ou de facteur, ce dernier vocable étant plus fréquemment utilisé dans les techniques de

plans d’expériences.

Suite à la réunion du 3 avril 2008 entre le CSTB et Polytech’Savoie, deux listes de paramètres pouvant

jouer sur la fréquence d’apparition des ENS ont été proposées:

- une liste de six paramètres proposée par le CSTB adaptée à sa modélisation basée sur les

modèles physiques utilisée par le CSTB ;

- une liste, plus large, contenant outre ces mêmes paramètres exprimés différemment pour

être utilisables dans les RdP sana modèles physiques, basée sur des transitions avec avis

d’experts.

Ces listes ont été établies a priori sur la base des connaissances des experts du CSTB et de

Polytech’Savoie : seuls les facteurs jugés par eux susceptibles d’influer sur les ENS ont été retenus

dans ces listes.

Les valeurs proposées ici sont choisies parmi des valeurs réalistes qui pourraient être associées à des

conditions d’exploitations de l’hôtel. Par exemple :

- un taux de disponibilité élevé traduirait des actions de maintenance des équipements

régulièrement effectuées alors qu’une valeur plus faible rendrait plutôt compte d’actions de

maintenance moins soutenues.

- Un allongement de la durée d’intervention du personnel de sécurité pourrait traduire une

méconnaissance des procédures à suivre en cas de départ de feu, une absence du poste de

sécurité, plus généralement une formation insuffisante.

Remarque : Rappelons que le délai d’intervention retenu rend compte de la distance à

parcourir entre le poste de sécurité et l’étage du sinistré. Il considère donc que le personnel

est présent au poste de sécurité et sait parfaitement les actions à mener.

5.1 Liste des facteurs retenus Après discussion, une première liste des six paramètres et de leurs valeurs extrêmes est décrite dans

le Tableau 5.1 ci-dessous. Ce sont :

- la probabilité d’allumage d’un foyer fort, moyen, faible dans la chambre correspondant à

l’allumage du lit, du fauteuil ou de la chaise ;

- le délai d’arrivée au maximum d’activité du foyer ;

- le temps de réaction du personnel de sécurité de l’hôtel ; une valeur aléatoire est tirée dans

l’intervalle selon une loi uniforme ;

- le taux de refermeture de la porte de la chambre par l’occupant sortant de celle-ci ;

- le taux de disponibilité des différents équipements (DI, désenfumage, avertisseur sonore, …),

qui traduit en fait une maintenance plus ou moins efficace ;

- le bris plus ou moins rapide du vitrage de la chambre.

_________________________________________________________________________________________________________________

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Remarques :

- Les niveaux 1 et 2 définissent les bornes extrêmes de l’intervalle retenu ;

- Le niveau 1 correspond aux valeurs retenues pour chaque paramètre dans les simulations

déjà effectuées dans le rapport de la tâche 2 ;

- Le niveau 2 définit l’autre extrémité de l’intervalle retenu.

Numéro Nature Niveau 1 Niveau 2

1 Probabilité d’allumage Foyer primaire

{1/3, 1/3, 1/3} {2/3, 1/6, 1/6}

2 Instant du maximum d’activité du foyer

{300s, 200s, 200s} {600s, 500s, 500s}

3 Délai de réaction du personnel de sécurité

[1, 3 mn] [1, 10 mn]

4 L’occupant referme la porte derrière lui

1 fois sur deux 50 %

Jamais 0%

5 Taux de disponibilité des équipements

{0,99 ; 0,99 ; 0,99} {0,9 ; 0,9 ; 0,9}

6 Critère de bris de vitrage 25 kW/m² 10 kW/m²

Tableau 5.1 : Facteurs proposés

5.2 Liste des paramètres retenus pour la phase 1 La seconde liste de paramètres est plus large ; elle reprend les facteurs précédents et d’autres

facteurs que les experts ont souhaité ajouter.

Pour s’adapter aux RdP sans physique du feu, les valeurs du niveau 1 et du niveau 2 doivent être

exprimées différemment de celles du Tableau 4.1 puisque les lois de passage des transitions dans les

RdP sont des lois de probabilité qui demandent la définition de délais. (Tableau 5.2)

Les temps exprimés dans le tableau 5.2 ont été évalués par les experts pour correspondre tant que

faire se peut aux conditions exprimées dans le Tableau 5.1.

Les onze paramètres retenus sont les suivants :

- la probabilité d’allumage du foyer (id facteur 1 du Tableau 5.1) ;

- les conditions d’enfumage et d’impraticabilité des locaux (chambre source, couloir, chambre

en vis-à-vis). Ce facteur a pour objet de représenter la vitesse de développement de

l’incendie, c’est-à-dire le facteur 2 du Tableau 5.1 ;

- le délai d’intervention du personnel de sécurité (Facteur 3) ;

- le taux de refermeture de la porte (Facteur 4) ;

- le taux de disponibilité des équipements (Facteur 5) ;

_________________________________________________________________________________________________________________

70/310

- le bris de vitrage (Facteur 6), qui se traduit ici non plus par un éclairement du vitrage, mais

par un temps de résistance du vitrage.

Les cinq facteurs supplémentaires introduits sont :

- le nombre de simulations effectuées pour chaque essai ; il peut en effet jouer un rôle pour

détecter des événements de faible fréquence, mais dont les conséquences sont cependant

majeures comme par exemple le décès. Faut-il faire un nombre important de simulations ou

quelques milliers sont-elles suffisantes ? ;

- le délai de ruine de la porte de la chambre sous l’effet de l’incendie ; en fonction de la

qualité coupe-feu de celle-ci, les conséquences sur la propagation de l’incendie au couloir ou

aux autres chambres peut être très différente ;

- le délai d’intervention des pompiers. Il est considéré dans notre travail que les pompiers sont

alertés par le personnel de sécurité de l’hôtel dès que celui-ci est informé de l’incendie ;

- l’efficacité du désenfumage du couloir. Quelle est l’incidence d’un désenfumage plus ou

moins rapide du couloir ? ;

- enfin, le type de loi de probabilité utilisée. Dans nos premières simulations, seules des lois

uniformes ont été retenues initialement faute de connaissances expertes réelles sur la

répartition des événements à l’intérieur des intervalles retenus. On peut dès lors imaginer

que d’autres lois puissent être envisagées. L’utilisation de lois normales ou de lois triangles

risquent-elles de changer vraiment les résultats ?

Les facteurs et les valeurs retenues sont donnés dans le tableau 5.2 page suivante.

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Facteur Nom Description Niveau 1 Niveau 2

1 Allumage Foyer Probabilité d’allumage du foyer primaire

(Fort, Moyen, Faible)

1/3, 1/3, 1/3

2/3, 1/6, 1/6

2 Enfumage Impraticabilité

Conditions dans la chambre source

Enf : 15-40s Imp : 100-150s

FlashFort : 120-300s FlashMoy : 600-1800s

60-120s 250-450s 300-600s

600-1800s

Conditions dans couloir et chambre

vis-à-vis (P1 ouverte au départ)

Enf : 30-60s Imp : 60-180s

120-240s 180-540s

3 Délai PS Délai d’arrivée du PS sur site du foyer

60-180s 60-600s

4 Fermeture porte

Taux de fermeture de la porte par occupant

sortant

50% (1 fois sur 2)

0% (Jamais)

5 Dispo Equipements

Taux de disponibilité des équipements

Neuf 99%

Dégradé 90%

6 Vitrage Délai de rupture du vitrage

Foyer fort : 60-600s Foyer moyen : 300-

1800s

30-300s 120-900s

7 Simulations Nombre d’histoires déroulées

10000 2000

8 Porte Chambre Vitesse de destruction de la porte

avec flash : 300-1200s sans flash : 1800-

10000s

60 – 600s

900 – 10000s

9 Intervention des pompiers

Délai d’arrivée des pompiers

Normal 600-1200s

Rapide 180-300s

10 Désenfumage Vitesse de désenfumage du

couloir

Foyer fort : 120-240s moyen : 60-120s

faible : 30-60s

60-120s 30-60s 15-30s

11 Lois de probabilité

Test du type de loi Uniforme Triangle

Tableau 5.2 : Facteurs pour la phase 1

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Remarques :

- Les niveaux 1 et 2 ont la même signification que précédemment.

- Les notions d’enfumage et d’impraticabilité sont les suivantes :

o Enfumage : l’enfumage d’un local alerte l’occupant éveillé, déclenche l’alarme et permet

aux personnes de sortir du local concerné.

o Impraticabilité : les conditions d’enfumage sont devenues telles dans le local qu’un

client de l’hôtel ne peut plus sortir de celui-ci ou que le personnel de sécurité ne peut

plus accéder à celui-ci.

- La notion de flashover est prise en compte aussi pour un foyer fort (FlashFort) ou pour un

foyer moyen (FlashMoy). Dans le cas d’un foyer faible, les experts ont estimés que les

conditions d’un flashover dans la chambre n’étaient jamais réunies.

- La puissance du foyer a une influence sur le délai de ruine de la porte et sur le délai de bris du

vitrage de la chambre ; c’est pourquoi différents cas ont été considérés avec des délais de

ruine différents.

- Les lois prises en compte jusqu’à présent sont des lois uniformes. Une loi uniforme fait que la

densité de probabilité est la même sur tout l’intervalle [a, b].

- Au niveau 2, la loi triangle prévue porte sur l’intervalle [a, b] ; la densité de probabilité atteint

son maximum au milieu de l’intervalle. Les paramètres de la loi sont donc les suivants : maxi

(a + b)/2, borne mini a, borne maxi b.

_________________________________________________________________________________________________________________

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6 Plans d’expériences proposés – résultats – phase 1

6.1 Phase 1 : plans d’expériences pour 11 facteurs

Nous retenons tout d’abord les 11 facteurs définis précédemment en considérant que ces facteurs

sont à 2 niveaux. Il est en effet inutile de considérer plus de niveaux puisque nous n’avons aucune

information précise sur le sens de variation des résultats en fonction des facteurs. Considérer 2

niveaux revient à supposer une variation linéaire du résultat entre les deux valeurs extrêmes.

Dans un premier temps, n’ayant aucune information sur des interactions éventuelles entre certains

des facteurs, nous cherchons à déterminer l’effet de chacun d’eux sur les fréquences d’apparition

des ENS.

Dans une démarche classique, il faudrait réaliser 211 = 2048 essais. Il s’agit alors d’un plan

d’expériences complet, qu’il est évidemment impossible de mettre en œuvre pour des questions de

temps. Dès lors, la mise en œuvre d’un plan fractionnaire (PEF) doit être envisagé.

Douze essais minimum sont nécessaires pour étudier onze facteurs. Nous proposons donc d’utiliser

la table de Taguchi L16 (215) (Tableau 6.1), qui permet d’étudier jusqu’à 15 facteurs sans considérer

les interactions.

Cette table est très intéressante car elle est de résolution IV pour l’étude de 8 facteurs maximum.

Dans la théorie des plans d’expériences, dire qu’une table est de résolution IV signifie que l’on a

pratiquement l’assurance de pouvoir calculer l’effet de chaque facteur correctement car, dans un tel

PEF, un facteur ne peut être confondu qu’avec des interactions d’ordre 3 (entre 3 facteurs) qui

n’existent que très rarement. C’est la notion d’alias. Les interactions d’ordre 2 ne sont alias qu’avec

d’autres interactions d’ordre 2 (2 + 2 = 4) si bien que seules ces interactions, dont l’existence n’est

pas prouvée pour l’instant, et qui ne sont pas notre priorité dans un premier temps, risquent d’être

mal calculées.

La table de Taguchi que nous allons utiliser est donc la suivante : (extraite de PIL 97 - « Les Plans

d’expérience par la méthode TAGUCHI »)

_________________________________________________________________________________________________________________

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N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

2 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2

3 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2

4 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1

5 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2

6 1 2 2 1 1 2 2 2 2 1 1 2 2 1 1

7 1 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1

8 1 2 2 2 2 1 1 2 2 1 1 1 1 2 2

9 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2

10 2 1 2 1 2 1 2 2 1 2 1 2 1 2 1

11 2 1 2 2 1 2 1 1 2 1 2 2 1 2 1

12 2 1 2 2 1 2 1 2 1 2 1 1 2 1 2

13 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1

14 2 2 1 1 2 2 1 2 1 1 2 2 1 1 2

15 2 2 1 2 1 1 2 1 2 2 1 2 1 1 2

16 2 2 1 2 1 1 2 2 1 1 2 1 2 2 1

Tableau 6.1 : Table de Taguchi L16 (215)

Remarques :

- Les lignes décrivent les 16 essais qui doivent être effectués.

- Chaque facteur est affecté à une des colonnes de la table.

- Les « 1 » et « 2 » de la table indiquent à quel niveau doit être placé chaque facteur pour

chaque essai.

6.2 Affectation des facteurs : L’affectation des facteurs aux colonnes doit tenir compte de la facilité à modifier la valeur d’un

facteur. Par exemple, pour la colonne 1, le facteur affecté à cette colonne ne changera de valeur

qu’une seule fois pour les 16 essais. Il est donc préférable d’y placer un facteur complexe à modifier.

L’affectation des facteurs aux colonnes est donc proposée en fonction du nombre de modifications

de niveaux par colonne. Plus le facteur est difficile, moins le nombre de changements par colonne

doit être grand.

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Une étude de la difficulté de modification des facteurs a été effectuée et les résultats figurent dans le

tableau 6.2. Pour que le plan soit de résolution IV, il ne faudrait étudier que 8 facteurs au maximum

et les placer dans les colonnes suivantes :

1, 2, 4, 7, 8, 11, 13, 14 ou 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15.

Comme nous avons 11 facteurs, le plan ne pourra donc pas être de résolution IV. Les affectations

suivantes sont proposées :

Facteur 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Code Allu Enfu PS FPor Equip

Vitr Simu DPor Seco Désen Lois

Difficulté TF D TF F F F TF F TF F TD

Colonne 14 7 11 13 12 6 8 2 4 15 1

TF= facile F = facile D = difficile TD = très difficile

Tableau 6.2 : Affectation des facteurs aux colonnes

La table des essais à effectuer est alors donnée par le tableau 6.3. qui reprend les colonnes

appropriées de la table de Taguchi à 16 essais.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Essais Allu Enfu PS FPor Equip Vitr Simu DPor Seco Désen Lois

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

2 2 1 2 2 2 1 2 1 1 2 1

3 2 2 1 2 2 2 1 1 2 2 1

4 1 2 2 1 1 2 2 1 2 1 1

5 2 2 2 1 1 2 1 2 1 2 1

6 1 2 1 2 2 2 2 2 1 1 1

7 1 1 2 2 2 1 1 2 2 1 1

8 2 1 1 1 1 1 2 2 2 2 1

9 1 2 2 2 1 1 1 1 1 2 2

10 2 2 1 1 2 1 2 1 1 1 2

11 2 1 2 1 2 2 1 1 2 1 2

12 1 1 1 2 1 2 2 1 2 2 2

13 2 1 1 2 1 2 1 2 1 1 2

14 1 1 2 1 2 2 2 2 1 2 2

15 1 2 1 1 2 1 1 2 2 2 2

16 2 2 2 2 1 1 2 2 2 1 2

Tableau 6.3 : Table des essais à effectuer Facteurs

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6.3 Résultats des essais pour 11 facteurs: Les ENS retenus sont les décès des occupants dans la chambre source, dans le couloir et dans la

chambre en vis-à-vis. Nous proposons de caractériser le résultat d’un essai par la somme des

fréquences d’occurrence des décès dans ces trois endroits pour chaque stratégie.

Essai Décès

Client 1 Décès

multiples PS Total

1 46,88 13,22 0,00 60,10

2 48,35 34,10 0,00 82,45

3 45,83 5,44 0,00 51,27

4 47,65 4,15 0,00 51,80

5 46,71 33,92 0,00 80,63

6 47,35 21,15 0,00 68,50

7 47,09 15,95 0,00 63,04

8 47,05 17,40 0,00 64,45

9 46,28 15,84 0,00 62,12

10 44,30 29,40 0,00 73,70

11 47,03 8,94 0,00 55,97

12 48,20 1,10 0,00 49,30

13 47,49 37,49 0,00 84,98

14 48,05 26,20 0,00 74,25

15 46,38 8,95 0,00 55,33

16 48,30 26,60 0,00 74,90

Tableau 6.4 – Résultats pour la stratégie A

Les 16 essais du tableau 6.3 ont été effectués avec les réseaux de Petri décrits à l’annexe 1 et pour

les 4 stratégies. Les temps de calcul pour un essai sont très faibles, de l’ordre de 2s avec un

ordinateur portable tout à fait classique. Les tableaux 6.4, 6.5, 6.6 et 6.7 donnent les résultats

obtenus respectivement pour les stratégies A, B, C, D.

Rappelons que la stratégie A correspond à l’équipement actuel de l’hôtel équipé d’une DI dans le

couloir. La stratégie B correspond aux mesures envisagées par le maître d’ouvrage, à savoir équiper

les chambres d’une DI et d’un ferme-porte.

_________________________________________________________________________________________________________________

77/310

Essai Décès

Client 1 Décès

multiples PS Total

1 19,21 0,27 3,49 22,97

2 26,65 10,85 7,20 44,70

3 4,55 5,59 0,00 10,14

4 12,75 0,20 0,85 13,80

5 12,43 1,04 4,03 17,50

6 4,45 1,60 0,00 6,05

7 24,70 4,90 2,94 32,54

8 19,50 0,40 6,60 26,50

9 13,45 0,16 2,35 15,96

10 4,80 3,15 0,00 7,95

11 25,24 2,43 6,36 34,03

12 21,20 0,00 3,00 24,20

13 20,94 0,89 6,71 28,54

14 26,10 13,85 3,45 43,40

15 4,41 0,91 0,00 5,32

16 14,40 0,15 0,55 15,10

Tableau 6.5 – Résultats pour la stratégie B

La stratégie C correspond aux prescriptions réglementaires : désenfumage dans le couloir, ferme-

porte à la chambre. La stratégie D consiste à ajouter à la stratégie B un avertisseur sonore dans la

chambre.

Il est possible de constater une forte diminution du nombre des décès dans les stratégies B et D par

rapport aux stratégies A et C. Ceci est vrai pour chacun des 16 essais.

La diminution est essentiellement due à l’installation d’une DI dans la chambre et d’un ferme-porte.

La stratégie C est légèrement meilleure que la stratégie A, mais elle n’améliore pas significativement

les résultats puisque le désenfumage ne permet d’assurer l’évacuation des occupants que lorsqu’ils

sont arrivés dans le couloir. Or, une fois sur deux environ, l’occupant endormi n’est pas réveillé avant

que les conditions deviennent létales dans la chambre.

_________________________________________________________________________________________________________________

78/310

Essai Décès

Client 1 Décès

multiples PS Total

1 46,48 12,54 0,00 59,02

2 46,40 30,43 0,00 76,83

3 46,43 5,79 0,00 52,22

4 47,25 4,05 0,00 51,30

5 46,62 32,17 0,00 78,79

6 45,50 16,95 0,00 62,45

7 46,15 17,43 0,00 63,58

8 45,80 17,45 0,00 63,25

9 46,37 15,48 0,00 61,85

10 47,60 27,55 0,00 75,15

11 46,73 9,18 0,00 55,91

12 46,10 0,50 0,00 46,60

13 46,86 37,47 0,00 84,33

14 44,55 29,10 0,00 73,65

15 45,84 8,89 0,00 54,73

16 46,95 27,00 0,00 73,95

Tableau 6.6 – Résultats pour la stratégie C

La stratégie D montre l’efficacité de l’avertisseur sonore (cf. Tableau 6.7 page suivante), qui permet

de réduire encore les décès par rapport à la stratégie B dans la plupart des essais.

Remarque :

On constate qu’il n’y a jamais de décès du personnel de sécurité (PS) dans les stratégies A et C. Nous

avons, en effet considéré, dans nos RdP, que le personnel n’a pas à ouvrir la porte de la chambre si

l’occupant est éveillé puisqu’il sait que celui-ci est en sécurité.

Dans le cas où l’occupant est endormi, le personnel est alerté très tardivement par la DI du couloir si

bien qu’il ne peut accéder à la chambre compte tenu des conditions d’impraticabilité.

_________________________________________________________________________________________________________________

79/310

Essai Décès

Client 1 Décès

multiples PS Total

1 10,00 0,23 1,49 11,72

2 15,10 6,95 3,80 25,85

3 4,75 0,43 0,00 5,18

4 6,50 0,15 0,35 7,00

5 6,81 0,76 2,20 9,77

6 4,65 2,20 0,00 6,85

7 15,56 4,61 1,67 21,84

8 9,60 0,35 3,35 13,30

9 7,41 0,14 1,08 8,63

10 4,10 2,75 0,00 6,85

11 15,74 1,63 3,87 21,24

12 10,50 0,15 1,95 12,60

13 10,92 0,94 3,46 15,32

14 16,55 12,60 2,60 31,75

15 4,53 0,87 0,00 5,40

16 7,25 0,45 0,60 8,30

Tableau 6.7 – Résultats pour la stratégie D

Une synthèse des résultats peut être effectuée grâce aux résultats moyens obtenus sur les 16 essais

pour chaque stratégie. Le tableau 6.8 confirme bien l’efficacité des stratégies B et D.

Ces résultats appellent quelques remarques :

- l’écart-type des décès dans la chambre pour les stratégies A et C est faible, montrant que les

conditions de variation des paramètres influent peu sur le décès puisque celui-ci est

principalement dû au fait que l’occupant est endormi et non alerté ;

- Les résultats concernant le décès des personnels de sécurité sont très dispersés ; ils

dépendent beaucoup des conditions dans le couloir et dans la chambre et de la valeur des

facteurs ;

- Le même phénomène peut être constaté pour le décès des personnes dans la chambre en

vis-à-vis pour les stratégies B et D, et dans une moindre mesure pour les stratégies A et C.

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80/310

Décès client

1 Décès

multiples PS Total

Stratégie A

Moyenne 47,06 18,74 0,00 65,80

Ecart-type 1,05 11,54 0,00 11,63

Stratégie B

Moyenne 15,92 2,90 2,97 21,79

Ecart-type 8,19 4,10 2,64 12,49

Stratégie C

Moyenne 46,35 18,25 0,00 64,60

Ecart-type 0,72 11,19 0,00 11,24

Stratégie D

Moyenne 9,37 2,20 1,65 13,23

Ecart-type 4,36 3,35 1,44 7,96

Tableau 6.8 – Résultats moyens des 16 essais par stratégie

Il faut maintenant examiner de plus près l’influence de chaque facteur sur les résultats et

détecter ceux qui ont une influence forte.

6.4 Calcul des effets de chaque facteur L’intérêt de la méthode des Plans d’Expériences est qu’elle permet un calcul simple de l’effet de

chaque facteur.

D’après [PIL 97], l’effet d’un facteur A au niveau i, noté EAi, peut être calculé par la formule

suivante :

EAi = Moyenne des essais avec A au niveau i – MG

où MG représente la moyenne générale des essais effectués.

Remarquons que la somme des effets d’un facteur doit être nulle. Pour un facteur donné A à 2

niveaux, on a donc :

_________________________________________________________________________________________________________________

81/310

EA1 + EA2 = 0

Si bien qu’il est inutile de calculer les deux effets d’un facteur. Un facteur à deux niveaux a donc

un degré de liberté de 1. D’une manière générale, le nombre de degrés de liberté d’un facteur à

n niveaux est de (n – 1).

Le tableau 6.9 ci-dessous donne pour chaque stratégie la valeur des effets calculée à partir des

moyennes générales du tableau 6.8, du tableau 6.3 donnant les niveaux pour chaque essai et du

tableau des résultats correspondant à chaque stratégie (tableaux 6.4 à 6.7).

L’effet d’un facteur représente donc la variation de la réponse par rapport à la moyenne générale

lorsque le facteur est placé à un niveau donné.

Par exemple, pour le facteur 1 dans la stratégie A, le fait de passer le pourcentage de foyer fort

de 1/3 à 2/3 des cas entraine une variation de 5,24% du nombre des décès. Entre le niveau 1 et

le niveau 2, le nombre des décès passe donc de (65,8 - 5,24) = 60,56% à (65,8 + 5,24) = 71,04%.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Allu Enfu PS FPor Equip Vitr Simu DPor Seco Désen Lois

Effets Stratégie A

1 -5,24 1,02 -2,35 -1,27 0,24 1,21 -1,62 -4,96 7,54 0,82 -0,52

2 5,24 -1,02 2,35 1,27 -0,24 -1,21 1,62 4,96 -7,54 -0,82 0,52

Effets Stratégie B

1 -1,26 10,32 -5,34 -0,36 -1,22 -0,41 -0,92 -0,07 1,59 -1,67 -0,02

2 1,26 -10,32 5,34 0,36 1,22 0,41 0,92 0,08 -1,59 1,67 0,02

Effets Stratégie C

1 -5,45 0,80 -2,38 -0,63 0,29 1,44 -0,80 -4,74 6,91 1,11 -1,17

2 5,45 -0,80 2,38 0,63 -0,29 -1,44 0,80 4,74 -6,91 -1,11 1,17

Effets Stratégie D

1 0,00 5,98 -3,57 0,15 -2,40 -0,49 -0,84 -0,84 1,37 -0,84 -0,54

2 0,00 -5,98 3,57 -0,15 2,40 0,49 0,84 0,84 -1,37 0,83 0,54

Tableau 6.9 : Effets des facteurs

Remarque : Le facteur désenfumage n’est actif que dans la stratégie C ; dans les stratégies A, B et D,

le couloir de l’hôtel n’est pas équipé de désenfumage.

Ainsi, les effets du facteur 10 représentent donc dans ces trois dernières stratégies, non pas l’effet du

désenfumage qui est nul, mais l’effet des interactions qui sont alias avec lui.

Le tableau 6.18 (page 250) montre donc que les alias du facteur désenfumage sont les interactions

« Lois-Allu » et « Secours-PS ».

_________________________________________________________________________________________________________________

82/310

Une représentation graphique des effets peut être proposée sur la figure 6.10 :

- la ligne en trait pointillé représente la moyenne générale des effets ;

- pour chaque facteur, le niveau 1 est à gauche et le niveau 2 à droite ;

- le segment en trait plein permet de visualiser l’effet du facteur ;

- une pente positive (resp. négative) indique une augmentation (resp. diminution) de la

fréquence d’occurrence des décès par le passage du niveau 1 au niveau 2 ;

- plus la pente est forte, plus l’effet du facteur est important ;

- les facteurs ayant un effet faible ont des pentes faibles, voisines de zéro.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11


Effets Stratégie A (Rappel)

1 -5,24 1,02 -2,35 -1,27 0,24 1,21 -1,62 -4,96 7,54 0,82 -0,52

2 5,24 -1,02 2,35 1,27 -0,24 -1,21 1,62 4,96 -7,54 -0,82 0,52

Allu Enfu PS FPor Equip Vitr

Simu DPor Seco Désen Lois

Figure 6.10 : Effet des facteurs – Stratégie A

_________________________________________________________________________________________________________________

83/310

La figure 6.10 représente l’effet des facteurs pour la stratégie A. Quatre facteurs semblent avoir une

influence forte :

- le type de foyer (Allu) ;

- l’intervention du personnel (PS) ;

- la résistance de la porte (DPor) ;

- le délai d’intervention des pompiers (Seco).

Trois autres facteurs semblent avoir une influence très faible : le taux de fiabilité des équipements

(Equip), le type de lois de probabilité (Lois), le désenfumage (qui n’est pas actif dans cette stratégie).

Pour les autres facteurs, le diagnostic semble plus difficile. Ces facteurs sont-ils réellement influents ?

La seule façon de répondre avec certitude à cette question consiste à pratiquer une analyse de la

variance pour savoir si les effets constatés sont réellement significatifs.

Le paragraphe 6.5 est consacré à cette question : la valeur de l’effet d’un facteur est-elle

significativement différente de la dispersion statistique naturelle observée lorsque plusieurs

essais sont pratiqués ? Cette dispersion est due aux erreurs de mesure et aux facteurs non contrôlés

qui ne figurent pas parmi les 11 facteurs retenus.

Les figures 6.11, 6.12, 6.13 présentent les représentations graphiques des stratégies B, C, D.



Figure 6.11 : Effet des facteurs – Stratégie B

_________________________________________________________________________________________________________________

84/310

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11


Effets Stratégie B (Rappel)

1 -1,26 10,32 -5,34 -0,36 -1,22 -0,41 -0,92 -0,07 1,59 -1,67 -0,02

2 1,26 -10,32 5,34 0,36 1,22 0,41 0,92 0,08 -1,59 1,67 0,02

Les facteurs importants semblent être :

- la vitesse d’enfumage (Enfu) ;

- l’intervention du personnel de sécurité (PS) ;

- l’intervention des pompiers (Seco) et le désenfumage (bien qu’inactif).

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11


Effets Stratégie C (Rappel)

1 -5,45 0,80 -2,38 -0,63 0,29 1,44 -0,80 -4,74 6,91 1,11 -1,17

2 5,45 -0,80 2,38 0,63 -0,29 -1,44 0,80 4,74 -6,91 -1,11 1,17



Figure 6.12 : Effet des facteurs – Stratégie C

_________________________________________________________________________________________________________________

85/310

On retrouve, pour la stratégie C, les mêmes facteurs influents que pour la stratégie A : type de foyer,

intervention des pompiers, délai de ruine de la porte, intervention du personnel.

Il faut cependant remarquer que le désenfumage est actif et ne semble guère important.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11


Effets Stratégie D (Rappel)

1 0,00 5,98 -3,57 0,15 -2,40 -0,49 -0,84 -0,84 1,37 -0,84 -0,54

2 0,00 -5,98 3,57 -0,15 2,40 0,49 0,84 0,84 -1,37 0,83 0,54

Enfin, pour la stratégie D, la vitesse d’enfumage, les interventions des pompiers et du personnel de

sécurité, le taux de fiabilité des équipements semblent être les facteurs les plus importants.



Figure 6.13 : Effet des facteurs – Stratégie D

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86/310

6.5 Analyse de la variance sur les effets des facteurs L’analyse de la variance permet de tester la significativité des facteurs grâce à un test spécifique,

appelé test de Snedecor, qui permet de comparer deux variances :

- la variance résiduelle, notée VR, non expliquée par la variation des facteurs ;

- la variance entre essais pour un facteur, notée VE. Elle provient du facteur contrôlé.


variance entre essais sera du même ordre de grandeur que la variance résiduelle.

Par contre, si le facteur est influent, la variance pour un facteur devient très importante et

significativement différente de la variance résiduelle. Le test de Snedecor permet de comparer ces

deux variances.

En effet, il est possible de démontrer [PIL 97] que le rapport VE/VR suit une loi de Snedecor, appelée

aussi « loi de F », à Ne et Nr degrés de liberté :

- pour la variance résiduelle, Nr = Nrés = N – Nmod où N est le nombre des essais effectués,

Nmod est le nombre de degrés de liberté du modèle étudié, Nrés est le nombre de degrés de

liberté des résidus, c'est-à-dire des facteurs non contrôlés. Bien sûr, on a N = Nrés + Nmod ; la

variance résiduelle s’écrit comme suit à partir de la somme des carrés des résidus:

VR = (Σr2) / Nr

- pour la variance entre essais, Ne est égal au nombre de degrés de liberté du facteur étudié ;

la variance pour un facteur est donc donnée par la formule suivante :

VE = (N/n ΣEA2 ) / Ne

- où n représente le nombre de niveaux du facteur étudié et ΣEA2 la somme des carrés des

effets du facteur.

Dans notre cas, nous étudions 11 facteurs à 2 niveaux dans un plan à 16 essais; chaque facteur a

donc un seul degré de liberté. Nous étudions un modèle sans interaction ; il a donc la forme

suivante :

M = MG + [Allu] + [Enfu] + [PS] + [FPor] + [Equip] + [Vitr] +

[Allu] + [DPor] + [Seco] + [Désen] + [Lois]

Le modèle étudié a donc 12 degrés de liberté, la moyenne générale MG et les effets des 11 facteurs.

Il vient donc : Ne = n – 1 = 1

Nr = 16 – 12 = 4

Le test consiste maintenant à comparer le rapport F = VE/VR avec la valeur Fth que nous trouvons

dans la table de Snedecor pour les degrés de liberté Ne et Nr et pour un risque seuil s donné.

Le tableau 6.14 donne un extrait de la table de Snedecor pour Ne = 1 et des risques s = 5% et 1%.

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87/310

Nr 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

s = 5% 161,45 18,51 10,13 7,71 6,61 5,99 5,59 5,32 5,12 4,96

S = 1% 4052,2 98,5 34,12 21,20 16,26 13,75 12,25 11,26 10,56 10,04

Tableau 6.14 : Extrait de la table de Snedecor

Pour que l’effet d’un facteur soit significatif, il faut que la condition suivante soit vraie :

F ≥ Fth

Où Fth est donné par la table de Snedecor. Les résultats obtenus pour les différentes stratégies sont

alors les suivants :

Stratégie A :


Carrés 440,06 16,59 88,03 25,83 0,89 23,50 41,96 393,72 910,08 10,87 4,32

ddl 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

VE 440,06 16,59 88,03 25,83 0,89 23,50 41,96 393,72 910,08 10,87 4,32

Fexp 23,73 0,89 4,75 1,39 0,05 1,27 2,26 21,23 49,07 0,59 0,23

Fth 7,71 7,71 7,71 7,71 7,71 7,71 7,71 7,71 7,71 7,71 7,71

? oui oui oui

Résidus Total

Carrés 74,19 2030,03

ddl 4 15

VR 18,55

Tableau 6.15 : Analyse de la variance – Stratégie A

Trois facteurs seulement se révèlent significatifs : le type de foyer (Allu), le délai de ruine de la porte

(DPor), le délai d’intervention des pompiers (Seco).

Pour obtenir une meilleure analyse, il est généralement conseillé de regrouper avec les résidus

certains facteurs qui n’ont manifestement pas d’influence. Le nombre de degrés de liberté des

résidus augmente donc du nombre de facteurs négligés.

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88/310

Nous remarquons, dans notre exemple, que le type de lois (lois) et le taux de fiabilité des

équipements (Equip) ont des effets très faibles. Nous groupons ces deux facteurs avec les résidus et

le tableau de la variance devient :


Carrés 440,06 16,59 88,03 25,83 23,50 41,96 393,72 910,08 10,87

ddl 1 1 1 1 1 1 1 1 1

VE 440,06 16,59 88,03 25,83 23,50 41,96 393,72 910,08 10,87

Fexp 33,26 1,25 6,65 1,95 1,78 3,17 29,76 68,78 0,82

Fth 5,99 5,99 5,99 5,99 5,99 5,99 5,99 5,99 5,99

? oui oui oui oui

Résidus Total

Carrés 79,39 2030,03

ddl 6 15

VR 13,23

Tableau 6.16 : Analyse finale de la variance – Stratégie A

Le facteur PS devient alors significatif. Tous les autres facteurs ont des effets non significatifs sur les

ENS.

Remarque : La méthode du regroupement appliquée ici peut conduire à des conclusions erronées si

l’on n’est pas absolument certain que les facteurs regroupés n’ont pas d’influence.

Pour les stratégies B, C et D, nous donnons directement le tableau final d’analyse de la variance après

avoir pratiqué le regroupement éventuel de certains facteurs.

Stratégie B :

Les résultats donnés par le tableau 6.17 sont les suivants :

Facteurs regroupés : type de lois, ruine porte (DPor)

Facteurs non significatifs : type de foyer (Allu), taux refermeture de la porte (FPor), vitrage,

Simulations, lois et ruine de la porte, fiabilité des équipements (Equip)

Facteurs significatifs : vitesse d’enfumage, intervention PS, intervention Secours et Désenfumage

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89/310

La significativité du désenfumage pose un problème puisque, dans la stratégie B, il est inactif. Il s’agit

donc d’une conclusion erronée en première analyse, d’autant que l’effet du facteur « Désenfumage »

ne varie pas dans le sens attendu. En effet, le passage au niveau 2 (Désenfumage plus rapide)

augmenterait le nombre de décès.


Carrés 25,55 1702,8 455,40 2,07 23,91 2,74 13,51 40,45 44,69

ddl 1 1 1 1 1 1 1 1 1

VE 25,55 1702,80 455,40 2,07 23,91 2,74 13,51 40,45 44,69

Fexp 5,41 360,57 96,43 0,44 5,06 0,58 2,86 8,57 9,46

Fth 5,99 5,99 5,99 5,99 5,99 5,99 5,99 5,99 5,99

? oui oui oui oui

Résidus Total

Carrés 28,33 2339,5

ddl 6 15

VR 4,72

Tableau 6.17 : Analyse de la variance – Stratégie B

Dans la réalité, compte tenu du placement des facteurs dans les différentes colonnes de la table de

Taguchi utilisée, certains facteurs sont alias avec des interactions d’ordre 2 puisque nous évaluons 11

facteurs. Rappelons que pour éviter ce phénomène, il aurait fallu avoir un plan de résolution IV et ne

pas tester plus de 8 facteurs.

Le tableau 6.18 montre donc que trois facteurs dont le désenfumage ont des alias. La valeur de l’effet

du désenfumage représente non seulement l’effet du facteur, mais aussi celles de ses alias. Toutes

ces valeurs sont en fait cumulées dans la valeur de l’effet calculé dans la colonne 15.

Le désenfumage étant inactif dans la stratégie B, il est possible de considérer son effet comme nul si

bien que la valeur trouvée en colonne 15 représente en fait celle de ses alias, les interactions « Lois-

Allu » et « Secours-PS ».

L’interaction entre les interventions du personnel de sécurité et des pompiers semble devoir être

déclarée significative en lieu et place du désenfumage.

Cela semble correct puisque le passage au niveau consiste en une intervention beaucoup moins

rapide du personnel de sécurité.

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90/310

Colonne Facteurs

1 Lois

2 DPor

3 LoisDpor SecoEnfu

4 Seco

5 LoisSeco PSAllu DPorEnfu

6 Vitr LoisEnfu DPOrSeco

7 Enfu

8 Simu

9 DPorPS EnfuAllu

10 LoisPS SecoAllu

11 PS

12 Equip DPorAllu EnfuPS

13 Fpor

14 Allu

15 Désen LoisAllu SecoPS

Tableau 6.18 : Facteurs et Alias

Remarque :

Nous privilégions l’interaction « Seco-PS » entre deux facteurs significatifs par rapport à l’interaction

« Lois – Allu » entre deux facteurs jugés non significatifs.

Stratégie C :

Le tableau 6.19 d’analyse de la variance donne les résultats suivants :

Facteurs regroupés : taux de fermeture de la porte (FPor), fiabilité des équipements (Equip)

Facteurs non significatifs : vitrage, Simulations, lois, vitesse d’enfumage (Enfu), personnel de sécurité

(PS), désenfumage

Facteurs significatifs : type de foyer (Allu), ruine de la porte (DPor), intervention Secours

Le désenfumage est activé dans la stratégie C mais on constate que ce facteur n’est pas significatif.

L’intervention du personnel de sécurité n’est pas non plus significative, ce qui peut s’expliquer par le

fait qu’il est prévenu trop tardivement pour avoir la possibilité d’intervenir efficacement.

Le type de foyer, le délai de ruine de la porte et l’intervention des pompiers sont donc les seuls

facteurs significatifs.

_________________________________________________________________________________________________________________

91/310


Carrés 475,79 10,13 90,77 33,38 10,16 359,58 763,56 19,74 21,93

ddl 1 1 1 1 1 1 1 1 1

VE 475,79 10,13 90,77 33,38 10,16 359,58 763,56 19,74 21,93

Fexp 26,17 0,56 4,99 1,84 0,56 19,78 42,00 1,09 1,21

Fth 5,99 5,99 5,99 5,99 5,99 5,99 5,99 5,99 5,99

? oui oui oui

Résidus Total

Carrés 109,08 1894,1

ddl 6 15

VR 18,18

Tableau 6.19 : Analyse de la variance – Stratégie C

Stratégie D :

Le tableau 6.20 donne les résultats suivants :

Facteurs regroupés : taux de fermeture de la porte (FPor), type de foyer (Allu)

Facteurs non significatifs : vitrage, Simulations, lois, désenfumage, ruine de la porte (DPor),

Facteurs significatifs : vitesse d’enfumage (Enfu), fiabilité des équipements (Equip), intervention

Secours, intervention du personnel


Carrés 571,69 204,20 91,78 3,82 11,22 11,32 29,92 11,16 4,60

ddl 1 1 1 1 1 1 1 1 1

VE 571,69 204,20 91,78 3,82 11,22 11,32 29,92 11,16 4,60

Fexp 294,37 105,15 47,26 1,97 5,78 5,83 15,41 5,74 2,37

Fth 5,99 5,99 5,99 5,99 5,99 5,99 5,99 5,99 5,99 5,99 5,99

? oui oui oui oui

Résidus Total

Carrés 11,65 951,37

ddl 6 15

VR 1,94

Tableau 6.20 : Analyse de la variance – Stratégie D

_________________________________________________________________________________________________________________

92/310

Le taux de fiabilité des équipements est très significatif dans cette stratégie contrairement aux autres

stratégies. Cela montre clairement l’importance de l’avertisseur sonore dans la chambre, et donc

l’importance de son taux de fiabilité de déclenchement. Le réveil de l’occupant contribue

grandement à sa mise en sécurité rapide.

6.6 Synthèse des résultats Le tableau de synthèse regroupe les facteurs significatifs pour les différentes stratégies.


A X X X

B X X X X

C X X X

D X X X X

Tableau 6.21 : Paramètres significatifs

Les remarques suivantes peuvent être faites :

- l’intervention des pompiers est toujours significative ;

- le désenfumage n’a pas, dans la stratégie C lorsqu’il est activé, une incidence remarquable ;

- la vitesse d’enfumage et l’intervention du personnel de sécurité de l’hôtel sont significatives

si l’incendie est détecté tôt (stratégies B et D) grâce à la DI dans la chambre ;

- en l’absence de cet équipement (stratégies A et C), la puissance du foyer et le délai de ruine

de la porte de la chambre sont influents sur les ENS ;

- enfin, il est intéressant de remarquer que le taux de fiabilité des équipements joue un rôle

dans la stratégie D.

Au total, dans les conditions de nos essais, six facteurs seulement ont une influence significative

sur les fréquences d’apparition des ENS. Ce sont :

1. le type du premier foyer au travers de sa puissance ;

2. la vitesse de développement de l’activité du premier foyer ;




6. le délai d’intervention des services de secours.

_________________________________________________________________________________________________________________

93/310

7 Plans d’expériences proposés – résultats – phase 2

Ce chapitre décrit les modalités des essais réalisés au CSTB avec des modèles physiques. Les

propositions sont établies sur la base des six facteurs significatifs révélés ci-dessus.

Il s’agit de définir tout d’abord les plans d’expériences fractionnaires (PEF) qui peuvent être utilisés

pour mener cette seconde étude de sensibilité.

Compte tenu des caractéristiques de l’outil de simulation utilisé par le CSTB, chaque facteur retenu

est plus ou moins facilement modifiable. Les facteurs sont alors ordonnés par classe de difficulté

après concertation avec les personnes compétentes du CSTB. Il est proposé les 3 classes suivantes :

Facteurs facilement modifiables : PS, Seco, DPor, Enfu

Facteurs difficilement modifiables : Equip

Facteurs très difficilement modifiables : Allu (Type de foyer)

7.1 Plan d’expériences à 8 essais Pour 6 facteurs à 2 niveaux, le plan d’expériences complet permettant d’étudier tous les facteurs et

leurs interactions est de : 26 = 32 essais. Rappelons qu’un essai consiste à réaliser les simulations

pour les quatre stratégies retenues.

La mise en œuvre du plan complet étant jugée comme impossible compte tenu des temps de

réalisation nécessaires, un plan fractionnaire (PEF) doit être envisagé. L’étude de 6 facteurs nécessite

au minimum la réalisation de 7 essais. Il faut donc s’orienter vers un PEF à 8 essais donné par la table

de Taguchi L8 (27). Il s’agit d’une table de résolution III ne permettant pas l’étude des interactions

entre facteurs.

Le PEF n’est donc correct que si les interactions de rang 2 sont faibles, voire nulles. L’étude menée

par Polytech’Savoie sur les onze facteurs n’a pas révélé d’interactions importantes, sauf pour la

stratégie B où l’interaction « Secours-PS » semble être significative.

Devant cet état de fait, un plan à 8 essais peut être utilisé.

La table de Taguchi L8 (27) est alors utilisable. C’est la suivante :

_________________________________________________________________________________________________________________

94/310

N° 1 2 3 4 5 6 7

1 1 1 1 1 1 1 1

2 1 1 1 2 2 2 2

3 1 2 2 1 1 2 2

4 1 2 2 2 2 1 1

5 2 1 2 1 2 1 2

6 2 1 2 2 1 2 1

7 2 2 1 1 2 2 1

8 2 2 1 2 1 1 2

NB : 1 = Facteur au niveau 1, 2 = Facteur au niveau 2

Tableau : 7.1 : Table de Taguchi L8 (27)

2 3 4 5 6 7

(1) 3 2 5 4 7 6

(2) 1 6 7 4 5

(3) 7 6 5 4

(4) 1 2 3

(5) 3 2

(6) 1

Tableau des interactions entre deux colonnes

Résolution Nombre maximum de facteurs

Colonnes à utiliser

Plan complet 3 1, 2, 4

IV 4 1, 2, 4, 7 ou 1, 3, 5, 7

III 7 Toutes

Graphes des effets

1

2 4

7

6

531

2

4

7

3

5

6

_________________________________________________________________________________________________________________

95/310

Pratiquer ces 8 essais consiste à affecter chaque facteur à l’une des colonnes du tableau. Le tableau

des interactions ci-dessus indique, par exemple, que l’interaction entre les facteurs des colonnes 1 et

2 est affectée à la colonne 3. Cela peut donc nous guider dans l’affectation des facteurs aux colonnes.

L’affectation suivante des facteurs aux différentes colonnes (Tableau 7.2) est retenue compte tenu

du graphe des effets ci-dessous. Les colonnes 1, 2, 4 et 7 sont privilégiées. Le plan est de résolution

III et ne garantit donc pas un calcul des effets des facteurs corrects.

N° 1 2 3 4 5 6 7

Allu Enfu Equip PS DPor Secours

1 1 1 1 1 1 1 1

2 1 1 1 2 2 2 2

3 1 2 2 1 1 2 2

4 1 2 2 2 2 1 1

5 2 1 2 1 2 1 2

6 2 1 2 2 1 2 1

7 2 2 1 1 2 2 1

8 2 2 1 2 1 1 2

Tableau 7.2 : Les essais à effectuer

Pour gagner en sécurité, un PEF de résolution IV doit être envisagé. Avec la table précédente, il ne

faudrait avoir que 4 facteurs à étudier, ce qui est trop restrictif.

Il faut donc envisager un nombre d’essais plus important et utiliser la table de Taguchi L16 (215)

(Tableau 6.1) qui permet d’étudier jusqu’à 8 facteurs.

_________________________________________________________________________________________________________________

96/310

7.2 Plan d’expérience à 16 essais :

N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

2 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2

3 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2

4 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1

5 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2

6 1 2 2 1 1 2 2 2 2 1 1 2 2 1 1

7 1 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1

8 1 2 2 2 2 1 1 2 2 1 1 1 1 2 2

9 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2

10 2 1 2 1 2 1 2 2 1 2 1 2 1 2 1

11 2 1 2 2 1 2 1 1 2 1 2 2 1 2 1

12 2 1 2 2 1 2 1 2 1 2 1 1 2 1 2

13 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1

14 2 2 1 1 2 2 1 2 1 1 2 2 1 1 2

15 2 2 1 2 1 1 2 1 2 2 1 2 1 1 2

16 2 2 1 2 1 1 2 2 1 1 2 1 2 2 1

Tableau 6.1 : rappel de la table de Taguchi L16 (215)

Si l’on place au maximum 8 facteurs dans les colonnes 1, 2, 4, 7, 8, 11, 13, 14 ou dans les colonnes 1,

3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, le plan est de résolution IV.

Le placement des facteurs pourrait être le suivant :


col. 3 col. 5 col. 7 col. 9 col. 11 col. 15

Les 8 premiers essais sont alors identiques à ceux de la table précédente (tableau 7.2), à savoir :

_________________________________________________________________________________________________________________

97/310

Essai Allu Enfu Equip PS DPor Secours

1 1 1 1 1 1 1

2 1 1 1 2 2 2

3 1 2 2 1 1 2

4 1 2 2 2 2 1

5 2 1 2 1 2 2

6 2 1 2 2 1 1

7 2 2 1 1 2 1

8 2 2 1 2 1 2

Tableau 7.3 : Les premiers 8 essais

Et les 8 suivants sont obtenus par interversion des valeurs :

Essai Allu Enfu Equip PS DPor Secours

9 2 2 2 2 2 2

10 2 2 2 1 1 1

11 2 1 1 2 2 1

12 2 1 1 1 1 2

13 1 2 1 2 1 1

14 1 2 1 1 2 2

15 1 1 2 2 1 2

16 1 1 2 1 2 1

Tableau 7.4 : Les 8 essais suivants si nécessaire

Cette manière de faire semble intéressante car elle permet d’allier les deux stratégies à 8 et 16 essais

en raisonnant de la façon suivante :

1. pratiquer les 8 premiers essais définis dans le tableau 7.3 (CSTB) ;

2. pratiquer un ou deux essais supplémentaires, par exemple les essais 9 et 10 du

tableau 7.4 ;

3. calculer les effets des facteurs et faire l’analyse de la variance pour définir les facteurs

significatifs (Polytech’Savoie) ;

4. vérifier la validité des calculs grâce aux essais 9 et 10 (Polytech’Savoie) ;

5. si les résultats sont corrects, fin ; sinon, pratiquer les essais 11 à 16 pour compléter le

plan (CSTB) ;

6. calcul des effets des facteurs et analyse de la variance sur les 16 essais (Polytech’Savoie) .

_________________________________________________________________________________________________________________

98/310

Remarque 1 :

Le plan à 16 essais garantit la résolution IV et le calcul de l’effet de chaque facteur est assuré car les

alias de rang 2 ne sont que dans des colonnes paires.

Facteur Colonne Alias

1- Allu 3 -

2- Enfu 5 -

3- Equip 7 -

4- PS 9 -

5- DPor 11 -

6- Secours 15 -

7.3 Résultats obtenus avec 8 essais L’essai n°1 reprend les valeurs obtenues en tâche 2 [ISI 07]. Les légères différences observées sont

dues au nombre d’histoires simulées. En tâche 2, 10000 histoires ont été effectuées alors que

seulement 2000 ont été réalisées ici.

Le présent chapitre présente les résultats obtenus pour la stratégie C (mesures prescriptives

réglementaires) et la stratégie B (mesures envisagées par le MO). La réalisation de 15 essais

supplémentaires par stratégie conduisait à effectuer plus de 100000 simulations (histoires) ; ce qui

n’était pas compatible avec le calendrier fixé par le groupe de travail. Nous nous sommes donc

limités à deux stratégies. Plus de 60000 histoires ont été simulées. Par ailleurs, dans un souci de

respecter le calendrier, nous n’avons pas réalisé les simulations complémentaires des essais 9 et 10

du tableau 7.4.

Stratégie B :

Essai n°

stratégie B

décès client n°1

décès multiples

décès sécurité

1 40.0% 1.1% 1.2%

2 40.3% 1.5% 1.1%

3 41.1% 0.6% 0.8%

4 43.1% 4.7% 1.0%

5 48.5% 4.2% 2.4%

6 46.8% 5.7% 2.6%

7 34.7% 1.6% 1.5%

8 35.9% 0.9% 2.9%

Tableau 7.5 – résultats stratégie B

_________________________________________________________________________________________________________________

99/310

Stratégie C :

Essai n°

stratégie C

décès client n°1

décès multiples

décès sécurité

1 50.8% 1.9% 1.4%

2 48.6% 1.3% 0.8%

3 50.2% 1.2% 0.9%

4 50.2% 4.0% 0.7%

5 49.4% 8.6% 2.5%

6 48.8% 8.9% 1.8%

7 50.0% 4.6% 2.2%

8 50.1% 1.6% 2.3%

Tableau 7.6 – résultats stratégie C

Le tableau 7.7 ci-dessous donne les moyennes obtenues pour les 8 essais et la dispersion constatée

des résultats. La colonne « Total » cumule les trois types de décès constatés.

Décès client

1 Décès

multiples Décès

sécurité Total

Stratégie B

Moyenne 41,30 2,54 1,69 45,53

Ecart-type 4,79 2,00 0,82 6,70

Stratégie C

Moyenne 49,76 4,01 1,58 55,35

Ecart-type 0,76 3,18 0,72 3,39

Tableau 7.7 – Moyennes et écarts-types

Il est clair que la stratégie B est meilleure que la stratégie C. La stratégie B réduit les décès dans la

chambre et les décès multiples d’environ 10% en moyenne, ce qui est très important, et il n’existe

pas d’essai où la stratégie B serait plus mauvaise.

Toutefois, le diagnostic est plus mitigé pour les décès du personnel de sécurité : on peut considérer

que les deux stratégies sont équivalentes.

_________________________________________________________________________________________________________________

100/310

Stratégie B comparée à stratégie C :

Au tableau 7.8, si la valeur de la stratégie B est 15% plus petite que celle de la stratégie C alors la

cellule est coloriée en vert. Si elle est 15% plus forte, elle est coloriée en rouge. Entre ces deux

bornes elle apparaît en jaune.

Essai n°

stratégie B

décès client n°1

décès multiples

décès sécurité

1 40.0% 1.1% 1.2%

2 40.3% 1.5% 1.1%

3 41.1% 0.6% 0.8%

4 43.1% 4.7% 1.0%

5 48.5% 4.2% 2.4%

6 46.8% 5.7% 2.6%

7 34.7% 1.6% 1.5%

8 35.9% 0.9% 2.9%

Tableau 7.8 – résultats stratégie B

Essai n°

Stratégie B - stratégie C

décès client n°1

décès multiples

décès sécurité

1 -10,80 -0,80 -0,20

2 -8,30 0,20 0,30

3 -9,10 -0,60 -0,10

4 -7,10 0,70 0,30

5 -0,90 -4,40 -0,10

6 -2,00 -3,20 0,80

7 -15,30 -3,00 -0,70

8 -14,20 -0,70 0,60

Tableau 7.9 – Différences stratégie B – Stratégie C

On constate bien la préférence pour la stratégie B sur les décès dans la chambre source ou dans les

autres chambres (majorité de cases en vert et chiffres négatifs dans le tableau 7.9) alors que pour les

décès du personnel de sécurité le constat est moins clair (cases rouges plus nombreuses), mais

portant sur des valeurs beaucoup plus faibles. La significativité de ces variations est donc très

relative.

_________________________________________________________________________________________________________________

101/310

7.4 Calcul des effets et analyse de la variance à 8 essais

1 2 3 4 5 6


Effets Stratégie B

1 -1,40 3,33 -4,85 -1,10 -0,63 0,48

2 1,40 -3,33 4,85 1,10 0,63 -0,48

Effets Stratégie C

1 -2,35 0,85 -1,45 0,58 -0,38 0,98

2 2,35 -0,85 1,45 -0,58 0,38 -0,98

Tableau 7.10 – Effet des facteurs à 8 essais

Le calcul des effets est effectué sur la somme totale des décès et le tableau 7.10 donne les effets pour

les six facteurs. Il montre que pour la stratégie B la vitesse de destruction de la porte (DPor) et

d’intervention des pompiers (Secours) seraient des facteurs peu influents. Pour la stratégie C, seuls

deux facteurs le type de foyer (Allu) et le taux de fiabilité des équipements (Equip) sembleraient

significatifs.

Il faut bien sûr confirmer cela par l’étude de la variance sur ces six facteurs (Tableau 7.11).

Allu Enfu Equip PS DPor Seco

Carrés 15,68 88,44 188,18 9,68 3,13

ddl 1 1 1 1 1

VE 15,68 88,44 188,18 9,68 3,13

Fexp 3,47 19,60 41,70 2,15 0,69

Fth 18,51 18,51 18,51 18,51 18,51 18,51

? non oui oui non non non

Résidus Total

Carrés 9,03 314,14

ddl 2 7

VR 4,51


_________________________________________________________________________________________________________________

102/310

En supposant le facteur Secours (Seco) non significatif au vu de la faible valeur de son effet, il est

possible de mettre en évidence la significativité de deux facteurs :


- le taux de fiabilité des équipements (Equip).

Les autres facteurs sont non significatifs.

Les résultats pour la stratégie C sont donnés par le tableau 7.12.


Carrés 44,18 5,78 16,82 2,65 7,61

ddl 1 1 1 1 1

VE 44,18 5,78 16,82 2,65 7,61

Fexp 26,53 3,47 10,10 1,59 4,57

Fth 18,51 18,51 18,51 18,51 18,51 18,51

? oui non non non non non

Résidus Total

Carrés 3,33 80,36

ddl 2 7

VR 1,66


Un seul facteur, le type de foyer (Allu), se révèle significatif pour la stratégie C en supposant que le

délai de destruction de la porte (DPor) ne joue pas.

L’analyse qui vient d’être effectuée est très sévère puisque le nombre de degrés de liberté affecté

aux résidus n’est que de 2. De plus, ce PEF à 8 essais est de résolution III si bien que des interactions,

peut être non nulles, peuvent venir perturber l’évaluation des effets des facteurs.

Il parait donc judicieux de désaliasser ce PEF en pratiquant les 8 essais supplémentaires prévus.

_________________________________________________________________________________________________________________

103/310

7.5 Résultats à 16 essais Les 8 essais supplémentaires prévus dans le tableau 7.4 ont été réalisés. Les tableaux 7.13 et 7.14

donnent les résultats pour les stratégies B et C. Il est bien entendu que les essais 1 à 8 sont les

mêmes que ceux donnés ci-dessus dans les tableaux 7.5 et 7.6.

Ce PEF à 16 essais est de résolution IV et garantit une évaluation correcte des effets des 6 facteurs

étudiés.

Essai n°

stratégie B

décès client n°1

décès multiples

décès sécurité

1 40.0% 1.1% 1.2%

2 40.3% 1.5% 1.1%

3 41.1% 0.6% 0.8%

4 43.1% 4.7% 1.0%

5 48.5% 4.2% 2.4%

6 46.8% 5.7% 2.6%

7 34.7% 1.6% 1.5%

8 35.9% 0.9% 2.9%

9 43.9% 5.5% 1.6%

10 42.4% 2.9% 1.3%

11 38.9% 4.8% 3.0%

12 41.6% 0.5% 2.6%

13 33.4% 2.2% 2.3%

14 32.5% 1.4% 2.4%

15 46.3% 0.7% 1.0%

16 46.8% 4.3% 1.1%

Tableau 7.13 – Résultats stratégie B

_________________________________________________________________________________________________________________

104/310

Essai n°

stratégie C

décès client n°1

décès multiples

décès sécurité

1 50.8% 1.9% 1.4%

2 48.6% 1.3% 0.8%

3 50.2% 1.2% 0.9%

4 50.2% 4.0% 0.7%

5 49.4% 8.6% 2.5%

6 48.8% 8.9% 1.8%

7 50.0% 4.6% 2.2%

8 50.1% 1.6% 2.3%

9 51.1% 7.5% 1.4%

10 52.6% 5.6% 1.4%

11 49.4% 4.4% 2.6%

12 49.4% 1.3% 3.1%

13 49.3% 1.8% 1.5%

14 48.6% 1.6% 1.5%

15 51.1% 1.6% 1.1%

16 49.0% 5.7% 1.2%

Tableau 7.14 – Résultats stratégie C

Les moyennes et écarts-types sur ces 16 essais sont les suivants :

Décès client

1 Décès

multiples Décès

sécurité Total

Stratégie B

Moyenne 41,01 2,66 1,80 45,48

Ecart-type 4,96 1,89 0,77 6,01

Stratégie C

Moyenne 49,91 3,85 1,65 55,41

Ecart-type 1,09 2,73 0,70 3,13

Tableau 7.15 – Moyennes et écarts-types avec 16 essais

On peut constater que les différences sont faibles par rapport aux moyennes obtenues avec les 8

premiers essais (tableau 7.7). On constate toujours une préférence marquée de la stratégie B sur la

stratégie C pour les taux de décès des clients et une équivalence globale des deux stratégies

concernant le taux de décès du personnel car la faible différence ne semble pas significative.

Une analyse plus détaillée des résultats est menée au paragraphe 7.6 ci-dessous.

_________________________________________________________________________________________________________________

105/310


Au tableau 7.15, si la valeur de la stratégie B est 15% plus petite que celle de la stratégie C alors la

cellule est coloriée en vert. Si elle est 15% plus forte, elle est coloriée en rouge. Entre ces deux

bornes, elle apparaît en jaune.

Essai n°

stratégie B

décès client n°1

décès multiples

décès sécurité

1 40.0% 1.1% 1.2%

2 40.3% 1.5% 1.1%

3 41.1% 0.6% 0.8%

4 43.1% 4.7% 1.0%

5 48.5% 4.2% 2.4%

6 46.8% 5.7% 2.6%

7 34.7% 1.6% 1.5%

8 35.9% 0.9% 2.9%

9 43.9% 5.5% 1.6%

10 42.4% 2.9% 1.3%

11 38.9% 4.8% 3.0%

12 41.6% 0.5% 2.6%

13 33.4% 2.2% 2.3%

14 32.5% 1.4% 2.4%

15 46.3% 0.7% 1.0%

16 46.8% 4.3% 1.1%

Tableau 7.15 – Résultats stratégie B

_________________________________________________________________________________________________________________

106/310

Essai n°

stratégie B – stratégie C

décès client n°1

décès multiples

décès sécurité

Total décès

1 -10,8 -0,8 -0,2 -11,8

2 -8,3 0,2 0,3 -7,8

3 -9,1 -0,6 -0,1 -9,8

4 -7,1 0,7 0,3 -6,1

5 -0,9 -4,4 -0,1 -5,4

6 -2,0 -3,2 0,8 -4,4

7 -15,3 -3,0 -0,7 -19,0

8 -14,2 -0,7 0,6 -14,3

9 -7,2 -2,0 0,2 -9,0

10 -10,2 -2,7 -0,1 -13,0

11 -10,5 0,4 0,4 -9,7

12 -7,8 -0,8 -0,5 -9,1

13 -15,9 0,4 0,8 -14,7

14 -16,1 -0,2 0,9 -15,4

15 -4,8 -0,9 -0,1 -5,8

16 -2,2 -1,4 -0,1 -3,7

Tableau 7.16 – Différences stratégie B – Stratégie C

7.6 Analyse et commentaires des résultats – 16 essais Pour l’ensemble des 16 essais, correspondant aux valeurs des 6 paramètres retenus à l’issue de la

phase 1, il apparaît que la stratégie B conduit à un meilleur niveau de sécurité que la stratégie C.

Le total des décès est systématiquement plus faible pour la stratégie B quel que soit l’essai considéré.

En moyenne, l’amélioration procurée par la stratégie B est de l’ordre de 10% sur l’ensemble des

décès. Toutefois, le tableau 7.15 montre par ses différentes couleurs que le diagnostic doit être

précisé selon les différents types de décès ; il est possible de dire :

Client n°1

- Que la stratégie B relativement au décès du client n°1 conduit à un niveau de sécurité

meilleur que celui de la stratégie C (cellules vertes et jaunes) ;

- Que, quel que soit l’essai le niveau de sécurité est toujours supérieur à celui de la stratégie C.

Ceci est dû au fait que la stratégie B offre la possibilité de détecter le feu dans la chambre, ce

que ne propose pas la stratégie A ;

_________________________________________________________________________________________________________________

107/310

- Que par ailleurs, on relève un niveau de sécurité relativement élevé, voisin de 30% (essais 13

et 14), quand le feu se développe plus lentement (Enfu = 2). En effet, dans ce dernier cas les

conditions d’interventions du personnel de sécurité sont améliorés, notamment si le

démarrage du feu n’est pas plus sévère (Allu=1) et que les équipements sont maintenus en

état de marche (Equip=1) ;

- Que par conséquent, relativement au décès du client n°1, les constats dressés dans la tâche

2 (correspondant à l’essai n°1) restent valables. L’ordre du classement (B meilleur que C)

est confirmé.

Personnel de sécurité

- Que la stratégie B relativement au décès du personnel de sécurité conduit à un niveau de

sécurité moins bon ou équivalent à celui de la stratégie C (cellules rouges et jaunes).

- Que 7 essais sur 16 conduisent à un niveau de sécurité moins bon. De plus, c’est quand le

délai d’intervention du personnel de sécurité est le plus long (paramètre PS au niveau 2) que

l’on note un niveau de sécurité moins bon (6 de ces 7 essais).

- Que, par contre, pour 2 des essais, le niveau de sécurité est meilleur. Il s’agit des essais où le

scénario de démarrage concerne le lit (feu le plus sévère). Dans ce cas, on peut penser,

qu’alerté plus souvent (Equip=1) et intervenant rapidement (PS=1) le personnel n’est pas en

mesure d’atteindre la chambre et donc de se mettre en danger.

- Qu’ainsi les constats dressés lors de la tâche 2 sont pour partie différents. Nous avions conclu

à un niveau de sécurité équivalent pour les stratégies B et C (cellule jaune), alors qu’il est

souvent (7 essais sur 16) moins bon (cellules rouges) ; notons cependant que les écarts sont

faibles en pourcentage.

- Que toutefois nous avions conclu en tâche 2 : « La stratégie proposée par le maître

d’ouvrage repose sur une alerte et une intervention rapide du personnel de sécurité de

l’hôtel. Elle met donc en relief l’importance de :

o former le personnel ;

o mettre en place des procédures d’actions adaptées ;

o réaliser des exercices de mise en situation ;

o disposer d’un personnel permanent affecté à la sécurité »,

Les résultats des 16 essais confirment les recommandations formulées en tâche 2 ;

- Qu’enfin le rôle du personnel de sécurité est prédominant. Le paramètre PS semble donc

significatif pour améliorer (ou dégrader) le niveau de sécurité de la stratégie B relativement

à la stratégie C.

- Qu’in fine, relativement au décès du personnel de sécurité, les constats dressés en tâche 2

restent valables. L’ordre de classement n’est pas modifié, il est précisé.

Autres clients

- Que la stratégie B relativement au décès des autres clients (décès multiples) conduit à un

niveau de sécurité globalement meilleur que la stratégie C (cellules vertes majoritaires).

_________________________________________________________________________________________________________________

108/310

- Que toutefois pour quatre essais elle est moins bonne, mais avec des écarts relativement

faibles. Pour ces derniers, deux paramètres sur les six sont au même niveau. Il s’agit du délai

d’intervention lent du personnel de sécurité (PS=2) et du scénario de démarrage du feu

(Allu=1). Les quatre autres facteurs sont alternativement au niveau 1 ou 2.

- Que par ailleurs, le délai d’intervention des secours ne semble pas jouer un rôle majeur

d’amélioration du niveau de sécurité de la stratégie B.

- Que toutefois, par stratégie (B ou C), le niveau de sécurité est amélioré quand le délai

d’intervention est court (Seco = 2). On relève cependant que cette amélioration est annulée

quand le feu de départ est sévère (Allu=2), que les équipements sont défaillants (Equip=2) et

que la résistance au feu de la porte de la chambre est de plus courte durée (Dpor=2). Ces

résultats ne sont pas surprenants et confirment l’intuition de l’expert.

- Que les actions du personnel de sécurité et la sévérité du départ de feu semblent influencer

le niveau de sécurité de la stratégie B relativement à la stratégie C.

- Que finalement, relativement au décès multiples, les constats dressés lors de la tâche 2

restent valables. L’ordre du classement (B meilleur que C) n’est pas remis en cause. Mais

les 15 essais supplémentaires ont permis de mieux comprendre le fonctionnement du

système de sécurité reposant sur la stratégie B.

7.7 Calcul des effets et analyse de la variance à 16 essais Le calcul des effets menés sur la somme totale des trois types de décès donne les résultats décrits

dans le tableau 7.17.

1 2 3 4 5 6


Effets Stratégie B

1 -1,61 2,90 -4,44 -0,79 -0,88 0,45

2 1,61 -2,90 4,44 0,79 0,88 -0,45

Effets Stratégie C

1 -2,16 0,18 -1,65 0,18 -0,45 0,81

2 2,16 -0,17 1,65 -0,17 0,45 -0,81


Il est possible de constater en première analyse que les effets des facteurs calculés avec 16 essais

sont légèrement différents de ceux calculés avec 8 essais (Tableau 7.10). Cela n’est pas anormal

puisque nous avons maintenant un plan de résolution IV évitant les alias pour le calcul des effets des

facteurs. Les valeurs ci-dessus sont donc beaucoup plus fiables.

_________________________________________________________________________________________________________________

109/310

On peut constater :

- que pour la stratégie B les effets des facteurs sont sensiblement les mêmes ;

- que pour la stratégie C, les effets des facteurs vitesse d’enfumage (Enfu) et intervention du

personnel de sécurité (PS) sont plus faibles car libérés de leurs alias ;

- que pour les autres facteurs, les valeurs des effets sont confirmées.

Au total, il semble avant confirmation par l’analyse de la variance que les facteurs influents sont :

- pour la stratégie B, le type de foyer (Allu), la vitesse d’enfumage (Enfu) et le taux de fiabilité

des équipements (Equip) ;

- pour la stratégie C, le type de foyer (Allu) et le taux de fiabilité des équipements (Equip).

Pour la stratégie B, le tableau 7.18 donne les résultats de l’analyse de la variance. Le nombre des

essais étant plus important, les résidus ont 9 degrés de liberté, ce qui diminue considérablement la

valeur seuil Fth. Cette analyse semble donc beaucoup plus réaliste que celle menée avec 8 essais.


Carrés 41,60 134,56 315,06 9,92 12,25 3,24

ddl 1 1 1 1 1 1

VE 41,60 134,56 315,06 9,92 12,25 3,24

Fexp 15,24 49,28 115,40 3,63 4,49 1,19

Fth 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12

? oui oui oui non non non

Résidus Total

Carrés 24,57 541,21

ddl 9 15

VR 2,73


Les trois facteurs précédents, Allu, Enfu et Equip se révèlent effectivement significatifs pour la

stratégie B.

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110/310


Carrés 74,82 0,49 43,56 0,49 3,24 10,56

ddl 1 1 1 1 1 1

VE 74,82 0,49 43,56 0,49 3,24 10,56

Fexp 48,40 0,32 28,18 0,32 2,10 6,83

Fth 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12

? oui non oui non non oui

Résidus Total

Carrés 13,91 147,08

ddl 9 15

VR 1,55


Pour la stratégie C (Tableau 7.19), l’analyse de la variance montre que :

- les deux facteurs Allu et Equip sont effectivement significatifs ;

- mais que le facteur « Intervention des secours (Seco) » l’est aussi. L’intervention des

pompiers a donc une influence alors que ce n’est pas le cas pour la stratégie B.

Une autre analyse peut être effectuée en comparant les stratégies B et C.


L’analyse de la variance peut être menée sur la différence (Stratégie B – Stratégie C). Les écarts

enregistrés sur les décès en effectuant cette différence sont donnés au tableau 7.16.

Le tableau 7.20 donne les effets des facteurs dans ce cas et rappelle les effets précédemment

calculés.

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111/310

1 2 3 4 5 6


Effets Stratégie B

1 -1,61 2,90 -4,44 -0,79 -0,88 0,45

2 1,61 -2,90 4,44 0,79 0,88 -0,45

Effets Stratégie C

1 -2,16 0,18 -1,65 0,18 -0,45 0,81

2 2,16 -0,17 1,65 -0,17 0,45 -0,81

Effets Statégie B – Stratégie C

1 0,55 2,73 -2,79 -0,96 -0,42 -0,36

2 -0,55 -2,73 2,79 0,96 0,42 0,36


L’analyse de la variance effectuée sur la différence des deux stratégies (Tableau 7.21) montre que

trois facteurs sont significatifs :


- le taux de fiabilité des équipements (Equip) ;

- l’intervention du personnel de sécurité (PS).

Ce résultat est intéressant car il permet d’expliquer qui joue un rôle important dans le fait que la

stratégie B améliore la fréquence des décès constatés par rapport à la stratégie C de 10% en

moyenne.


Carrés 4,84 118,81 124,32 14,82 2,89 2,10

ddl 1 1 1 1 1 1

VE 4,84 118,81 124,32 14,82 2,89 2,10

Fexp 3,13 76,86 80,42 9,59 1,87 1,36

Fth 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12 5,12

? non oui oui oui non non

Résidus Total

Carrés 26,97 294,76

ddl 9 15

VR 3,00

Tableau 7.21 : Analyse de la variance – Stratégie (B – C)

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112/310

Un récapitulatif des facteurs significatifs est donné dans le tableau 7.22 et appelle les remarques

suivantes :

- le taux de fiabilité des équipements est toujours significatif et montre l’importance d’un

entretien correct de ceux-ci ;

- la puissance du foyer et la vitesse d’enfumage sont des paramètres majeurs pour expliquer

l’aggravation des fréquences de décès en cas de foyer fort ;

- cependant, les équipements mis en place dans la stratégie B sont surtout efficaces pour

réagir contre une propagation rapide de la fumée et ont un rôle faible vis-à-vis de la

puissance du foyer ;

- enfin, il est intéressant de constater que la rapidité d’intervention du personnel n’est pas

sans importance. Cela renforce la nécessité d’une mission de formation efficace des

personnels par la maître d’ouvrage.


B X X X

C X X X

B - C X X X

Tableau 7.22 : Paramètres significatifs à 16 essais

Au total, après analyse des variances, il semble possible de dire :

- que la stratégie B est toujours meilleure que la stratégie C sur le total des ENS en réduisant

les fréquences de 10% environ ;

- que les décès sur le personnel de sécurité peuvent contredire légèrement ce constat sur

certains essais avec une légère augmentation moyenne des décès du personnel à 0,77%

pour la stratégie B contre 0,77% pour la stratégie C ;

- que l’efficacité du ferme-porte et la DI dans la chambre dont personne ne doute est

évidemment renforcée par un taux d’efficacité faible, ce qui nécessite une maintenance

efficace des équipements ;

- que la rapidité d’intervention du personnel de sécurité joue un rôle majeur car la vitesse

de développement de l’enfumage est un paramètre prépondérant et très significatif.

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113/310

8 Conclusion

Le travail réalisé en tâche 2 a montré la faisabilité d’une approche par simulation événementielle et

physique pour quantifier un niveau de sécurité correspondant à des mesures de mise en sécurité de

nature différente (protection passive et active, comportement humain, …).

L’étude en tâche 2 a examiné les dispositions réglementaires spécifiques au type de l’établissement

et d’autres envisagées par le maître d’ouvrage. Ces dernières ont été évaluées quantitativement.

L’étude a permis de vérifier qu’elles contribuaient à satisfaire les objectifs de sécurité

réglementaires.

Elle a ainsi permis de calculer un niveau de sécurité et de comparer l’effet :

- de mesures actives telles que le désenfumage de la circulation, la détection et l’alarme locale

à l’aide d’un avertisseur sonore ;

- de mesures passives telles que les vitrages et les portes ;

- du comportement du personnel de sécurité et des clients sur ce niveau.

Les résultats ont montré :

- le rôle essentiel des actions du personnel de sécurité pour la sécurité incendie, soulignant

ainsi le bénéfice d’une démarche participative ;

- l’importance commune des mesures actives de protection (détection, alarme, désenfumage)

et des mesures passives (compartimentage), soulignant ainsi la nécessité de les prendre en

compte ainsi que leurs interactions ;

- le besoin de connaissances :

o sur le fonctionnement des différents systèmes étudiés et leur représentation. On citera

en particulier les détecteurs, les vitrages, les portes, les ferme-portes ;

o scientifiques plus fondamentales. On citera en particulier la combustion du premier

foyer et les conditions d’extension du feu, l’interaction eau/foyer, eau/fumée ;

o en physiologie, psychologie et sociologie pour ce qui se rapporte aux conditions de

tenabilité et au comportement humain.

Les résultats ont évidement montré que les valeurs de la fréquence d’occurrence dépendaient des

données d’entrées du logiciel. Pour un ENS donné et/ou pour l’ensemble des ENS considérés, ces

différences sont-elles fortes ? Conduisent-elles à modifier le classement des stratégies de mise en

sécurité ? Voici les questions auquel la présente tâche (tâche 4) s’est attachée à répondre.

Le présent travail a porté sur un départ de feu dans une chambre.

Pour y répondre,

- des réseaux de Petri exploitant des connaissances d’expert ont été élaborés. Ils visaient à

reproduire le fonctionnement observé des réseaux de Petri hybrides. Les valeurs introduites

reposent par conséquent à la fois sur l’expertise du CSTB en matière de feu et sur les

résultats obtenus en tâche 2 avec les réseaux hybrides ;

- 11 paramètres ont été identifiés comme potentiellement sensible sur les résultats ;

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114/310

- les Plans d’Expérience Fractionnaires (PEF) associés aux réseaux de Petri experts ont été

utilisés pour définir parmi ces 11 paramètres ceux, moins nombreux, qui étaient les plus

influents. Rappelons que l’analyse par simulation hybride réclame une durée de calcul trop

importante pour pouvoir évaluer l’influence de 11 paramètres ;

- l’analyse par PEF a permis d’identifier 6 facteurs parmi les 11 ayant une influence

significative sur les fréquences d’apparition des ENS. Ce sont :

1. le type du premier foyer au travers de sa puissance maximale ;

2. la vitesse de développement de l’activité du premier foyer ;




6. le délai d’intervention des services de secours ;

- un second plan d’expériences à 16 essais a été élaboré pour permettre d’évaluer l’influence

de ces 6 paramètres à l’aide des réseaux hybrides ;

- pour les stratégies de mise en sécurité B (mesures envisagées par le MO) et C (mesures

respectant le règlement de sécurité incendie), 60000 histoires ont été « jouées » à l’aide de

SCHEMA-SI.

Ils ont montré que la fréquence d’occurrence des ENS (le niveau de sécurité) varie selon la valeur des

paramètres d’entrée. Elle varie selon que le délai d’intervention est long ou court, que la durée

résistance au feu de la porte est plus ou moins longue, que le personnel de sécurité est plus ou moins

bien formé ou encore selon que les équipements de sécurité (détecteurs) sont plus ou moins bien

entretenus.

Ils ont également montré que l’ordre de classement des ENS relatifs aux personnes (décès du client

n°1, décès multiples et du personnel de sécurité) pour les stratégies B et C établi en tâche 2 a été

confirmé par ce travail.

Les simulations supplémentaires ont montré que la stratégie B exposait légèrement plus fortement le

personnel de sécurité que la stratégie C, confirmant ainsi les recommandations formulées en

tâche 2 [ISI 07 – page 119] : « formation du personnel à la sécurité, mise en place des procédures

d’actions adaptées, réalisation d’exercices de mise en situation, préférer un personnel permanent

affecté à la sécurité plutôt qu’un personnel temporaire. »

Les résultats ont ainsi confirmé les résultats obtenus et les constats dressés en tâche 2 et rappelés en

début de conclusion.

Par ailleurs et de façon complémentaire, l’analyse à l’aide de plans d’expérience a permis d’identifier,

pour la stratégie B et C les facteurs les plus influents sur un niveau de sécurité portant sur l’ensemble

des personnes et défini par la somme des fréquences des ENS :

- la sévérité du premier foyer, le taux de disponibilité des détecteurs et le délai d’intervention

des secours sont les facteurs les plus influents de la stratégie C ;

- la sévérité du premier foyer, la cinétique de développement de l’activité du premier foyer et

le taux de disponibilité des équipements sont les facteurs les plus influents de la stratégie B.

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115/310

L’analyse de robustesse réalisée ici a permis de mieux cerner le fonctionnement d’un système de

sécurité constitué de plusieurs mesures de nature différente (mesure passive, active, actions

humaines). Elle a confirmé l’intérêt potentiel d’une utilisation pratique de ce type d’approche pour

évaluer l’efficacité de mesures de mise en sécurité et aussi pour faciliter la réflexion des différents

acteurs de la sécurité dans la recherche de solutions visant l’amélioration de la sécurité d’un

établissement en exploitation.

Ceci étant, les conclusions définitives ne peuvent être simplement déduites des résultats de deux

stratégies. Les résultats des stratégies A et D devraient compléter ce travail. De plus, un travail de

modélisation des imperfections sur les données par des sous-ensembles flous en partant des

différentes sources de données ainsi qu’une évaluation des durées de changement d'état et de la

possibilité d'apparition de l'ENS avait été envisagé dans cette tâche 4. Il n’a malheureusement pas pu

être réalisé dans les délais impartis.

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9 Références

ISI 07 Evaluation quantitative du niveau de sécurité incendie d’un hôtel - Premiers résultats

obtenus par des approches probabilistes événementielles - PNISI - Novembre 2007

PIL 97 Les plans d’expériences par la méthode TAGUCHI - Maurice PILLET - Les Editions

d’organisation - Paris - 1997 - 328 pages - ISBN 2-7081-2031-X

GOU 88 La méthode des plans d’expériences, optimisation du choix des essais et de

l’interprétation des résultats - Dunod - Paris – 1988 - 303 pages - ISBN 2-04-018732-4

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Annexe 1 : Les réseaux de Petri pour l’étude de sensibilité

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Annexe 2 : aperçu de la technique des plans d’expériences et de

l’analyse de la variance

1 Introduction

La méthode des plans d’expériences est une technique datant du début du XX-éme siècle utilisée en

premier par les agronomes qui ont vite compris son intérêt pour la réduction du nombre des essais à

effectuer pour tester de nombreux paramètres influant sur les rendements des cultures. L’étude du

rendement d’un blé, par exemple, dépend du type de terrain, des différents traitements, de

l’ensoleillement, etc. . Les résultats ne peuvent être obtenus qu’au bout d’une année. Il était donc

indispensable de réduire le nombre d’essais sans perdre en précision et de formaliser clairement la

campagne d’essais.

Cette technique des plans d’expériences est cependant restée relativement confidentielle jusque

dans les années 70, date à laquelle elle a pénétré significativement l’industrie sous l’influence des

travaux du Dr TAGUCHI au Japon. Celui-ci a su clarifier l’utilisation des plans d’expérience et diffuser

à grande échelle ses travaux, notamment aux Etats-Unis à la fin des années 70.

Aujourd’hui, les plans d’expériences représentent un outil indispensable à tout industriel désirant

garantir et améliorer la qualité de ses produits.

Les notions présentées ici sont tirées de [PIL97] – Les plans d’expériences par la méthode TAGUCHI

par Maurice PILLET – Professeur à l’IUT d’Annecy – Université de Savoie – 1997.

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128/310

2 La méthode traditionnelle d’étude d’un phénomène

La démarche expérimentale reste la principale méthode d’acquisition des connaissances dans de

nombreux domaines. L’ingénieur fonde sa démarche sur des essais en avançant progressivement,

puis en fonction des résultats obtenus il effectue éventuellement de nouveaux essais.

Il cherche à faire le minimum d’essais, à obtenir un maximum de précision sur les résultats obtenus, à

mettre en évidence des phénomènes secondaires comme des interactions entre les facteurs.

La démarche expérimentale traditionnelle, employée par de nombreux scientifiques et ingénieurs,

consiste à étudier successivement l’influence de chacun des facteurs retenus comme pouvant jouer

un rôle, avoir une influence sur les résultats délivrés par le système étudié.

Supposons que deux facteurs A et B soient retenus et que l’on souhaite étudier leur influence sur la

« réponse » d’un système donné, par exemple un temps de réponse que l’on cherche à optimiser, ou

encore l’apparition d’un événement non souhaité comme un disfonctionnement. Chaque facteur

peut prendre plusieurs valeurs comprise entre un mini (Amini, Bmini) et un maxi (Amaxi, Bmaxi).

L’expérimentateur fixe alors le facteur B à un niveau moyen et étudie la réponse du système en

faisant varier le facteur A de la valeur Amini à la valeur Amaxi en faisant par exemple 4 expériences.

On parle alors d’un facteur à 4 niveaux. Il effectue la même chose pour étudier l’influence du facteur

B et réalise ainsi 8 essais. Le problème est de savoir s’il a une bonne connaissance de la réponse du

système grâce à ces 8 essais.

Il sait comment agit le facteur B lorsque le facteur A est à un niveau moyen, mais en est-il de même

lorsque A est au niveau Amaxi ou au niveau Amini ? De même, quelle est l’action du facteur A lorsque

le facteur B est au niveau Bmini ou Bmaxi ?

Les conclusions qu’il apportera seront correctes si l’influence d’un facteur ne dépend pas de la valeur

de l’autre facteur ; par contre, si l’influence du facteur B n’est pas la même selon la valeur du facteur

A, ses conclusions seront fortement erronées. On dit que les deux facteurs sont en interaction. Ce

phénomène est fréquent dans la pratique.

Pour répondre efficacement aux questions ci-dessus, il faut effectuer un maillage du domaine de

validité des deux facteurs A et B et effectuer un essai à chaque point du maillage. Dans notre cas, il

faudra donc effectuer 4x4 = 42 = 16 essais.

Mais nous n’avons étudié que 2 facteurs. Si nous généralisons à un système dépendant par exemple

de 7 facteurs jugés influents, il faudra alors effectuer 47 = 16384 expériences ! Cela risque de

prendre beaucoup de temps et de couter beaucoup d’argent.

L’expérimentateur va alors tenter une réduction du nombre des essais en diminuant le nombre de

niveaux de chaque facteur. Le nombre minimum étant de 2, il faudra effectuer dans ce cas 27 = 128

expériences, ce qui est encore souvent trop important. Il ne lui reste alors que la solution de réduire

le nombre de facteurs au risque de ne pas considérer des facteurs influents, ce qui nuit grandement à

la qualité des résultats obtenus.

_________________________________________________________________________________________________________________

129/310

Finalement, la solution retenue consiste à procéder par tâtonnements successifs en faisant varier un

seul facteur à la fois jusqu’à obtention d’une configuration satisfaisante. Cela prend beaucoup de

temps, donne rarement des résultats satisfaisants et quelquefois aboutit à un échec total.

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130/310

3 La méthode des plans d’expériences

Pour résoudre ce problème, il est nécessaire de ne plus raisonner par tâtonnement et d’adopter une

démarche scientifique rigoureuse dans la conduite des essais. C’est l’objet de la méthode des plans

d’expériences.

Elle consiste à établir un plan d’expérimentation comportant le minimum d’essais compte tenu des

résultats souhaités tout en apportant le maximum de précision dans les résultats obtenus. Cette

méthode nous permettra, par exemple, de connaître l’influence de 7 facteurs à 2 niveaux, dans un

cas où il n’y a pas d’interaction significative, à partir de 8 ou 12 essais.

Le principe de la méthode consiste à ne pas étudier tous les points du maillage, mais à situer les

essais à certains points retenus pour leur particularité d’orthogonalité.

Ainsi, pour l’étude de l’exemple précédent d’un système de 7 facteurs à 2 niveaux, un plan

d’expériences à 16 essais pourra être construit. Ce chiffre est à rapprocher des 128 essais nécessaires

dans la méthode traditionnelle. Il permettra de connaître non seulement l’influence de chaque

facteur, mais également les interactions éventuelles entre les facteurs. Il permettra donc une

interprétation rapide et sans équivoque des résultats en fournissant un modèle expérimental du

système étudié. De plus, les facteurs sont modifiés d’un essai à l’autre selon des règles précises, ce

qui permet d’obtenir la meilleure précision possible sur les résultats.

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131/310

4 Les plans d’expériences complets

L’étude d’un plan complet consiste à étudier toutes les combinaisons possibles des facteurs pris en

compte. Ces plans sont notés Xk où k représente le nombre de facteurs étudiés et X représente le

nombre de niveaux de ces facteurs.

Ainsi, l’étude par un plan complet de 3 facteurs à 2 niveaux demandera 23 = 8 expériences. De même,

pour 3 facteurs à 4 niveaux, le plan complet comporte 43 = 64 expériences ou essais.

Il est possible évidemment d’avoir des facteurs dont le nombre de niveaux est différent. Le calcul du

nombre d’essais est alors similaire. Ainsi, un plan complet pour 3 facteurs à 2 niveaux et 2 facteurs à

3 niveaux comporte 23 x 42 = 128 essais.

4.1 Plan 22 : choix des essais Le plan 22 est un plan de 2 facteurs à 2 niveaux. C’est le plus simple, mais sa présentation permet de

bien comprendre l’intérêt des plans d’expériences.

Soient les deux facteurs A et B dont les niveaux sont définis dans le tableau ci-dessous :

Facteurs Niveau 1 (N1) Niveau 2 (N2)

A - Pression 0,1 MPa 0,2 MPa

B - Ouverture 10 mm2 30 mm2

Tableau 1 : Domaine expérimental

Le niveau 1 représente les valeurs minimales des facteurs, le niveau 2 les valeurs maximales. Le

domaine expérimental d’étude est alors fixé par ces limites. Ces limites sont bien sûr définies par les

expérimentateurs.

Les quatre essais à effectuer peuvent être choisis de différentes façons :

- méthode traditionnelle :

Elle consiste à bloquer chaque facteur au milieu de la plage de mesure et à placer l’autre

facteur aux extrémités du domaine.

On obtient le schéma ci-dessous avec les points de mesure M1, M2, M3 et M4.

_________________________________________________________________________________________________________________

132/310

Figure 2 : Stratégies expérimentales

Dans la stratégie S1, l’effet du facteur A est obtenu à partir des seuls essais M3 et M4, les

essais M1 et M2 servant à l’évaluation du facteur B.

- méthode des plans d’expériences :

La méthode des plans d’expériences (stratégie S2) consiste à situer les essais aux extrémités

du domaine expérimental. Les points de mesure sont donc Y1, Y2, Y3, Y4.

Aves la stratégie S2, l’effet du facteur A est mesuré par la différence entre les moyennes (Y2 +

Y4) /2 et (Y1 + Y3) /2 et l’effet du facteur B par la différence entre les moyennes (Y3 + Y4) /2

et (Y1 + Y2) /2. On constate donc que les quatre essais servent à l’évaluation de chacun des

facteurs, ce qui n’est pas le cas dans la stratégie traditionnelle.

Les deux principaux avantages résultant de cette situation sont les suivants :

o la précision obtenue avec la stratégie des plans d’expériences est bien meilleure puisque

l’on sait que, si l’écart-type de mesure est σ, la moyenne d’un échantillon de n valeurs

est distribuée selon une loi d’écart-type σ /√n ;

o l’interaction éventuelle des deux facteurs ne peut être détectée que dans la stratégie S2

puisque la stratégie S1 ne fait varier qu’un seul facteur à la fois. Rappelons que

l’interaction de 2 facteurs se caractérise par le fait que l’effet d’un facteur lorsqu’il passe

de N1 à N2 n’est pas identique selon que l’autre facteur est au niveau N1 ou au niveau

N2.

Le plan d’expériences peut être représenté dans le tableau 3 dans lequel les valeurs « 1 » et

« 2 » indiquent à quel niveau est placé chaque facteur pour chaque essai. La réponse est la

valeur de la mesure effectuée lors de chaque essai ; elle est ici fictive, mais pourrait par

exemple représenter un débit.

Facteur A

Facteur B

N1 N2

N2

N1

S1 : Méthode traditionnelle S2 : Méthode Plans d’Expériences

M1

M2

M3 M4

Y1 Y2

Y3 Y4

Facteur A

Facteur B

N1 N2

N2

N1

_________________________________________________________________________________________________________________

133/310

Essai Facteur A Facteur B Réponse

Y1 1 1 15

Y2 2 1 20

Y3 1 2 25

Y4 2 2 40

Tableau 3 : Plan 22 et réponse des essais

4.2 Calcul des effets et des interactions L’effet d’un facteur A au niveau i, noté EAi, ou d’une interaction entre A au niveau i et B au niveau j,

notée IAiBj, peuvent être calculés par les formules suivantes :

EAi = (Moyenne des réponses si A = i) – MG

avec MG = moyenne générale des réponses

IAiBj = (Moyenne des réponses si A = i et B = j) – MG – EAi - EBj

Pour les réponses données dans le tableau 3, le calcul des effets donne les résultats suivants :

MG = 25

Effet des facteurs Facteur A Facteur B

N1 - 5 - 7,5

N2 + 5 + 7,5

Tableau 4 : Effets des facteurs

Dire que l’effet de A au niveau N1 est de -5 signifie que la réponse diminue de 5 par rapport à la

moyenne générale. Lorsque le facteur A passe de N1 à N2, la réponse est alors augmentée de 10.

Notons que la somme des effets d’un facteur pour tous ses niveaux doit être nulle. Dans la réalité, il

n’y a donc ici qu’une seule valeur à calculer. C’est la notion de degré de liberté d’un facteur. Un

facteur à k niveaux a un degré de liberté égal à (k – 1).

Le calcul des interactions donne, quant à lui, les résultats suivants :

Effet des interactions B – N1 B-N2

A – N1 2,5 - 2,5

A – N2 - 2,5 2,5

Tableau 5 : Effet des interactions

_________________________________________________________________________________________________________________

134/310

Les interactions entre les facteurs A et B ne sont pas nulles. Elles montrent que la conjonction de A et

B dépasse les simples effets individuels de A et B.

Lorsque le facteur A = N1 et le facteur B = N1, la réponse du système devrait être égale à MG + EA1 +

EB1 = 25 + (-5) + (-7,5) = 12,5. Or, la réponse du système est de 15. L’écart représente l’interaction

entre les facteurs A et B.

Comme pour les effets des facteurs, il est possible de démontrer que la somme des interactions par

ligne ou par colonne doit être égale à zéro. Il n’y a donc qu’une seule interaction à calculer. Le degré

de liberté d’une interaction est égal au produit des degrés de liberté des facteurs qui la composent.

4.3 Généralisation Les formules de calcul définies ci-dessus sont valables pour un nombre quelconque de facteurs quel

que soit le nombre de niveaux de ces facteurs. Notons cependant que les formules données pour les

interactions ne concernent que les interactions entre deux facteurs, dites interactions de second

ordre. Il existe bien sûr des interactions de troisième ordre en trois facteurs, etc. Les formules sont

généralisables.

La construction du plan complet d’expériences est systématique ; ainsi, par exemple, un plan

complet pour trois facteurs tels que :

- Facteur A – 2 niveaux.

- Facteur B – 3 niveaux.

- Facteur C – 2 niveaux.

comporterait 22 x 3 = 12 essais qui sont définis dans le tableau 6 ci-dessous.

_________________________________________________________________________________________________________________

135/310

Les effets des facteurs et des interactions sont calculés de la même façon que précédemment pour

des valeurs de réponse données.

Essais Facteur A Facteur B Facteur C Réponse

1 1 1 1 29

2 1 2 1 24

3 1 3 1 17

4 1 1 2 19

5 1 2 2 14

6 1 3 2 8

7 2 1 1 36

8 2 2 1 28

9 2 3 1 24

10 2 1 2 46

11 2 2 2 38

12 2 3 2 34

Tableau 6 : Plan complet 22 x 3

Les résultats obtenus sont les suivants : MG = 26,417

Effets des facteurs : EA1 = - 7,917 EA2 = 7,917

EB1 = 6,083 EB2 = - 0,417 EB3 = - 5,667

EC1 = - 0,083 EC2 = 0,083

Interactions : IA1B1 = -0,58 IA1B2 = 0,92 IA1B3 = - 0,33

IA2B1 = 0,58 IA2B2 = -0,92 IA2B3 = 0,33

On constate bien que la somme des lignes et des colonnes est égale à 0. L’interaction entre A et B est

faible et pourrait être considérée comme nulle.

IA1C1 = 4,92 IA1C2 = -4,92

IA2C1 = - 4,92 IA2C2 = 4,92

L’interaction entre A et C doit être prise en compte.

IB1C1 = 0,08 IB2C1 = 0,08 IB3C1 = -0,17

L’interaction entre A et C peut être considérée comme nulle.

Conclusion :

Les facteurs A et B sont influents, le facteur C peut être considéré comme nul. Seule l’interaction

entre A et C est réellement significative.

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Le modèle correspondant au plan d’expériences pourrait donc être le suivant :

Y = MG + A + B + AC

Il permet de prédire un résultat pour une configuration de valeurs des facteurs.

Ainsi, pour l’essai 1 pour lequel A = 1, B = 1, C = 1, le modèle donne la valeur :

Y = 26,417 + (-7,917) + (6,083) + (4,92) = 29,503. On obtient un résidu de 0,503. Il est faible ce qui est

normal puisque cet essai a servi au calcul des effets et des interactions.

Les plans complets sont des plans sans aucun risque pour l’expérimentateur puisque toutes les

interactions peuvent être calculées.

Lorsque le nombre de facteurs augmente ainsi que le nombre de niveaux de ces facteurs, la taille des

plans complets prend rapidement des proportions hors de propos avec les délais et les coûts

supportables par les entreprises ; il est donc nécessaire de réduire considérablement le nombre des

essais à effectuer. Ne peut-on pas évaluer un modèle satisfaisant du système permettant de prévoir

correctement les réponses avec un faible nombre d’essais ?

La réponse est évidemment oui et c’est la notion de plan d’expériences fractionnaires.

_________________________________________________________________________________________________________________

137/310

5 Les plans d’expériences fractionnaires (PEF)

5.1 Notion de modèle Un plan d’expériences permet en fait de construire un modèle prenant en compte les effets des

facteurs et les interactions. Dans la réalité, toutes les interactions ne sont pas significatives, si bien

qu’il est possible de construire des modèles ne prenant en compte que les facteurs et/ou quelques

interactions.

Par exemple, pour trois facteurs A, B, C à 2 niveaux, le plan complet comporte 23 = 8 essais. Mais, s’il

n’y a pas d’interaction, le modèle à valider est :

Y = MG + A + B + C

Il y a 4 coefficients à déterminer : MG et les trois effets. Il suffit donc de réaliser 4 essais (autant

d’équations que d’inconnues). On économise ainsi 4 essais. Le plan L4 (23) de TAGUCHI permet

d’étudier trois facteurs avec 4 essais, mais en plaçant ces essais judicieusement comme sur la figure

7. En effet, dans chaque plan du cube, il y a 2 essais.

Table de Taguchi L4 (23)

Essais A B C

1 1 1 1

2 1 2 2

3 2 1 2

4 2 2 1

Figure 7 : Plan fractionnaire à 4 essais

Cependant, attention, le plan ainsi construit ne permettra pas d’étudier les interactions supposées

nulles. Si ce n’est pas le cas, c'est-à-dire si une ou plusieurs interactions sont non nulles, les

coefficients du modèle seront perturbés et le modèle ne sera pas pertinent.

Il faudra alors repasser au modèle complet à 8 inconnues :

Y = MG + A + B + C + AB + AC + BC + ABC

comportant toutes les interactions.

L’utilisation des plans fractionnaires n’est donc pas sans risque. Il faut choisir !

1

2

3

4 A

C

B

_________________________________________________________________________________________________________________

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5.2 Nombre de degrés de liberté d’un modèle Le nombre de degrés de liberté d’un modèle définit le nombre minimal d’essais qu’il est nécessaire

de réaliser pour déterminer toutes les inconnues du modèle.

Par exemple, nous recherchons un plan fractionnaire pour le modèle suivant :

Y = MG + A + B + C + D + BC + CD

Niveaux : 3 3 2 3 6 6

Degrés de liberté : 1 2 2 1 2 2 2

Au total, il y a 12 degrés de liberté. Le plan fractionnaire devra comporter au moins 12 essais.

5.3 Orthogonalité et taille d’un PEF Afin de ne pas biaiser les calculs des effets d’un facteur ou d’une interaction, les plans fractionnaires

utilisés doivent vérifier une deuxième condition : l’orthogonalité des actions.

Nous appellerons action un facteur ou une interaction entre facteurs. Deux actions seront dites

disjointes lorsqu’elles n’ont pas de facteurs en commun. Par exemple, les actions A et BC sont

disjointes, tandis que BC et CD ne le sont pas ayant l’action C en commun.

L’orthogonalité de 2 actions disjointes est assurée si, à chaque niveau de l’une, tous les niveaux de

l’autre sont associés le même nombre de fois. Si toutes les actions disjointes d’un modèle sont

orthogonales, le plan d’expériences sera dit orthogonal.

La conséquence est la suivante :

La taille d’un PEF doit être le PPCM du produit du nombre de niveaux de toutes les actions

disjointes prises 2 à 2.

Avec le modèle définit ci-dessus en 5.2, le plus petit plan orthogonal que l’on puisse bâtir est un plan

à (PPCM de 6, 9, 18), soit 18 expériences. Si ce n’est pas possible, il faudra passer aux multiples de

18, soit 36 ou 54 essais.

5.4 Les PEF de TAGUCHI La mise au point de PEF adaptés à un modèle donné est une opération longue et parfois complexe.

Les travaux menés par le Dr TAGUCHI, connus sous le nom de « méthode TAGUCHI », ont permis de

développer une technique originale et aisée de construction des PEF à partir de tables standard qu’il

a proposées. De très nombreux problèmes industriels ont pu ainsi être résolus aisément.

Les tables de TAGUCHI sont des tables orthogonales correspondant au plan d’expériences à réaliser ;

elles sont accompagnées de graphes linéaires représentant les types de modèle que la table permet

de traiter et d’un « triangle » des interactions qui permet de définir la position des interactions.

_________________________________________________________________________________________________________________

139/310

La table de Taguchi L8 (27) est présentée ici à titre d’exemple. C’est l’une des tables de Taguchi les

plus utilisées.

N° 1 2 3 4 5 6 7

1 1 1 1 1 1 1 1

2 1 1 1 2 2 2 2

3 1 2 2 1 1 2 2

4 1 2 2 2 2 1 1

5 2 1 2 1 2 1 2

6 2 1 2 2 1 2 1

7 2 2 1 1 2 2 1

8 2 2 1 2 1 1 2

Groupe 1 2 2 3 3 3 3

NB : 1 = Facteur au niveau 1, 2 = Facteur au niveau 2

Tableau 8 : Table de Taguchi L8 (27)

2 3 4 5 6 7

(1) 3 2 5 4 7 6

(2) 1 6 7 4 5

(3) 7 6 5 4

(4) 1 2 3

(5) 3 2

(6) 1

Tableau 9 : Triangle des interactions entre colonnes

Commentaires :

- L8 indique que cette table comporte 8 essais ;

- 27 signifie que cette table est tirée d’un plan complet de 7 facteurs à 2 niveaux ;

- cette table ne peut donc pas être utilisée pour étudier plus de 7 facteurs ;

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140/310

- la colonne est du groupe 1, le niveau ne change qu’une seule fois dans la table ; les colonnes

2 et 3 sont du groupe 2, c’est-à-dire que le niveau change un peu plus souvent ; les colonnes

suivantes changent presque à chaque essai ;

- cela signifie qu’il vaut mieux affecter des facteurs difficiles à modifier dans les colonnes du

groupe 1, voire du groupe 2 et de réserver aux colonnes du groupe 3 les facteurs aisément

modifiables ;

- le triangle du tableau 9 est extrêmement utile car il permet de connaître la colonne des

différentes interactions et les « alias » des interactions. Par exemple, le chiffre placé à

l’intersection de la ligne (1) et de la colonne 2 indique la colonne dans laquelle sera placée

l’interaction entre les facteurs placés dans les colonnes 1 et 2 ;

- supposons que les facteurs A, B, C, D soient respectivement affectés aux colonnes 1, 2, 4, 7.

Alors, le triangle des interactions indique que l’interaction AB sera affectée à la colonne 3,

que l’interaction CD sera aussi affectée à la colonne 3, obtenue à l’intersection de la ligne (4)

et de la colonne 7 du triangle ;

- on dit alors que les interactions AB et CD sont « alias » car affectées à la même colonne ; cela

signifie que, lors du calcul des interactions, il est impossible de distinguer ces deux

interactions. La valeur calculée est en fait la somme des 2 interactions ;

- de la même façon, le triangle des interactions indique que le facteur A, affecté à la colonne 1,

ne peut être alias qu’avec l’interaction BCD, interaction de troisième ordre, généralement

négligeable. Cela garantit l’évaluation correcte du facteur A. Il en est de même des facteurs B,

C, D qui ne sont alias respectivement que des interactions ACD, ABD et ABC.

Figure 10 : Graphe des effets

Résolution Nombre maximum de

facteurs

Colonnes à utiliser

Plan complet 3 1, 2, 4

IV 4 1, 2, 4, 7 ou 1, 3, 5, 7

III 7 Toutes

La figure 10 présente les graphes linéaires associés à cette table. Ils indiquent sous forme symbolique

les modèles que l’on peut étudier à partir de cette table. Les sommets du graphe représentent les

facteurs, d’autant plus difficile à modifier que le sommet est plus blanc. Les arcs entre les sommets

1

2 4

7

6

531

2

4

7

3

5

6

_________________________________________________________________________________________________________________

141/310

indiquent la colonne dans laquelle se situe l’interaction des facteurs reliant les deux sommets de

l’arc.

Ainsi, l’interaction des facteurs placés en colonnes 1 et 2 sera située dans la colonne 3.

Il reste à définir la notion de résolution d’un plan. Les facteurs (A, B, ..) sont appelés action d’ordre I,

les interactions de type AB, AC.. sont appelées actions d’ordre II, les interactions de type ABC, ACD...

actions d’ordre III, etc...

Un plan est dit de résolution III si des actions d’ordre I sont alias avec des actions d’ordre II. Un plan

de résolution III est relativement risqué car si une interaction d’ordre II supposée nulle au départ

n’est en fait pas nulle, elle s’ajoute à l’effet du facteur et celui-ci est donc mal évalué.

C’est pourquoi les plans de résolution IV sont plus intéressants. Dans un plan de résolution IV, les

actions d’ordre I ne sont alias qu’avec des actions d’ordre III et les actions d’ordre II sont alias entre

elles. Comme les actions d’ordre III sont le plus souvent très faibles, un tel plan garantit la bonne

évaluation des facteurs d’ordre I.

Il existe des plans d’ordre V, mais ils sont souvent peu fractionnaires et coûteux à réaliser.

_________________________________________________________________________________________________________________

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6 Analyse de la variance sur les effets des facteurs

Les plans d’expériences fractionnaires ou non ont permis de calculer les effets des facteurs et des

interactions retenus dans le modèle associé. Les facteurs du modèle sont les facteurs contrôlés. Les

facteurs non contrôlés, non inclus dans le modèle, ont cependant une influence sur les réponses

données par le système étudié. C’est la variabilité naturelle du système, que l’on espère faible.

Les résidus que l’on constate lors du calcul par le modèle résultent de cette variabilité et de la

modélisation effectuée. Il est alors légitime de se poser la question suivante : la valeur de l’effet d’un

facteur est-elle réellement significative ? Quel est le seuil à partir duquel on peut effectivement

considérer que l’effet calculé est dû au facteur étudié et non pas aux manifestations de la

variabilité du système ?

6.1 Analyse de la variance L’analyse de la variance permet de répondre à cette question ; elle doit accompagner toute étude

par les plans d’expériences et permet de tester la significativité des facteurs grâce à un test

spécifique, appelé test de Snedecor, qui compare deux variances :

- la variance résiduelle, notée VR, non expliquée par la variation des facteurs ;

- la variance entre essais pour un facteur, notée VE. Elle provient du facteur contrôlé.


variance entre essais sera du même ordre de grandeur que la variance résiduelle.

Par contre, si le facteur est influent, la variance pour un facteur devient très importante et

significativement différente de la variance résiduelle. Le test de Snedecor compare ces deux

variances.

En effet, il est possible de démontrer [PIL 97] que le rapport VE/VR suit une loi de Snedecor, appelée

aussi « loi de F », à Ne et Nr degrés de liberté :

- pour la variance résiduelle, Nr = Nrés = N – Nmod où N est le nombre des essais effectués,

Nmod est le nombre de degrés de liberté du modèle étudié, Nrés est le nombre de degrés de

liberté des résidus, c'est-à-dire des facteurs non contrôlés. Bien sûr, on a N = Nrés + Nmod ; la

variance résiduelle s’écrit comme suit à partir de la somme des carrés des résidus (r2) :

VR = (Σr2) / Nr

- pour la variance entre essais, Ne est égal au nombre de degrés de liberté du facteur étudié ;

la variance pour un facteur est donc donnée par la formule suivante :

VE = (N/n ΣEA2 ) / Ne

où n représente le nombre de niveaux du facteur étudié et ΣEA2 la somme des carrés des

effets du facteur.

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A titre d’exemple, considérons l’étude d’un modèle comportant 11 facteurs à 2 niveaux sans

interaction dans un plan à 16 essais ; chaque facteur a donc un seul degré de liberté.

Le modèle étudié a donc 12 degrés de liberté, la moyenne générale MG et les effets des 11 facteurs.

Il vient donc :

Ne = n – 1 = 1

Nr = 16 – 12 = 4

Le test consiste maintenant à comparer le rapport Fexp = VE/VR avec la valeur Fth que nous

trouvons dans la table de Snedecor pour les degrés de liberté Ne et Nr et pour un risque seuil s

donné.

Le tableau 6.14 donne un extrait de la table de Snedecor pour Ne = 1 et des risques s = 5% et 1%.

Ne = 1

Nr 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

s = 5% 161,45 18,51 10,13 7,71 6,61 5,99 5,59 5,32 5,12 4,96

S = 1% 4052,2 98,5 34,12 21,20 16,26 13,75 12,25 11,26 10,56 10,04

Ne = 2

Nr 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

s = 5% 199,50 19,00 9,55 6,94 5,79 5,14 4,74 4,46 4,26 4,10

S = 1% 4999,3 99,00 30,82 18,00 13,27 10,92 9,55 8,65 8,02 7,56

Ne = 3

Nr 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

s = 5% 215,71 19,16 9,28 6,59 5,41 4,76 4,35 4,07 3,86 3,71

S = 1% 5403,5 99,16 29,46 16,69 12,06 9,78 8,45 7,59 6,99 6,55

Tableau 11 : Extrait de la table de Snedecor

Pour que l’effet d’un facteur soit significatif, il faut que la condition suivante soit vraie :

Fexp ≥ Fth

où Fth est donné par la table de Snedecor.

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6.2 Exemple d’application en ISI Nous présentons l’exemple de l’étude ISI menée dans un hôtel à Marseille. Il s’agit de déterminer

l’influence des 6 facteurs à 2 niveaux définis dans le tableau ci-dessous sur les décès des clients et du

personnel de l’hôtel lors d’un incendie se déclarant dans une chambre de l’hôtel.

La technique des réseaux de Petri permet de simuler de nombreuses fois le déroulement d’un

incendie dans des conditions diverses et variées : ouverture, fermeture des portes, délai

d’intervention des personnels et des pompiers, comportement des occupants, délai de destruction

par le feu des portes et des fenêtres, etc...

Il est ainsi possible d’obtenir par simulation la fréquence d’apparition de certains événements non

souhaités (ENS) comme le décès de l’occupant de la chambre source du feu (décès n°1), le décès des

occupants des autres chambres (décès multiples), le décès des personnels de l’hôtel et de secours

(décès sécurité).

Ces travaux ont été réalisés dans le cadre du groupe 5 du PN-ISI par le CSTB de Marne La Vallée et

par Polytech’Savoie, école d’ingénieurs à Chambéry.

Notations :

Les sigles « Enf » et « Imp » pour un local signifient respectivement enfumage (présence de fumée,

mais déplacement des personnes possibles, notamment la sortie ou l’accès) et impraticabilité

(fumée et température sont telles que tout accès ou toute sortie du local est impossible).

Facteur Nom Description Niveau 1 Niveau 2

1 Allumage Foyer Probabilité d’allumage du foyer primaire

(Fort, Moyen, Faible) 1/3, 1/3, 1/3 2/3, 1/6, 1/6

2 Enfumage Impraticabilité

Conditions dans la chambre source

Enf : 15-40s Imp : 100-150s

FlashFort: 120-300s FlashMoy: 600-1800s

60-120s 250-450s 300-600s

600-1800s

Conditions dans couloir et chambre

vis-à-vis (P1 ouverte au départ)

Enf : 30-60s Imp : 60-180s

120-240s 180-540s

3 Délai PS Délai d’arrivée du personnel sur site du

foyer

60-180s 60-600s

4 Dispo Equipements

Taux de disponibilité des équipements

Neuf 99%

Dégradé 90%

5 Porte Chambre DPor

Vitesse de destruction de la porte

avec flash : 300-1200s sans flash : 1800-

10000s

60 – 600s

900 – 10000s

6 Intervention des pompiers

Délai d’arrivée des pompiers

Normal 600-1200s

Rapide 180-300s

_________________________________________________________________________________________________________________

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Tableau 12 : Facteurs retenus

L’étude de ces 6 facteurs sans interaction a été menée par un plan d’expériences utilisant la table de

Taguchi L8 (27) comme défini ci-dessous. Les huit essais sont suffisants puisque le modèle néglige les

interactions : on a donc sept variables à déterminer, la moyenne générale et les effets des six

facteurs.

N° 1 2 3 4 5 6 7


1 1 1 1 1 1 1 1

2 1 1 1 2 2 2 2

3 1 2 2 1 1 2 2

4 1 2 2 2 2 1 1

5 2 1 2 1 2 1 2

6 2 1 2 2 1 2 1

7 2 2 1 1 2 2 1

8 2 2 1 2 1 1 2

Tableau 13 : Les essais à effectuer - Table de Taguchi L8 (27)

Les résultats obtenus en réalisant ce plan d’expériences sont donnés ci-dessous pour la stratégie B,

consistant à équiper les chambres de l’hôtel de ferme-portes et de détection incendie (DI).

Pour chaque essai, 10000 simulations ont été réalisées et les fréquences d’apparition des différents

ENS sont données dans le tableau 14.

Essai n°

stratégie B

décès client n°1

décès multiples

décès sécurité

1 40.0% 1.1% 1.2%

2 40.3% 1.5% 1.1%

3 41.1% 0.6% 0.8%

4 43.1% 4.7% 1.0%

5 48.5% 4.2% 2.4%

6 46.8% 5.7% 2.6%

7 34.7% 1.6% 1.5%

8 35.9% 0.9% 2.9%

Tableau 14 – résultats stratégie B

_________________________________________________________________________________________________________________

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6.3 Calcul des effets et analyse de la variance Le calcul des effets des facteurs est effectué en considérant que la réponse du système est la somme

totale des décès des colonnes du tableau précédent.

1 2 3 4 5 6


Effets Stratégie B

1 -1,40 3,33 -4,85 -1,10 -0,63 0,48

2 1,40 -3,33 4,85 1,10 0,63 -0,48

Tableau 15 – Effet des facteurs

Le tableau 15 montre que la vitesse de destruction de la porte (DPor) et d’intervention des pompiers

(Secours) seraient des facteurs peu influents. Le taux de fiabilité des équipements (Equip) et la vitesse

d’enfumage (Enfu) des locaux sont certainement des facteurs significatifs. Mais, qu’en st-il du type de

foyer (Allu) et du délai d’intervention du personnel (PS) ? Seule une analyse de la variance peut nous

apporter la réponse.

Les calculs effectués sont présentés dans le tableau 16 en supposant le facteur (Seco) non influent

compte tenu de la faiblesse de son effet.


Carrés 15,68 88,44 188,18 9,68 3,13

ddl 1 1 1 1 1

VE 15,68 88,44 188,18 9,68 3,13

Fexp 3,47 19,60 41,70 2,15 0,69

Fth 18,51 18,51 18,51 18,51 18,51 18,51

? non oui oui non non non

Résidus Total

Carrés 9,03 314,14

ddl 2 7

VR 4,51

Tableau 16 : Analyse de la variance – Stratégie B

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Le nombre total de degrés de liberté étant de 7, il reste 5 facteurs à 1 degré de liberté. Le nombre de

degrés de liberté des résidus est donc de 2. On obtient alors aisément la réponse à nos questions :

- les facteurs vitesse d’enfumage (Enfu) et taux de fiabilité des équipements (Equip) sont

effectivement significatifs puisque Fexp est plus grand que Fth ;

- tous les autres facteurs sont non significatifs.

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7 Bibliographie

PIL 97 Les plans d’expériences par la méthode TAGUCHI – Maurice PILLET – Les Editions

d’organisation – Paris - 1997 – 328 pages – ISBN 2-7081-2031-X

GOU 88 La méthode des plans d’expériences, optimisation du choix des essais et de

l’interprétation des résultats -Dunod - Paris - 1988 - 303 pages - ISBN 2-04-018732-4

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Annexe B –

Application de la méthodologie générale ISI sur un complexe

cinématographique multisalles

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Sommaire

SOMMAIRE 150

1 ORGANISATION DU TRAVAIL 152

1.1 OBJECTIF 152

1.2 ORGANISATION DU DOCUMENT 152

2 RAPPORT PRÉLIMINAIRE D’ÉTUDE ISI 154

2.1 PRÉAMBULE 154

2.2 PÉRIMÈTRE DU PROJET 154

2.2.1 CONDITIONS GÉNÉRALES DU PROJET 154

2.2.2 CONTEXTE ORGANISATIONNEL 154

2.2.3 PORTÉE DU PROJET 154

2.2.4 CARACTÉRISTIQUES DU PROJET 155

2.3 OBJECTIFS DE SÉCURITÉ ET EXIGENCES FONCTIONNELLES ASSOCIÉES 164

2.3.1 OBJECTIFS DE SÉCURITÉ 164

2.3.2 EXIGENCES FONCTIONNELLES 164

2.3.3 CRITÈRES DE PERFORMANCE 164

2.3.4 CHOIX DES PARAMÈTRES D’APPRÉCIATION 168

2.4 DÉFINITION DE SCÉNARIOS D’INCENDIE 168

2.4.1 ANALYSE PRÉLIMINAIRE 168

2.4.2 IDENTIFICATION DES SCÉNARIOS D’INCENDIE POTENTIELS 170

2.4.3 SÉLECTION DES SCÉNARIOS D’INCENDIE D’ÉTUDE 173

2.5 CHOIX DES MÉTHODES ET OUTILS D’ÉVALUATION 195

2.5.1 GÉNÉRALITÉS 195

2.5.2 EXIGENCES GÉNÉRALES DES MÉTHODES DE CALCUL 195

2.5.3 CONDITIONS DE RECOURS À DES ESSAIS AU FEU 199

2.5.4 EXPLOITATION DES STATISTIQUES 200

2.5.5 PORTÉE DU JUGEMENT D’EXPERT 200

3 RAPPORT D’ÉTUDE ISI 201

3.1 QUANTIFICATION DES EFFETS LIÉS AUX SCÉNARIOS – ANALYSE « LOCALE » 202

3.1.1 GRANDE SALLE 202

3.1.2 SCÉNARIO EN PETITE SALLE 212

3.1.3 CABINES DE PROJECTION 219

________________________________________________________________________________________________________________________

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3.1.4 « ZONE BUREAUX » 236

3.1.5 SCÉNARIO LOCAL SOUS-STOCKAGE CINÉ-CAFÉ 248

3.2 RAPPORT D’ÉTUDE ISI – ANALYSE « GLOBALE » 252

3.2.1 HYPOTHÈSES DE MODÉLISATION 252

3.2.2 SIMULATION DES EXERCICES D’ÉVACUATION 255

3.2.3 EVACUATION COMPLÈTE DU CINÉMA 255

3.2.4 SIMULATIONS DES SCÉNARIOS D’INCENDIE 266

3.3 INCERTITUDES ET SENSIBILITÉ 273

3.4 VÉRIFICATION DE L’ATTEINTE DES CRITÈRES DE PERFORMANCES 274

3.4.1 SCÉNARIOS BUREAUX, CABINES ET GRANDE SALLE 274

3.4.2 SCÉNARIO EN PETITE SALLE 274

3.4.3 SOLUTIONS ALTERNATIVES 275

4 CONCLUSIONS 277

ANNEXE 1 : ANALYSE PRÉLIMINAIRE DES RISQUES 279

ANNEXE 2 : TABLEAU DE SYNTHÈSE 286

ANNEXE 3 : SCÉNARIOS DE DÉVELOPPEMENT DU FEU 288

ANNEXE 4 : CALCUL DÉTAILLÉ DES TEMPS D’ÉVACUATION 295

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1 Organisation du travail

1.1 Objectif Cette tâche vise à présenter un exemple d’application de la méthodologie générale élaborée dans le cadre

du GT1 du PN ISI, dans l’objectif d’illustrer sur un cas concret, l’enchaînement des différentes étapes qui y

sont indiquées et d’apporter des commentaires sur les difficultés rencontrées. Lorsque cela sera nécessaire,

des remarques à destination du groupe de rédaction de la méthodologie générale, apparaîtront clairement

dans le corps du texte sous la forme suivante :

A cette étape de la méthodologie, une question s’est posée quant à …

Le cas concret retenu est un complexe cinématographique multisalles existant.

Un groupe de travail, incluant l’exploitant, a été formé pour définir les objectifs de sécurité. La

préoccupation essentielle de l’exploitant concerne la sauvegarde des personnes présentes dans le

complexe. Il a donc été choisi de décliner la méthodologie pour le seul objectif de sécurité relatif à la

protection de la santé et de la vie des occupants. La méthodologie ne sera donc pas appliquée de manière

complète pour l’ensemble du complexe cinématographique.

1.2 Organisation du document Le logigramme ci-après rappelle les différentes étapes telles que prévues dans la méthodologie.

PROCESSUS DE CONCEPTION D’UN OUVRAGE

PAR APPLICATION DE L’INGÉNIERIE DE LA SÉCURITÉ INCENDIE

Suivi de l’exploitation

de l’ouvrage

Changements

significatifs ?

Suivi de l’exploitation

de l’ouvrage

Changements

significatifs ?

Périmètre du projet

Objectifs de sécurité

et critères associés

Définition des scénarios d’incendie

Proposition de solution

de conception

Choix des méthodes et outils d’évaluation

Périmètre du projet

Objectifs de sécurité

et critères associés

Définition des scénarios d’incendie

Proposition de solution

de conception

Choix des méthodes et outils d’évaluation

Solution acceptable ?

Evaluation de la solution proposée

Solution acceptable ?

Evaluation de la solution proposée

Révision de la proposition

NON

Révision de la proposition

NON

Validation de la proposition

OUI

Validation de la proposition

OUI

NON

OUI

NON

OUI

Réalisation

de la construction

________________________________________________________________________________________________________________________

153/310

Ces différentes étapes conduisent à l’élaboration de deux documents principaux qui correspondent à des

rapports d’études « ISI » :

- un rapport préliminaire, rapport qui est émis une fois l’étape « Choix des méthodes et outils

d’évaluation » du logigramme précédent achevée ;

- un rapport d’étude ISI, qui est la présentation de la démonstration de l’acceptabilité de la solution

que propose l’exploitant.

Il est précisé, comme cela apparaît dans le logigramme, que l’application de la méthodologie implique un

suivi de ces deux rapports afin que des « changements significatifs » qui seraient apportés à l’ouvrage (au

sens large incluant son contenu) ou à son exploitation, puissent être confrontés à l’étude ISI et, le cas

échéant, que celle-ci puisse être amendée en intégrant ces évolutions.

En conséquence, les hypothèses, démonstrations, mesures de sécurité et d’exploitation… retenues dans ces

rapports doivent être prises en compte dans la conception et le suivi de l’ouvrage, elles doivent donc

figurer dans :

- le cahier des charges d’exploitation ;

- le manuel de procédures de contrôle et maintenance, en tant que contraintes spécifiques

permettant d’atteindre et de respecter les objectifs de sécurité.

Le présent document s’articule autour des deux « livrables » d’ingénierie proposés dans la méthodologie,

soit :

- au chapitre 2 : le rapport préliminaire d’étude « ISI » ;

- au chapitre 3 : le rapport d’étude « ISI ».

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154/310

2 Rapport préliminaire d’étude ISI

2.1 Préambule Ce chapitre ne doit pas être considéré comme un rapport « type ». Il décline les différents chapitres de la

méthodologie pour faire figurer les éléments nécessaires à la justification des Objectifs de Sécurité.

Il est donc organisé en suivant les chapitres de la méthodologie et non dans un respect direct du

« sommaire type » qui y est proposé (ce dernier pouvant être adapté à chaque cas particulier).

Les différents paragraphes sont donc les suivantes :

- Périmètre du projet.

- Objectifs de Sécurité et exigences fonctionnelles associées.

- Définition de scénarios d’incendie par analyse des risques.

- Choix des méthodes et outils d’évaluation.

Dans le présent chapitre, il est retenu le terme « projet » en référence au document de méthodologie

générale, bien que l’ouvrage concerné soit un ouvrage existant. Ce choix a été fait dans le but de simplifier

le parallèle entre le présent document et la méthodologie générale dont il est une application.

2.2 Périmètre du projet

2.2.1 Conditions générales du projet

Le complexe UGC est classé en type L (salle de projection) avec activité du type N (restaurant) de 1ère

catégorie (effectif de 3344 personnes dont 20 personnes au titre du personnel).

Ce complexe a été ouvert le 18 juin 2004, les textes qui lui sont applicables sont l'arrêté du 12 décembre

1984 modifié par arrêté le 12 juin 1995 concernant les établissements de type L et l'arrêté du 21 juin 1982

modifié par arrêté le 12 juin 1955 concernant les établissements de type N.

2.2.2 Contexte organisationnel

Ce présent projet est un exercice d’application de la méthodologie générale et n’est donc pas organisé

comme un projet réel de conception ou de réhabilitation. Dans ce contexte, les étapes de validation par les

autorités compétentes n’ont pas été formalisées.

2.2.3 Portée du projet

Le complexe cinématographique est conçu et construit en conformité avec la réglementation en vigueur

dans une approche complètement « descriptive ».

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155/310

Les conditions et l’organisation de l’évacuation des locaux en cas d’alarme sont déclinées sur la base

réglementaire demandant, notamment, une évacuation complète et simultanée de l’ensemble des

occupants.

A titre exploratoire, il peut se poser la question de vérifier si cette logique d’évacuation complète et

simultanée est celle qui présente le meilleur niveau de sécurité pour les personnes présentes dans les

locaux, suivant la localisation et le déroulement d’un sinistre.

Le présent projet vise à rechercher si une évacuation séquencée et/ou partielle des locaux permettrait

d’atteindre le même niveau de sécurité, voir de l’améliorer pour certains sinistres.

Il s’agit donc d’effectuer une comparaison de solutions d’évacuation, dans un contexte de bâtiment

aménagé donné.

2.2.4 Caractéristiques du projet

Activité prévue

Les activités prévues de l'établissement sont la projection cinématographique et la restauration.

Environnement de l’ouvrage

Le complexe est situé dans l’emprise du centre commercial régional « Créteil Soleil ».

Il est bordé, à partir du point le plus proche, par :

- à l’Est : un trottoir comportant notamment des arrêts de bus directement adossés à la façade du

bâtiment, puis une voie de décélération des bus, puis la voie expresse Départementale n°1

(direction Boissy), puis la ligne de métro n°8 et la station terminus de ligne « Créteil Préfecture »,

puis la voie expresse Départementale n°1 (direction Paris) ;

- à l’Ouest : une double voie de circulation directement voisine de la façade du bâtiment (accès

pompiers mais aussi livraisons), puis le parking du centre commercial (sur 2 niveaux) ;

- au Nord : par un bâtiment à usage de bureau séparé par un espace vide (immeuble « Le Pascal ») ;

- au Sud : au sol par une zone de livraison au complexe, en hauteur par une passerelle reliant le

niveau supérieur du parking du centre commercial aux transports en communs côté Est (bus et

métro), puis par un immeuble de bureau (immeuble « CPAM »).

Cet environnement est indiqué dans les images ci-après présentant une vue de chacune des façades

externes du bâtiment et leur voisinage immédiat.

________________________________________________________________________________________________________________________

156/310

Vue façade EST Vue façade OUEST

Vue façade NORD Vue façade SUD

S’il est identifié, lors de l’analyse des différents schémas d’évacuation (actuel ou exploratoire), que

l’environnement directement immédiat des locaux a une influence sur cette évacuation, des informations

complémentaires seront recherchées (nombres de personnes présentes ou circulant, trafic routier, bus et

métro …) et intégrées dans l’analyse.

Ces éléments et les sources par lesquelles ils ont été obtenus figureront dans le rapport d’étude « ISI ».

Caractéristiques de l’ouvrage

Les dimensions de l’ouvrage sont :

- Hauteur = 31.20 mètres (par rapport au niveau route côté Est).

- Longueur = 77,60 mètres entre files 1 et 10a (axe Nord-Sud).

- Largeur = 27,40 mètres entre files A et Ia (axe Est-Ouest).

________________________________________________________________________________________________________________________

157/310

L’ouvrage est composé de deux ailes, séparées par les accès aux différents niveaux.

Ces deux ailes comportent chacune trois niveaux de deux salles de projection. A chacun de ces niveaux, la

capacité des 2 salles est de 192 places sur l’aile Nord et de 252 places et 222 places pour l’aile Sud.

Les différents niveaux de l’ouvrage sont :

- 32.56 : issue basse des salles 10/11/12/13 (niveau sous sol).

- 36.10 : issue haute des salles 10/11/12/13 (niveau rez-de-chaussée).

- 39.30 : cabines de projection des salles 10/11/12/13 (niveau 1er étage).

- 40.42 : entrée cinéma et vides sur plenum salles et cabines 10/11/12/13.

- 42.50 : hall du complexe et locaux d’exploitation (niveau 2ème étage).

- 45.70 : issue basse des salles 20/21/22/23 (niveau 3ème étage).

- 48.90 : issue haute des salles 20/21/22/23 (niveau 4ème étage).

- 52.10 : cabines de projection des salles 20/21/22/23 (niveau (5ème étage).

- 55.30 : issue basse des salles 30/31/32/33 (niveau 6ème étage).

- 58.50 : issue haute des salles 30/31/32/33 (niveau 7ème étage).

- 61.70 : cabines de projection des salles 30/31/32/33 (niveau (8ème étage).

Ces différents niveaux sont présentés schématiquement ci-dessous dans des extraits du plan

d’intervention :

Sous-sol – Niveau 32.56 – Issue basse des salles 10/11/12/13

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158/310

Rez-de-chaussée – Niveau 36.10 - Issue haute des salles 10/11/12/13

1er étage – Niveau 39.30 - cabines de projection des salles 10/11/12/13

2ème étage – Niveau 42.50 - entrée cinéma et vides sur plenum salles et cabines 10/11/12/13

________________________________________________________________________________________________________________________

159/310

3ème étage – Niveau 45.70 - issue basse des salles 20/21/22/23

4ème étage – Niveau 48.90 - issue haute des salles 20/21/22/23

5ème étage – Niveau 52.10 - cabines de projection des salles 20/21/22/23

________________________________________________________________________________________________________________________

160/310

6ème étage – Niveau 55.30 - issue basse des salles 30/31/32/33

7ème étage – Niveau 58.50 - issue haute des salles 30/31/32/33

8ème étage – Niveau 61.70 - cabines de projection des salles 30/31/32/33

________________________________________________________________________________________________________________________

161/310

L'établissement dispose d'un poste central de sécurité et des équipements de sécurité suivants :

- désenfumage mécanique :

o des foyers des salles des niveaux 36.10, 48.90 et 58.50 ;

o du hall ;

o de l'espace de réception ;

o des salles 12, 13, 22,23, 32 et 33.

- alimentation éclectique de sécurité constituée d'un onduleur alimentant le désenfumage

mécanique ;

- éclairage de sécurité alimenté par source centralisée ;

- système de sécurité incendie de catégorie A avec détection automatique d'incendie ;

- ascenseurs dont 1 est destiné aux handicapés ;

- colonnes sèches.

Caractéristiques des occupants

Les occupants présents dans l'établissement sont des personnes valides ou des personnes présentant un

handicap (personne à mobilité réduite, personne malentendante ou malvoyante..).

Conditions d’intervention des secours

Le service de sécurité est composé d'agents de sécurité incendie (1SSIAP2 et 2SSIAP1) complété par des

personnels de l'établissement suivants : le responsable technique, le directeur administratif, le CEC adjoint,

le responsable alimentaire et les agents d'accueil et de comptoir.

La procédure d'intervention du personnel UGC est décrite dans le tableau suivant :

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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PROCÉDURE D'INTERVENTION DU PERSONNEL UGC A SILENCE RADIO (TEMPS 0) :

RESP.TECH ET OPÉRATEUR (SSIAP1) ÉQUIPIER DE 1ère INTERVENTION

DIRECTION ADMINISTRATIVE REJOINT LE PC

CEC ADJ+ RESP ALIMENTAIRE EN ATTENTE DEVANT LE PC

AGENTS D'ACCUEIL ET DE COMPOIR RESTE A LEUR POSTE, A L'ÉCOUTE ET MISE EN

ATTENTE LES CLIENTS

PROCÉDURE AU DÉCLENCHEMENT DU MESSAGE D'ÉVACUATION :

RESPONSABLE TECHNIQUE AU PC (ATTENTE DES POMPIERS)

OPERATEURS SERRE-FILE (TOUS LES NIVEAUX + WC) REGROUPER TOUS LES OCCUPANTS DU HAUT AUTOUR DES GUIDES. GERER L'ÉVACUATION DANS LE CALME.

S'ASSURER QUE PERSONNE N'UTILISE L'ASCENSEUR. VOUS ETES LES DERNIERS A ÉVACUER LES LIEUX

DIRECTION RESPONSABLE D'ÉVACUATION (AU PC)

IL COORDONNE AVEC LE SSIAP 2 L'ÉQUIPE D'ÉVACUATION. IL EST DECISIONNAIRE EN MATIÈRE

D'ÉVACUATION. IL INFORME PAR MICRO DEPUIS LE PC DU POINT DE RASSEMBLEMENT. IL EST SERRE FILE AU

NIVEAU ADMINISTRATION

CEC ADJ+ RESP ALIMENTAIRE SERRE-FILE (HALL) REGROUPER TOUS LES OCCUPANTS DU HAUT AUTOUR DES GUIDES.GERER L'ÉVACUATION DANS LE CALME.

S'ASSURER QUE PERSONNE N'UTILISE L'ASCENSEUR. VOUS ETES LES DERNIERS A ÉVACUER LES LIEUX

AGENTS D'ACCUEIL ET DE COMPTOIR GUIDE D'ÉVACUATION DES ETAGES ET SALLES

DIRIGER LES PERSONNES VERS LES ISSUES DE SECOURS DES FOYERS ET SALLES. ACCOMPAGNER LES PMR DANS

LES REFUGES. EMPECHER LES CLIENTS DE REVENIR EN ARRIÈRE. DIRRIGER LES CLIENTS VERS LE POINT DE

RALLIEMENT (ENTRÉE PRINCIPALE)

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163/310

La procédure d'intervention suite à l'action sur un déclencheur manuel ou la sollicitation d'un

détecteur automatique d'incendie est la suivante :

Procédure d'intervention suite à un déclenchement DM ou DI

Réception de l'alarme incendie sur le SDI, les reports en cabine et en caisse ainsi que sur les ERP

Silence Radio et Alarme Feu

Annonce de la zone au Talkie-Walkie

Confirmation du SSIAP de la bonne réception et de la bonne localisation

Se rendre sur les lieux

INCENDIE INCIDENT TECHNIQUE

Feu maîtrisable Feu non maîtrisable Réarmement du DM ou aération de la DI

Arrêt coup de poing si présence Évacuation des PMR dans les refuges et des clients ensuite faire serre-file

Réarmement du SDI

Évacuation des personnes à proximité

AU PC Bouton réarmement

Intervenir avec moyen à proximité pour stopper le feu

déclenchement de l'évacuation générale avec l'aval d'un responsable

Code : 1, 2, 3, Entrée

Au PC : réarment du SDI et du CMSI

Désenfumage de la zone concernée Réarmement du CMSI

Désenfumer si fumées: avec moteur ou exutoires

Accueil des pompiers Code: (AB) (A, B, B, A) (AB)

Appel pompier avec l'aval du responsable technique pour une visite de prévention

Rassemblement des clients à 50m devant l'entrée principale

Bouton: acquit processus

Fin du silence radio Bouton: réarmement

Réarmement désenfumage et CCF Fin du silence radio

Clef réarmement de désenfumage

Réarmement des CCF et VCF

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164/310

2.3 Objectifs de Sécurité et exigences fonctionnelles associées

2.3.1 Objectifs de sécurité

L’objectif de sécurité retenu porte sur la préservation de la vie des personnes présentes dans le

complexe cinématographie en cas d’incendie, objectif correspondant à l’OS11 de la méthodologie

générale.

De manière plus précise l’étude portera sur les clients du complexe dans des conditions « normales »

d’exploitation, c'est-à-dire en considérant uniquement les personnes présentes dans les zones

ouvertes au public pendant les heures d’ouvertures et de projection.

Sont donc exclus de l’analyse :

les risques aux personnes en dehors des heures d’exploitation des salles ;

les risques aux « tiers » (personnes non présentes dans les locaux).

2.3.2 Exigences fonctionnelles

Parmi les différentes exigences fonctionnelles, le groupe de travail a décidé de travailler sur celles

liées aux conditions de tenabilité. La stabilité de la structure ne sera donc pas traitée (la durée et les

moyens humains mis en jeu pour le traitement de cette phase n’étaient pas compatibles avec le

projet).

Les exigences fonctionnelles de la méthodologie retenues pour cet objectif de sécurité sont les

suivantes :

- EF2 : « Conditions de tenabilité satisfaisantes dans les voies d'évacuation jusqu'à ce que tous

les occupants aient évacué », exigence première à laquelle pourront être ajoutées si l’analyse

le montrait nécessaire en cours d’étude les exigences complémentaires suivantes :

- EF3 : Conditions de tenabilité satisfaisantes dans les locaux où sont situés des occupants en

attente d'évacuation à l'intérieur du bâtiment, hors du local d’origine,

- EF4 : Conditions de tenabilité satisfaisantes dans les locaux où sont situés des occupants,

pendant la durée de l'incendie à l'intérieur du bâtiment (ex: dans un refuge).

Préciser explicitement dans la méthodologie que le choix des exigences fonctionnelles doit être validé

par les autorités compétentes lors de la présentation de la revue d’étude préliminaire.

2.3.3 Critères de performance Des critères de performance qualifiant les exigences fonctionnelles doivent être définis afin de

pouvoir évaluer le niveau de sécurité du complexe au cours d’une phase d’évacuation.

Ils doivent, en règle générale, considérer à la fois les critères de vulnérabilité et d’occurrence.

Toutefois, dans le présent cas d’étude où le mode d’analyse requis est déterministe, ils se réduisent

aux critères de vulnérabilité.

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165/310

Les critères de vulnérabilité traduisent, par l’utilisation de valeurs-seuils, le niveau de performance

requis pour limiter l’impact de l’incendie, et notamment pour satisfaire aux exigences de l’article DF1

du règlement de sécuritéi qui stipule que les cheminements destinés à l’évacuation du public doivent

être maintenus praticables et que, de surcroît, le désenfumage peut concourir à :

- limiter la propagation de l’incendie ;

- faciliter l’intervention des secours.

Le chapitre 8 de l’IT 246ii propose des exemples de critères permettant de juger du caractère

praticable d’un cheminement (critères réglementaires objets du § ci-après).

Ces critères « réglementaires » sont traités dans la présente étude, ainsi que certains critères

complémentaires retenus du fait de leur pertinence (cf. § page suivante)

Critères « réglementaires »

Le chapitre 8 de l’IT 246 propose comme critère d’évaluation d’une solution de désenfumage les

critères ci-après :

- une hauteur libre de fumée suffisante (au moins égale à la moitié de la hauteur de référence,

toujours plus haute que le linteau des portes, jamais inférieure à 1,8 m) ;

- un flux de chaleur, reçu par les personnes, supportable.

a. Hauteur libre de fumée

La notion de hauteur libre de fumée repose sur une hypothèse de stratification et, dans la réalité, de

nombreux facteurs peuvent contribuer à ce qu’elle ne soit pas respectée :

- refroidissement des gaz et fumées à distance du foyer ;

- diffusion turbulente et diffusion gazeuse ;

- éventuelles ventilations entraînant le brassage de l’atmosphère ;

- influences extérieures (vent, …).

Par conséquent, dans une atmosphère déstratifiée, la notion de hauteur libre de fumée perd de son

sens, et la donnée de sortie « hauteur des fumées » fournie par un logiciel, qu’il soit de zone

(reposant sur une hypothèse forte de stratification, et donc hors de son champ d’application en cas

de déstratification) ou de champ, doit donc être considérée avec la plus grande prudence.

La valeur-seuil retenue pour la hauteur libre de fumée répondra dans l’étude aux exigences

réglementaires, et correspondra à la plus exigeante des trois conditions ci-après :

- « au moins égale à la moitié de la hauteur de référence » ;

- « toujours plus haute que le linteau des portes » ;

- « jamais inférieure à 1,8 m ».

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166/310

b. Flux radiatif

Le flux thermique radiatif présente un risque pour les personnes et contribue de manière importante

au développement du feu. Le flux thermique est à la fois émis par le foyer, la fumée ainsi que par les

parois.

La valeur de flux radiatif au niveau de la peau nue, pour une durée d’exposition de 30 minutes, doit

rester inférieure à 2,5 kW/m² (seuil au-delà duquel le sang ne peut plus assurer l’évacuation du flux

de chaleur incident). Ce seuil dépend bien sûr de l’émissivité de la peau, du débit de circulation du

sang et de la proximité des vaisseaux de la surface de la peau. Ces caractéristiques sont toutefois très

voisines quelle que soit la population considéréeiii iv.

Il convient également de mentionner le rôle des vêtements, susceptible de réduire sensiblement la

valeur du flux reçue au niveau de la peau.

L’IT 246 ne proposant aucune valeur seuil pour la notion de « supportable », nous retenons cette

valeur de seuil (2,5 kW/m²) à ne pas atteindre, considérant qu’aucune protection n’est apportée au

niveau de la tête des personnes exposées.

Dans les modélisations numériques, des capteurs de flux thermique radiatif sont placés à 1,8 m au-

dessus du sol. Notons que leur orientation, vers le haut, permet de considérer le flux radiatif émis par

les gaz chauds accumulés en sous-face du plancher haut mais, en revanche, néglige celui émanant du

foyer situé en partie basse.

Critères complémentaires

a. Température

En règle générale, en matière d’évacuation, les seuils de température considérés sont :

- 60 °C (conditions critiques pour l’évacuationv) ;

- 100 °C (niveau suffisant pour engendrer l’hyperthermie et des brûlures locales en 2 à

5 minvi) ;

- 190 °C (incapacitation immédiatevii).

En pratique, dans la présente étude, nous ne nous intéressons qu’au dépassement du seuil de 60 °C

qui constitue une condition critique pour l’évacuation.

Bien que non pris en considération dans le présent document, il convient de mentionner le rôle non

négligeable du taux d’hygrométrie qui, à une température fixée, peut fortement modifier la capacité

de résistance à la chaleur des personnes exposées.

b. Visibilité

La visibilité est cruciale pour l’évacuation. En effet, en dessous d’une certaine visibilité, les fumées

présentes sont psychologiquement ressenties comme un mur infranchissable qui peut conduire une

personne cherchant à évacuer à rebrousser chemin.

_________________________________________________________________________________________________________________

167/310

La visibilité est toutefois un paramètre délicat à calculer, car elle dépend à la fois du spectre

d’absorption des fumées rencontrées, de l’effet irritant qui peut éventuellement lui être associé, et

surtout de la notion de contraste entre la cible regardée et son environnement.

Les modèles de Jin et Yamadaviii ix fournissent des lois simplifiées permettant de mettre en corrélation

le coefficient d’extinction (K) et la visibilité (S) pour des systèmes réfléchissants et pour les systèmes

lumineux de l’éclairage de sécurité. Ainsi, pour les systèmes :

- réfléchissants : K x S = 3 (avec K en m-1 et S en m) ;

- lumineux : K x S = 8.

Dans ces équations, le coefficient d’extinction K est défini par :

Sm YKK , avec :

mK : coefficient d’extinction massique en m²/kg. La valeur considérée pour ce coefficient est

égale à 8700 m²/kg (valeur suggérée pour la combustion du bois et de matières plastiques) ;

: masse volumique des fumées en kg/m3 ;

SY : fraction massique des suies en kg/kg, représentative de la proportion de suie en

suspension.

Il faut noter que l’opacité des fumées dépend étroitement du combustible concerné par la

combustion. De plus, pour un même matériau, l’opacité des fumées dépendra aussi du régime de

combustion (bien ventilé, sous-ventilé).

Le seuil de visibilité au-dessous duquel une personne renonce à continuer sa progression est variable.

Il est fonction de la personne, mais surtout de sa connaissance des lieux et, selon les auteurs, les

seuils proposés varient de 2 m à 10 m.

On distingue notamment un seuil de :

- 2 mx pour la visibilité en environnement connu ;

- 4 mxi pour la visibilité en environnement inconnu.

Les articles concernant l’éclairage de sécurité du règlement de sécuritéi précisent les dispositions

suivantes :

- L’article EC8 sur les fonctions de l’éclairage d’évacuation précise les dispositions suivantes :

o § 1. « L'éclairage de sécurité a deux fonctions :

l'éclairage d'évacuation ;

l'éclairage d'ambiance ou d'anti-panique ».

_________________________________________________________________________________________________________________

168/310

o § 2. « L'éclairage d'évacuation doit permettre à toute personne d'accéder à l'extérieur,

en assurant l'éclairage des cheminements, des sorties, des indications de balisage visées

à l’article CO 42, des obstacles et des indications de changement de direction.

o Cette disposition s'applique aux locaux recevant cinquante personnes et plus et aux

locaux d'une superficie supérieure à 300 m² en étage et au rez-de-chaussée et 100 m² en

sous-sol. »

o § 3. « L'éclairage d'ambiance ou d'anti-panique doit être installé dans tout local ou hall

dans lequel l'effectif du public peut atteindre cent personnes en étage ou au rez-de-

chaussée ou cinquante personnes en sous-sol. »

- L’article EC9 sur l’éclairage d'évacuation précise les dispositions suivantes :

o § 1. « Les indications de balisage visées à l’article CO 42 doivent être éclairées par

l'éclairage d'évacuation, si elles sont transparentes par le luminaire qui les porte, si elles

sont opaques par les luminaires situés à proximité. »

o § 2. « Dans les couloirs ou dégagements, les foyers lumineux ne doivent pas être espacés

de plus de 15 mètres. »

o § 3. « Les foyers lumineux doivent avoir un flux lumineux assigné d'au moins 45 lumens

pendant la durée de fonctionnement assignée. »

Afin de garantir dans une circulation la vision d’au moins un de ces dispositifs sur la totalité du trajet

d’évacuation, leur visibilité doit donc être assurée sur une distance au moins égale à 10 mètres

(distance maximale rencontrée, et correspondant à celle séparant le fond d’un cul-de-sac du premier

foyer lumineux indiquant un changement de direction).

La valeur-seuil associée à la visibilité des systèmes réfléchissants sera, dans la présente étude, égale à

10 m.

2.3.4 Choix des paramètres d’appréciation

L’étude vise à comparer une (des) alternative(s) d’évacuation à la solution actuelle.

Le critère à retenir pour l'évacuation est que toutes les personnes puissent évacuer l'établissement.

2.4 Définition de scénarios d’incendie

2.4.1 Analyse préliminaire

Identification des potentiels de danger

Il n’est pas effectué un recensement exhaustif des potentiels de danger du site, mais plutôt effectué

une analyse visant à retenir des localisations de premier foyer. Le détail de cette analyse fait l’objet

de l’annexe 1, niveau par niveau.

_________________________________________________________________________________________________________________

169/310

Les caractéristiques des premiers foyers sont soit forfaitaires (suivant des caractéristiques «

génériques » des combustibles possibles d’un type de local), soit évaluées par le biais d’essais

spécifiques (utilisation d’un cône calorimètre dans le cadre de l’évaluation des matériaux constitutifs

d’un siège de cinéma).

Intégration du retour d’expérience

- Sur le site : incidentologie

o 1 déclenchement alarme provoqué par une meuleuse utilisée dans un des locaux de la

zone stockage ;

o de nombreux déclenchements intempestifs ou malveillants ;

o des informations plus précises peuvent être obtenues par consultation du cahier de

main courante. L’incidentologie la plus marquante remonte au siège social UGC (et aussi

celle donnant lieu à réclamation client). Cet ensemble n’a pas été examiné pour la

conduite de la présente tâche.

- En France : pas de statistique nationale dédiée aux complexes cinématographiques ou de

manière plus générale aux salles de cinéma. Les seules données potentiellement exploitables

concerneraient les feux en ERP (avec une séparation avec ou sans local à sommeil). Compte

tenu de la diversité des ERP, ces informations sont jugées non pertinentes pour une

exploitation dans cet exemple.

Accidentologie

L'origine d'un incendie peut être électrique, humaine.

Analyse préliminaire des risques

L’analyse préliminaire des risques a été effectuée en groupe de travail comportant un représentant

des 4 organismes chargés de cette tâche.

Trois demi-journées de réunion ont été consacrées à cette tâche, travail complété en fin d’analyse

par une visite spécifique du site effectuée afin de valider les choix de scénarios.

L’analyse de risque a été effectuée, dans un premier temps dans le but d’identifier des localisations

de scénarios susceptibles de présenter un « challenge » pour les conditions d’évacuation des

personnes.

Dans un second temps, elle a permis de fixer les hypothèses de départ de chacun des scénarios

retenus.

_________________________________________________________________________________________________________________

170/310

Elle a été effectuée niveau par niveau du complexe, avec identification des communications entre

locaux, en envisageant pour certains scénarios le cas pénalisant du maintien du fonctionnement de la

Centrale de Traitement d’Air (CTA) pendant le sinistre.

Le détail de l’analyse des risques est présenté en annexe 1.

2.4.2 Identification des scénarios d’incendie potentiels

La démarche proposée dans la méthodologie générale pour l’identification des scénarios incendie

apparaît délicate de par son systématisme (quid de l’exhaustivité des scénarios d’incendie). Les

personnes en charge de la définition des scénarios s’orientent « naturellement »vers des scénarios

préférentiels ce qui peut être apparenté à du jugement d’expert. Dans la cadre de la présente étude,

une analyse a été conduite par niveaux.

Il semble nécessaire de clarifier dans la méthodologie générale la notion de jugement d’expert (s’agit-

il d’un tiers expert ou d’un avis donné par l’ingénieur ISI sur une hypothèse de son étude à un moment

donné).

Sous quelle forme doit apparaître le « rendu » de cette partie identification des scénarios ?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

171/310

Afin de pouvoir identifier les scénarios d’incendie susceptibles de se produire, les départs de feu pour chaque niveau et chaque salle ont été envisagés.

Les diagrammes ci-après donnent un aperçu de l’analyse qui a été menée. L’annexe 2 retranscrit une synthèse des scénarios envisagés. Pour chaque

scénario retenu, une description des conditions initiales et du déroulement des scénarios est donnée en annexe 3.

Grandes salles

12 & 13

(parties basses)

Malveillance Origine

accidentelle

Salle 10 Salle 11

Petites salles

10 & 11

(parties basses)

Locaux techniques

Niveau 32.56

Grandes salles

12 & 13

(parties basses)

Petites salles

10 & 11

(parties basses)

Foyer

Niveau 36.10

Espace réception

Cabine

salles 10 et 11


accidentelle

Cabine

salles 12 et 13

Cabines projection Sanitaires Locaux

indépendants

Niveau 39.30

Départ de feu

Zone

caisse

Confiserie Zone

café

Local

plonge

Local

épicerie

Local

poubelle

Salle

de repos


accidentelle

Local

ciné-café

Vestiaires Local

ménage

Local

stockage

Bureau

adjoint

& assistante

Local

comptes

Zone

personnel

Local SSI Sanitaires

Niveau 42.50

Grandes salles

22 & 23

(parties basses)


accidentelle

Sécrétariat Locaux :

. réunion

. archives

. confiserie

Locaux :

. comptes

. Directeur

. Dir. adjoint

Zone

bureaux

Petites salles

20 & 21

(parties basses)

Niveau 45.70

Départ de feu

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

172/310

Grandes salles22 & 23

(parties hautes)

Petites salles20 & 21

(parties hautes)

Foyer

Niveau 48.90

Cabinesprojection

salles 20 & 21

Cabinesprojection

salles 22 & 23

Foyer

Niveau 52.10

Malveillance Origineaccidentelle

Salle 32 Salle 33

Grandes salles32 & 33

(parties basses)

Petites salles30 & 31

(parties basses)

Accèslocaux

techniques(climatisation)

Sanitaires Foyer

Niveau 55.30

Départ de feu

_________________________________________________________________________________________________________________

173/310

2.4.3 Sélection des scénarios d’incendie d’étude

Les scénarios de développement du feu retenus sont indiqués en annexe 3, ils sont repris de manière

plus détaillée ci-après :

Grande salle

a. Présentation

Le complexe dispose de plusieurs salles cinématographiques. La salle étudiée est la salle 32 située

entre les niveaux 55.30 et 58.50, elle permet d’accueillir 320 personnes dont 8 personnes en fauteuil

roulant.

Les dimensions de la salle sont les suivantes : 16,2 m sur 22,6m sur une hauteur sous plafond au plus

haut de 8 m.

La configuration de cette salle fait l’objet de la Figure 1 ci-après :

Figure 1 : présentation de la salle cinématographique n°32

_________________________________________________________________________________________________________________

174/310

La salle 32 possède une installation de ventilation de confort (bouches de couleur bleue) représentée

ci-dessous :

Figure 2 : Amenées d’air confort de la salle. Ici sont visibles les quatre bouches de soufflage côté cabine de projection. Une seconde série de quatre est située à la verticale des premiers sièges

Cette ventilation de confort est composée d’une bouche d’extraction située en bas à droite derrière

l’écran de la salle et de 8 bouches d’amenée d’air (couleur bleue) situées au plafond.

Cabine de projection

_________________________________________________________________________________________________________________

175/310

L’installation de désenfumage de la salle est constituée de deux bouches d’extraction (couleur rouge)

situées en partie haute de la salle et d’une bouche de soufflage située derrière l’écran amenant l’air

frais en partie basse de la salle.

Figure 3 : bouche d'extraction de désenfumage

Les exercices d’évacuation montrent qu’au-delà de 2 à 3 minutes, l’ensemble des personnes

présentes dans la salle en cas de feu a évacué. Le temps de simulation a par conséquent été défini à

6 minutes (pour mémoire, la diffusion de l’alarme dure au plus 5 minutes).

L’évacuation des personnes implique l’ouverture des différentes portes de la salle à 30 secondes : les

15 premières secondes correspondent au temps moyen de perception de l’incendie et les 15

secondes suivantes correspondent au temps moyen de déplacement de la première personne

jusqu’aux issues de secours. Par ailleurs les calculs du temps d’évacuation de la salle montrent qu’il

faut 130 secondes pour vider la salle (cf. § 3.2.3). En conséquence les critères réglementaires de

disponibilité des issues et des cheminements sont analysés entre 15 et 145 secondes. Ces instants

sont repérés par des traits rouges épais verticaux sur les courbes.

Cabine de projection

_________________________________________________________________________________________________________________

176/310

Les figures ci-dessous illustrent l’ouverture des portes au cours de la simulation :

Figure 4 : à 29.9 secondes les portes de la salle sont fermées

Figure 5 : à 30.2 secondes les portes de la salle sont ouvertes

_________________________________________________________________________________________________________________

177/310

L’arrêt de la ventilation confort et la mise en route du désenfumage mécanique survient après 2

minutes ; il s’agit du temps jugé nécessaire pour réaliser la levée de doute après la mise en œuvre de

l’alarme restreinte. La Figure 2 et la Figure 3 illustrent l’arrêt du confort (119.9 secondes) et la mise

en route du désenfumage (120.2 secondes).

b. Critères de performance

Les critères de performance retenus pour cette étude sont rappelés ci-après (cf. §2.3.3) :

- Flux radiatif.

- Hauteur libre de fumée.

- Température.

- Visibilité.

_________________________________________________________________________________________________________________

178/310

Afin de pouvoir convenablement évaluer, au cours du temps, les conditions d’évacuation dans les

différents volumes comme la zone accessible au public, les points de mesure de flux radiatif et de

hauteur libre de fumée sont combinés et placés le long des trajets d’évacuation.

La répartition des points de mesure est représentée sur la figure ci-dessous, tous ces capteurs sont

placés à 1.80 m au dessus du sol relatif et le long du cheminement d’évacuation du public.

Figure 6 : points de mesure

Il sera également réalisé des plans de coupe de l’espace des variables associées à ces critères de

performance le long du cheminement d’évacuation du public.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

179/310

c Scénarios

La mise de feu est volontaire, c’est pourquoi le siège incendié est ouvert. Le scénario de mise de feu est le suivant : la personne laisse un sac auquel elle a

mis le feu.

Les positions des foyers sont les suivantes :

Feu 1 Feu 2 Feu 3

Feu sur le second siège de la deuxième rangée Feu sur le second siège de la huitième rangée Feu sur le second siège de la dernière rangée

_________________________________________________________________________________________________________________

180/310

Cette modélisation utilise une approche de source prescrite. La courbe de débit calorifique

correspondante et présentée sur la figure suivante, a été obtenue pour chaque assise et chaque

dossier de la salle :

Figure 7 : courbe de débit calorifique de l’assise et du dossier

Pour définir la courbe de débit calorifique, la méthode suivante a été retenue :

Dans cette simulation, les éléments combustibles sont les sièges. Nous distinguerons l’assise et le

dossier de chaque siège. La méthode de construction de la source prescrite des éléments

combustibles (assise ou dossier) de la simulation a été élaborée avec l’approche triangulaire

proposée par Ames, Brabrauskas et Parker (Upholsterd Furniture : Prediction by correlations ; 1992 ;

Chapitre 15 de Heat Release in Fires, Elsevier Applied Science, NY). Cette méthode permet de calculer

un débit calorifique d’un élément à l’échelle réelle à partir de mesures réalisées à petite échelle, au

cône calorimètre par exemple. Les matériaux constituant les sièges ont été caractérisés au cône

calorimètre par le LNE.

Données LNE utilisées :

M+T désigne un élément Mousse+Tissu constituant un siège. X, y et z représentent les dimensions de

l’échantillon testé.

x y z M (kg)

DeltaHc

(MJ/kg)

Qmax

(kW/m2)

0,094 0,094 0,055 0,0215 21,7 357,5

_________________________________________________________________________________________________________________

181/310

A partir de ces données, on obtient pour un échantillon M+T passé au cône :

Taille de l’échantillon Caractéristiques

x y z M (kg) DeltaHc (MJ/kg) Qmax (kW/m2)

0,094 0,094 0,055 0,0215 21,7 357,5

Les données des éléments à échelle réelle sont :

- Assise

Dimension des sièges Volume Masse Vol M (kg) PotCal (MJ)

Mousse 0,4 0,6 0,2 0,048 34,178 1,640 42,57

Tissu 0,88 0,005 0,0044 330,466 1,454 26,5

M+T 3,095 67,15

- Dossier

Dimension des sièges Volume Masse Vol M (kg) PotCal (MJ)

Mousse 0,1 0,6 0,7 0,042 34,178 1,435 37,18

Tissu 1,1 0,005 0,0055 330,466 1,818 33,08

M+T 3,253 70,59

Les formules de Ames, Babrauskas et Parker sont les suivantes :

- Le calcul de la puissance maximale dégagée par l’élément à échelle réelle qfs (kW) :

qfs=

factor

style

factor

frame

factor

massqbs63.0

- Le calcul du temps de combustion de l’élément à échelle réelle tb (s):

tb = 10003 xq

Hmc

fs

c

avec :

- qfs en [kW] : le pic de débit calorifique ;

- 0,63 constante empirique de dimension inconnue ;

_________________________________________________________________________________________________________________

182/310

- bsq en [kW:m¡2] (bs pour bench scale) : le pic de débit calorique par mètre carré de l’essai au

cône calorimètre ;

- [mass factor] en [kg] : masse totale de l’élément qui a brûlé ;

- [frame factor] (adim.) =1.66 (matériaux non combustibles) ; =0.18 (matériaux

plastiques charbonneux) ; =0.58 (matériaux plastiques fondants) ; =0.30 (bois) ;

- [style factor] (adim.) =1.0 (formes pleines et rectangulaires) ; 1.5 (formes arrondies) ; et

valeurs intermédiaires pour les formes intermédiaires ;

- C3 (adim.) constante empirique ; =1.3 matériaux plastiques ; =1.8 matériaux métalliques et

plastiques ;

- m en [kg] masse de l’objet brûlé ;

- cH en [MJ:kg¡1] enthalpie de combustion effective obtenue au cône ;

- fsq en [kW].

Pour les constantes, nous prenons pour notre étude les valeurs suivantes :

- Frame Factor : 0,3

- Style Factor : 1

- C3 1,3

Ainsi :

- Assise - Dossier

qfs (kW) tb (s) qfs (kW) tb (s)

M+T 209,10 417,51 M+T 219,80 417,51

La simulation est effectuée avec le logiciel FDS. Le domaine d’étude comprend tout l’intérieur de la

salle 32 et, est entièrement découpé en mailles de 10 cm d’arrête. La réaction de combustion utilisée

est celle proposée par défaut par FDS. La propagation d’un élément combustible (assise ou dossier) à

l’autre se fait par critère de température. Elle a été obtenue avec les essais aux cônes calorimètre du

LNE :

Tignition= 364°C

Cette température d’ignition représente des matériaux ignifugés.

Nous utilisons deux types de sorties de FDS : des plans de coupes et des courbes de ces quatre

variables scalaires. Les plans de coupes sont présentés à titre visuel pour illustrer le document et

montrer les phénomènes physiques dans leurs ensembles. Ces images ne permettent pas d’évaluer

correctement les critères réglementaires de disponibilité des issues et des cheminements de manière

précise. C’est pourquoi ils seront évalués uniquement avec les courbes.

_________________________________________________________________________________________________________________

183/310

Scénario en Petite salle

a. Présentation

Ce scénario concerne un feu dans la salle 10, située entre les niveaux 32.56 et 36.10. Cette petite

salle permet d’accueillir 192 personnes dont 5 en fauteuil roulant. La configuration de la salle est

présentée sur la Figure 8. Les dimensions sont les suivantes : 12 m sur 19,2 m sur une hauteur sous

plafond au plus haut de 6,7 m.

Figure 8 : Domaine de modélisation

La salle 10 possède une installation de ventilation de confort, composée de 4 bouches d’amenées

d’air situées au plafond (bouches de couleur bleue sur la Figure 8), chacune assurant un débit de

soufflage égal à 1200 m3/h.

Comme pour le scénario en grande salle, on suppose une mise à feu volontaire d’un fauteuil, en

cours de projection. On considère dans ce scénario que le siège n’est pas ignifugé. On suppose que la

climatisation est en route, et que les portes de sortie sont initialement ouvertes. L’évacuation de la

salle commence dès le début de l’incendie, et la ventilation est arrêtée au bout de 5 minutes. Ce

temps de 5 minutes correspond également au début de l’évacuation du reste du complexe.


Les critères retenus pour ce scénario sont rappelés ci-après (cf. § 2.3.3) :

- Flux radiatif.


- Température.

- Visibilité.

La simulation numérique de ce scénario est faite avec le logiciel FDS. Il permet notamment de

déterminer localement une estimation des différentes grandeurs recherchées. Celles-ci sont

mesurées au moyen de capteurs numériques, placés le long des trajets d’évacuation. Leur

_________________________________________________________________________________________________________________

184/310

emplacement est visible sur la Figure 9. Excepté pour la hauteur libre de fumée, les points de mesure

sont tous placés à une hauteur de 1,8 m au-dessus du sol. La valeur-seuil retenue pour la hauteur

libre de fumée correspondra à la plus exigeante des deux conditions suivantes : hauteur du linteau

des portes (2 m) ou hauteur de 1,8 m par rapport au sol.

On suppose un temps de pré-mouvement pour les personnes dans la salle de 15 secondes. Par

ailleurs les calculs du temps d’évacuation de la salle montrent qu’il faut 120 secondes pour vider la

salle (cf. § 3.2.3). En conséquence les critères réglementaires de disponibilité des issues et des

cheminements sont analysés entre 15 et 135 secondes.

Figure 9 : Positions des points de mesure et localisations des départs de feu

c. Scénario

3 localisations sont envisagées pour le départ du feu : en bas de la salle (nommé par la suite « Feu

1 »), au milieu (« Feu 2 »), et en haut de la salle (« Feu 3 »). La courbe de débit calorifique d’un siège

(figure 7) a été obtenue à partir d’essais au cône calorimètre et en utilisant l’approche triangulaire

proposée par Ames, Babrauskas et Parker. Les détails de cette méthode sont donnés au § 2.4.3).

1

2

3

4

5

6

7

8 9 10

11

12

13

14

15

16 17 18

_________________________________________________________________________________________________________________

185/310

La simulation est effectuée avec le logiciel FDS. Le domaine d’étude comprend tout l’intérieur de la

salle 10 et est entièrement découpé en mailles de 25 cm d’arrête.

La réaction de combustion utilisée est celle du polyuréthane, qui a été écrit de la manière suivante

dans FDS :

&REAC ID = 'POLYURETHANE'

SOOT_YIELD = 0.03

N = 1.0

C = 6.3

H = 7.1

O = 2.1 /

La propagation d’un élément combustible à l’autre se fait par un critère de température. Celle-ci a

été obtenue par les essais au cône calorimètre du LNE (364°C), mais elle a été volontairement

diminuée à 270°C pour la simulation compte tenu du maillage relativement grossier utilisé ici.

Figure 10 : Courbe de débit calorifique d’un siège

Cabines de projection

a. Présentation

Le complexe dispose de plusieurs salles de projection. Celle étudiée permet d’assurer la projection

dans les salles 12 et 13.

De forme allongée, elle est constituée de plusieurs salles (« Compresseur Coca-Cola », « Cabine salle

12 » et « Cabine salle 13 ») situées sur différents niveaux et reliées entre-elles par des escaliers.

Elle comprend toute sorte de matériels techniques nécessaires à son activité (ordinateurs,

projecteurs …).

0

100

200

300

400

500

0 100 200 300 400 500 600

t (s)

P (

kW

)

_________________________________________________________________________________________________________________

186/310

La configuration de cette salle fait l’objet de la Figure 11 ci-après :

Figure 11 : Présentation de la cabine de projection



- Flux radiatif (altitude : 1,8 m) ;

- Hauteur libre de fumée ;

- Température (altitude : 1,8 m) ;

- Visibilité (altitude : 1,8 m).


différents volumes, les différents points de mesure sont combinés et placés aux mêmes endroits (x et

y égaux) le long des trajets d’évacuation.

En nombre suffisant (50 points de mesure), ils sont répartis dans le volume de la manière ci-après :

- « foyer » : 22 capteurs ;

- circulation : 4 capteurs ;

- entrée : 3 capteurs ;

- cabine salle 12 : 9 capteurs ;

- cabine salle 13 : 12 capteurs.

Foyer

Circulation

Entrée

Cabine salle 12 Cabine salle 13 Compresseur

Coca-Cola

_________________________________________________________________________________________________________________

187/310

c. Scénario

Le scénario correspond au départ de feu d’un espace bureau nécessaire au fonctionnement de la

salle de projection. Cet espace s’apparente à ceux susceptibles d’être rencontrés dans ce type

d’environnement (cf. Figure 12 ci-après) :

Figure 12 : environnement d’une salle de projection

Cette modélisation requiert uniquement l’utilisation d’un foyer standard imposé. La courbe de débit

calorifique correspondante, extraite du document « Initial Fires »xiii de l’Université de Lund, est

présentée sur la Figure 13 ci-après :

Figure 13 : courbe de débit calorifique associée à une installation bureautique

d. Raffinement du maillage utilisé

L’environnement d’étude est subdivisé en mailles cubiques de 10 cm de côtés.

Zone de

départ de feu

_________________________________________________________________________________________________________________

188/310

Local sous-stockage ciné-café

a. Présentation

Ce scénario concerne un feu dans un local, bien chargé en combustible, situé à proximité de la porte

donnant sur le hall d’accueil (Figure 14). Le départ de feu se produit en supposant l’absence de

personnel dans la zone, et la porte du local est considérée ouverte, les autres portes du couloir étant

fermées. La porte d’accès à la zone publique s’ouvre au bout de 3 minutes, à l’arrivée d’un membre

du personnel qui cherche à accéder à la zone réservée.


Une bouche de ventilation, alimentée par une centrale de traitement d’air (CTA), permet d’assurer

un débit de soufflage égal à 300 m3/h dans la circulation.


Les critères retenus pour ce scénario sont rappelés ci-après (cf. §2.3.3) :

- Flux radiatif.


- Température.

- Visibilité.

Circulation intérieure Zone accessible

au public

Local en feu

Ventilation

Porte ouverte à

t = 3 min

_________________________________________________________________________________________________________________

189/310

La simulation numérique de ce scénario est faite avec le logiciel FDS. Les grandeurs recherchées sont

mesurées au moyen de capteurs numériques, placés dans la circulation (9 points de mesures, dont 2

situés derrière la porte sont sollicités par les fumées après 3 minutes) et dans la zone publique (2

points de mesure). Leur emplacement est visible sur la figure 14 (en vert). Excepté pour la hauteur

libre de fumée, les points de mesure sont tous placés à une hauteur de 1,8 m au-dessus du sol.

c. Scénario

On suppose pour ce scénario un départ de feu au centre du local. En l’absence de données précises

sur le contenu du stockage, la densité de charge calorifique retenue se base dans un premier temps

sur celle donnée dans l’Eurocode NF EN 1991-1-2, pour ce qui concerne une occupation de type

« centre commercial », pour le quantile à 90%, soit une valeur de 840 MJ/m². L’Eurocode préconise

également, afin d’obtenir la courbe de débit calorifique, d’utiliser :

- une montée du débit calorifique en t², avec un coefficient caractéristique d’un

développement de feu de type « rapide » ;

- un débit calorifique maximal de 250 kW/m² (ce qui donne ici 9,75 MW) ;

- une phase de décroissance qui commence lorsque 70 % de la charge calorifique est

consommée.

Ces considérations permettent d’obtenir la courbe de débit calorifique suivante (Figure 15) :

Figure 15 : Courbe de débit calorifique d’après les recommandations de l’Eurocode 1-2

Cependant, des simulations préliminaires montrent qu’un feu d’une telle puissance n’est pas

envisageable pour ce local. En réalité, l’incendie étant rapidement contrôlé par la ventilation qui

dépend des dimensions de l’ouverture du local, le débit calorifique maximal envisageable est

largement inférieur (de l’ordre de 2 MW).

0

2

4

6

8

10

12

0 20 40 60 80

t (min)

P (

MW

)

_________________________________________________________________________________________________________________

190/310

Ainsi il est retenu pour ce scénario une courbe de débit avec une montée en t² de type « rapide »,

avec un plateau à 2 MW pour le reste de la simulation (Figure 16) :

Figure 16 : Courbe de débit calorifique retenue pour le scénario

« Secrétariat » dans la zone bureaux

a. Présentation

Le secrétariat, intégré à la zone bureaux, est largement ouvert sur une circulation intérieure.

Il dispose d’un local contigu (local penderie) dont le bloc-porte est considéré ouvert (hypothèse

pénalisante d’une cale, placée sous ce bloc-porte, contrariant l’action du ferme-porte).

Le secrétariat dispose :

- d’un bureau en pin, couvert de piles de papier ;

- de chaises empilées, en contreplaqué recouvertes d’un rembourrage en polyuréthane ;

- d’un placard en pin disposé en longueur dans la circulation intérieure ;

- de deux penderies en contreplaqué dans le « local penderies » ;

- d’une poubelle en polyéthylène, placée sous les chaises, et contenant 0,41 kg de briques de

lait vides.

La répartition de ces éléments, et la dénomination des différents volumes, sont présentées sur la

Figure 17 ci-après :

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 20 40 60 80

t (min)

P (

MW

)

_________________________________________________________________________________________________________________

191/310

Figure 17 : présentation du poste secrétaires

Une bouche de ventilation, disposée dans le faux-plafond et alimentée par une centrale de

traitement d’air (CTA), permet s’assurer un débit de soufflage égal à 200 m3/h dans le volume.

L’emplacement de cette bouche est également mentionné sur la figure 17.



- Flux radiatif (altitude : 1,8 m).


- Température (altitude : 1,8 m).

- Visibilité (altitude : 1,8 m).


différents volumes, les différents points de mesure sont combinés et placés aux mêmes endroits (x et

y égaux) le long des trajets d’évacuation.

Penderie Poste

secrétaires

Circulation intérieure

Zone

accessible

au

public


Ventilation

_________________________________________________________________________________________________________________

192/310

En nombre suffisant (35 points de mesure de chaque type), ils sont répartis dans le volume de la

manière ci-après :

Figure 18 : répartition des points de mesure dans le volume d’étude

Afin d’éviter de surcharger cette figure, seuls certains points de mesure sont repérés dans le volume par un couple de valeurs :

- la première valeur correspondant à l’emplacement suivant l’axe des abscisses (x) ;

- la seconde valeur correspond à l’emplacement suivant l’axe des ordonnées (y).

En outre, deux points de mesure ([2,3.6] et [2.2,3.6]) ne sont pas représentés en raison de leur voisinage trop important avec :

- le bloc-porte d’accès à la zone bureaux ;

- le capteur [1.8,3.6].

c. Scénario

Le scénario correspond au feu d’une poubelle placée sous un empilement de chaises.

Le bureau, couvert de piles de papier, est situé à proximité directe du foyer.

La propagation de l’incendie est envisagée, en fonction des divers éléments présents dans ce volume,

selon deux méthodes : les foyers standards imposés et les foyers à développement calculé.

Les foyers standards, qui font notamment l’objet de travaux dans le cadre du Projet National de

l’Ingénierie de la Sécurité Incendie (PNISI)xii, peuvent découler de différentes sources. Ils peuvent :

- être calculés à partir de l’étude des potentiels calorifiques présents dans un local ;

- provenir d’essais ou être issus de la littérature spécialisée ;

X

X X

(1,3.6)

X

X

X

(6,3.6)

X (9,3.6)

X (12,3.6)

X

(11,5.5)

X

(5,1)

X

(3.2,2)

X X

(3,3.6)

X X X

X

X

X X X X

X

X

X

X X X X

(1,2)

X

(1,6)

X

x

y

X

X

_________________________________________________________________________________________________________________

193/310

- être issus de référentiels ou de codes, comme par exemple des courbes ISO 834, des courbes

NFPA en t². Ces courbes peuvent être limitées en puissance ou non.

Les foyers calculés prennent en compte le comportement réel des matériaux. Ils sont plus proches de

la réalité, mais nécessitent des essais de calage préalables. Il convient en effet de connaître des

paramètres comme la température critique d’inflammation pilotée, le débit de combustion critique,

les propriétés thermiques et enthalpiques du matériau. L’utilisation de tels foyers s’affranchit de

l’utilisation d’un scénario-enveloppe, mais nécessite des essais de fourniture de données d’entrée et

des essais de validation à échelle intermédiaire. Ils constituent plutôt le devenir de la simulation

numérique, et sont déjà appliqués à des travaux de recherche dans le domaine du transport (aérien

et terrestre) de passagers.

Dans la modélisation numérique du « poste secrétaires », sont définis comme foyers :

- standards : les chaises empilées, les deux penderies (identiques) et la poubelle en

polyéthylène remplies de briques de lait vides. Les courbes de débit calorifique de ces

éléments sont issues de la littérature spécialiséexiii, et l’ignition se produit lorsque la

température de surface des matériaux atteint celle de leur inflammation pilotée ;

- calculés : le papier, le contreplaqué constituant le bureau, le pin du placard situé dans la

circulation.

Les courbes des débits calorifiques, associées aux foyers standards, sont présentées sur les figures ci-

après :

_________________________________________________________________________________________________________________

194/310

Figure 19 : courbe de débit calorifique d’une poubelle en polyéthylène

Figure 20 : courbe de débit calorifique des chaises empilées

Figure 21 : courbe de débit calorifique d’une penderie

_________________________________________________________________________________________________________________

195/310

d. Raffinement du maillage utilisé

La finesse du maillage utilisé pour ce scénario se caractérise de la manière suivante :

- variable, de 0,05 m à 0,1 m de côté le long des axes des abscisses et des ordonnées (x et y),

au moyen d’une distorsion progressive du maillage ;

- 0,05 m de côté suivant l’axe des z.

2.5 Choix des méthodes et outils d’évaluation

Il semblerait pertinent de faire figurer les choix des méthodes et outils d’évaluation avant la

détermination des scénarios qui seront groupés à la partie analyse ISI (cf. remarque en début du § 3.1).

2.5.1 Généralités

Au regard de la complexité de l’ouvrage, des objectifs de sécurité et de la nature des critères, et

considérant que cette étude est basée sur l’utilisation d’approches déterministes avancées avec prise

en compte de scénarios d’incendie d’étude et de critères de vulnérabilité (cf. §2.3.3), il est fait appel

à une méthode d’évaluation « avancée » au regard de la méthodologie générale (voir document XV

en référence).

Cette méthode s’appuie à la fois sur l’utilisation d’outils de simulations numériques, et sur la

réalisation d’essais.

2.5.2 Exigences générales des méthodes de calcul Afin d’être capable, par le biais de l’atteinte des valeurs-seuils associées aux critères de performance

retenus dans l’étude (cf. §2.3.3), d’évaluer le niveau de sécurité le long des cheminements

d’évacuation, l’utilisation d’un outil de modélisation en trois dimensions (modèle de champ) s’avère

nécessaire.

Toutefois, et préalablement à l’utilisation d’un tel outil numérique, il peut s’avérer utile d’utiliser

certains outils simplifiés (modèles de zones du type CFAST 6.0 ou OZONE, formules analytiques) afin :

- d’accéder rapidement à des grandeurs-types intéressantes pour l’étude ;

- d’évaluer sommairement, le cas échéant, les performances relatives de diverses solutions

alternatives afin de sélectionner celles qui feront l’objet d’une étude détaillée.

Modèles de zone

Les modèles de zone permettent les études préliminaires des domaines stratifiés. Une approche

utilisable est de les appliquer selon une méthode stochastique, afin de trier les situations les plus

critiques. Ils s’emploient néanmoins avec prudence, car il convient de les utiliser uniquement dans

des domaines où la stratification est probable.

_________________________________________________________________________________________________________________

196/310

En données d’entrée, ils nécessitent la connaissance des courbes de débits calorifiques pré-flashover

(courbes issues d’essais, courbes NFPA ou courbes calculées), les propriétés thermiques des

matériaux et les géométries et ouvertures. En stade post-flashover, ils nécessitent en plus de

connaître la charge calorifique des locaux étudiés.

a. Modèles mono et bi-zones

Certains logiciels simples de zones peuvent être utilisés, à l’instar du logiciel FPE Tools Fire Simulator

du National Institute of Standard and Technology (NIST), ou du logiciel OZONE de l’université de

Liège. Ces deux logiciels gèrent les échanges de matière et d’énergie entre deux zones

complémentaires stratifiées, l’une représentant la fumée et l’autre l’air sain. Les zones sont

considérées homogènes en tous points (températures, concentrations en gaz, énergie). En cas de feu

développé, les deux logiciels permettent de passer d’un modèle bi-zones à un modèle mono-zone où

l’ensemble de l’espace gazeux de l’environnement est alors à une température unique. Ces logiciels

ne permettent que de traiter des cas de pièces uniques.

b. Modèles de zone multi-locaux

Un logiciel de zone multi-locaux, du type CFAST 6 développé par le NIST, peut s’avérer nécessaire

dans ce type d’étude.

Comme précédemment (cf. §2.5.2), CFAST 6 gère les échanges de matière et d’énergie entre deux

zones complémentaires stratifiées, l’une représentant la fumée et l’autre l’air sain. Il est employé

pour calculer l’évolution de la distribution de la fumée, des effluents gazeux du feu et de la

température dans tous des compartiments d'un bâtiment pendant un feu. Cet outil peut concerner

des volumes de l'ordre de 1 m3, jusqu’à de grands espaces (de l'ordre de 1000 m3).

Nota :

Le concept de modèle de zone est applicable pour les environnements dans lesquels la stratification

est observable. En particulier, les longueurs et largeurs doivent être relativement proches et les

volumes limités à environ 1000 m3. Pour traiter le cas des couloirs, un algorithme adapté est

nécessaire. Celui-ci permet de traiter la variation de la hauteur de fumée en fonction de la distance

dans le couloir.

Le modèle est très dépendant de la qualité des données d’entrée. Les prédictions du modèle se sont

ainsi avérées fiables (précision : de 10 à 25 %) par rapport à l’expérimentation dans un grand nombre

de situations et de scénarios.

_________________________________________________________________________________________________________________

197/310

Modèles champ et simulation tridimensionnelle

a. Présentation

L’étude détaillée des scénarios est réalisée à l’aide d’un outil de mécanique des fluides numérique

(CFD) permettant de traiter le développement d’un feu, son extension, ainsi que le mouvement des

fumées. La modélisation tridimensionnelle du comportement des fumées est réalisée à l’aide du

logiciel FDS (versions 5.3 et ultérieures) développé par le NIST.

Ce logiciel est un modèle de mécanique des fluides associé à un modèle de pyrolyse et de

combustion. Il permet de prédire le déplacement des fumées en prenant en compte les effets

aérauliques réels (ventilations, exutoires…).

Il peut résoudre le déplacement des fumées de deux manières : Large Eddy Simulation (LES) ou Direct

Numerical Simulation (DNS). La LES réalise une estimation de la diffusion due aux turbulences de

tailles inférieures à celles de la discrétisation spatiale, alors qu’en DNS, la turbulence est traitée

directement à toutes les échelles spatiales. Seule la LES peut s’appliquer au cas des ouvrages du

domaine du bâtiment, au vu des échelles considérées. Il constitue un outil très puissant, mais son

utilisation demande la connaissance de nombreux domaines de compétence (mathématiques,

physique, chimie…).

Le code, adapté et validé pour la simulation d’incendie dans de nombreuses configurations (salles de

spectacles, hangars, compartiments de train, tunnels,…), est mis en œuvre dans un domaine de calcul

représentant l’ensemble des géométries utiles à l’étude, et repose sur l’utilisation d’un maillage

cartésien tridimensionnel. Il permet de considérer les géométries les plus complexes.

Les simulations numériques peuvent nous permettre d’obtenir les champs de températures des gaz

chauds, les champs des fumées et des toxiques produits par le foyer, ainsi que les champs de vitesse

en fonction du temps. L’ensemble de ces variables peut être visualisé à l’aide du logiciel SmokeView

(version 5) également développé par le NIST.

b. Modèle de réaction

Le logiciel de champs FDS ne nécessite qu’un modèle de réaction chimique précisant les coefficients

stœchiométriques de la réaction, ainsi que le taux de production de certaines espèces (dont

notamment les suies), soit fourni.

Ces paramètres conditionnent directement le taux de production de fumée, et modifient les

conditions de visibilité lors de l’évacuation. De plus, les suies des fumées accumulent l’énergie

délivrée par le foyer et, avec leur montée en température, émettent un rayonnement dont l’intensité

correspond à l’équation de Stefan Boltzman : 4TF

(avec : émissivité, : constante de Boltzman, et T : température en degrés Kelvin).

La définition correcte de ces réactions est donc déterminante en ce qui concerne les flux, dus à la

présence des gaz chauds, qui peuvent être délivrés localement à des distances importantes du foyer.

_________________________________________________________________________________________________________________

198/310

Enfin, il convient de préciser qu’une réaction unique est définie pour l’ensemble des combustibles

dans cette version du logiciel. Si cette approximation est sans conséquence dès lors qu’il s’agit d’un

foyer imposé ne mettant en jeu qu’un seul combustible, il n’en est pas de même pour un foyer se

propageant, et impliquant de nombreux combustibles de natures variées.

c. Evaluation des critères de performances

Les critères retenus pour chaque scénario sont rappelés ci-après (cf. §2.3.3) :

- Flux radiatif.


- Température.

- Visibilité.

Pour évaluer ces critères, les variables de FDS explicitées ci-après sont utilisées.

Le flux est évalué avec la variable « RADIATIVE HEAT FLUX GAS », la température par

« TEMPERATURE », la hauteur libre de fumée par « LAYER HEIGHT » et enfin la visibilité par

« VISIBILITY ».

- « RADIATIVE HEAT FLUX GAS » intègre le flux thermique incident à une surface de

l’hémisphère contenant le foyer par rapport à l’emplacement du point de mesure ;

- « TEMPERATURE » mesure la température de l’air à l’emplacement du capteur ;

- « LAYER HEIGHT » indique une hauteur d’interface entre une zone chaude et une zone froide,

en référence à la méthode de M.L. Janssens and H.C. Tran. Data Reduction of Room Tests for

Zone Model Validation. Journal of Fire Science, 10:528–555, 1992. On considère que la

hauteur libre de fumée est assimilée à cette interface. Cette hypothèse est acceptable dans

les premiers instants de l’incendie car les fumées n’ont pas le temps de se refroidir ;

- Enfin, « VISIBILITY » nous renseigne sur la visibilité basée sur le principe du coefficient

d’atténuation lumineuse, K (voir : G.W. Mulholland. SFPE Handbook of Fire Protection

Engineering, chapter Smoke Production and Properties. National Fire Protection Association,

Quincy, Massachusetts, 3rd edition, 2002).

Modèles d’évacuation

a. Méthode simplifiée

Le calcul du temps d’évacuation est réalisé grâce aux données utilisées dans les gares concernant les

vitesses de déplacement horizontal et de descente dans les escaliers, ainsi que le débit de personnes

aux portes et dans les escaliers.

La répartition des personnes empruntant les différentes issues est définie arbitrairement.

_________________________________________________________________________________________________________________

199/310

Pour chaque salle de cinéma, le temps d’évacuation correspond à la somme du temps de sortie de la

salle de la dernière personne + son temps de parcours jusqu'au dégagement + son temps de

franchissement de la porte + son temps de parcours dans le dégagement.

Ces temps sont calculés en fonction de la vitesse de déplacement, de la distance à parcourir, et du

débit de personne dans les coursives, les escaliers et aux sorties.

b. Simulation numérique du mouvement des personnes

Les simulations numériques de l’évacuation seront effectuées à l’aide du logiciel EVAC. Il est

développé par le Centre de recherche technique de Finlande (VTT) et a été prévu pour fonctionner

conjointement avec le code de calcul FDS et bénéficier ainsi de ses prédictions concernant les

conditions de tenabilité dans les bâtiments.

Le modèle d’évacuation utilisé par EVAC nécessite, pour chaque niveau du bâtiment, la création d’un

« champ de directions » calculé à l’aide d’un maillage 2D indépendant du maillage utilisé par FDS.

Dans cette approche, les portes sont vues comme des bouches d’extraction, le champ de vecteurs

étant la solution d’un problème d’écoulement incompressible. Ce champ permet de déterminer la

direction préférentielle de chaque personne en fonction de sa position dans le plan.

Les forces qui s’appliquent sur chaque individu sont de nature physique (forces de contact, gravité,

etc.) et psychologiques (effets de l’environnement et interaction avec les autres personnes). Chaque

occupant est traité de façon individuelle pendant l’évacuation, ce qui lui permet d’avoir son propre

comportement.

L’effet des conditions liées au feu est pris en compte d’une part en ajustant la vitesse de

déplacement en fonction de la densité des fumées, d’autre part en modifiant le choix des sorties

selon leur visibilité. Le choix des sorties est en effet réalisé par un classement de préférence basé sur

des critères de visibilité, de familiarité des sorties (défini au préalable par l’utilisateur), et sur les

conditions liées au feu.

2.5.3 Conditions de recours à des essais au feu Afin de reproduire le plus fidèlement possible les conséquences d’un feu de siège dans une des salles

du complexe (propagation, émission de fumée), il était initialement prévu d’avoir recours à des essais

à échelle intermédiaire concernant un ou plusieurs sièges (trois ou quatre sièges disposés dans une

chambre de 30 m3).

L’intérêt de tels essais consiste à obtenir certaines données expérimentales (dans le cas d’un siège

pour avoir la courbe de débit calorifique, dans le cas de plusieurs sièges pour visualiser la

propagation de siège en siège…) complémentaires à celles obtenues à petite échelle au moyen du

cône calorimètre.

Malheureusement, compte tenu de l’indisponibilité de sièges similaires à ceux utilisés dans les

cinémas, il n’a pas été possible de procéder aux essais à échelle intermédiaire.

_________________________________________________________________________________________________________________

200/310

2.5.4 Exploitation des statistiques Comme cela a été précédemment mentionné, il n’existe pas de statistiques nationales

dédiées aux complexes cinématographiques. Les données statistiques relatives aux ERP ne

sont pas apparues comme étant pertinentes pour traiter le cas de salles de cinéma.

2.5.5 Portée du jugement d’expert Dans le cadre de cette étude, la sélection des scénarios d’incendie a été faite sur la base du

jugement d’expert en l’absence de la définition chiffrée du couple gravité/probabilité

d’occurrence pour chacun de ces scénarios (cf. § 2.4.2).

_________________________________________________________________________________________________________________

201/310

3 Rapport d’étude ISI

Pour faciliter la compréhension de l’étude, il est dommage de scinder d’une part la description du

scénario et les hypothèses afférentes et d’autre part la présentation des résultats.

L’étude ISI s’effectue en deux étapes. Dans un premier temps (chapitre 3.1), seul le développement

du feu est simulé pour chaque scénario, le domaine de modélisation se limitant au local en feu et

éventuellement les circulations attenantes. Cela permet d’utiliser dans certains cas le modèle de

pyrolyse de FDS qui nécessite un maillage fin.

La deuxième étape (chapitre 3.2) consiste à modéliser à la fois le développement du feu et

l’évacuation des personnes dans le complexe cinématographique entier. Le maillage étant

nécessairement plus grossier du fait de la taille du complexe, les courbes de dégagement de chaleur

globales obtenues pour chaque scénario lors de la première étape seront utilisées. A titre d’exemple,

dans le cas des scénarios en salle de cinéma, la propagation de siège en siège sera modélisée lors de

la première étape et la courbe de chaleur globale qui en résulte sera directement utilisée dans la

deuxième étape.

L’évacuation des critères de performance est faite à chacune des deux étapes.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

202/310

3.1 Quantification des effets liés aux scénarios – Analyse « locale »

3.1.1 Grande salle

Flux radiatif Temps(s) Feu 1 Feu 2 Feu 3

30

180

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

203/310

360

_____________________________________________________________________________________________________________________________

204/310

Les figures précédentes représentent les flux radiatifs pour les 3 scénarios de feu à 3 instants différents à savoir

30 secondes (ouverture de porte), 180 secondes (milieu de simulation) et 360 secondes (fin de simulation). Le

critère de 2.5 KW est représenté sur les graphiques précédents en noir. Il apparaît que ce critère est atteint

seulement dans le feu 3 au bout 180 secondes en partie haute de la zone d’accès de la salle présentant un

danger potentiel pour les personnes voulant évacuer par cet accès à cet instant là.

Feu 1

La valeur réglementaire de

2.5 kW/m² (trait rouge) est

dépassée à l’emplacement

du capteur n°2 à partir de

130 s. Ainsi l’évacuation est

possible jusqu’à cet instant

par la sortie basse de la

salle.

Feu 2





180 s. Ainsi l’évacuation est

possible jusqu’à cet instant

par la sortie haute droite de

la salle.

Feu 3





l‘instant 110 s.

L’analyse des courbes montre que le critère réglementaire de disponibilité des issues et des

cheminements pour le flux n’est pas respecté entre 15 et 145 secondes pour le feu 1 et 3

.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

205/301

Hauteur libre de fumée

Temps(s) Feu 1 Feu 2 Feu 3

30

180

360

_________________________________________________________________________________________________________________

206/310

Les figures précédentes représentent la fumée pour les 3 scénarios de feu à 3 instants différents à

savoir 30 secondes (ouverture de porte), 180 secondes (milieu de simulation) et 360 secondes (fin de

simulation). Les représentations par de simples images ne semblent pas mettre en évidence la

présence de fumée au niveau des dégagements. Une analyse plus fine à l’aide de courbes est

nécessaire et réalisée au paragraphe suivant.

Feu 1

La fumée se trouve en

dessous de 2 m à partir de

310 s pour le point 11.


dessous de 1.80 m à partir de


En fin de simulation la sortie

droite est inaccessible.

Feu 2


dessous de 2 m à partir de



dessous de 1.80 m à partir de


Feu 3


dessous de 2 m pendant une

dizaine de secondes en début

d’incendie.


cheminements pour la hauteur libre de fumée est respecté entre 15 et 145 secondes pour les 3 feux.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

207/310

Température


30

180

360

_________________________________________________________________________________________________________________

208/310

Les figures précédentes ne font pas apparaître de température incompatible (critère retenu : 60°C)

avec l’évacuation au niveau des dégagements.

Les courbes ci dessous confirment cette approche.

Feu 1

La température de 60°C

n’est jamais atteinte. La

température maximale

est inférieure à 25°C.

Feu 2




est inférieure à 25°C.

Feu 3




est légèrement

supérieure à 25°C


cheminements pour la température est respecté entre 15 et 145 secondes pour les 3 feux.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

209/310

Visibilité


30

180

360

_________________________________________________________________________________________________________________

210/310

Feu 1

La visibilité est de 30

mètres tout au long de la

simulation.

Feu 2



simulation.

Feu 3



simulation.


cheminements pour la visibilité est respecté entre 15 et 145 secondes pour les 3 feux.

_________________________________________________________________________________________________________________

211/310

Évolution du débit calorifique global

Figure 22 : Débit calorifique global pour les trois feux

(feu 1 en bas, feu 2 au milieu et feu 3 en haut de la salle)


l’environnement du point de départ de feu qui va influer sur la propagation : En effet, plus on monte

dans les gradins, plus on est confiné, ainsi le feu 3 se développera plus vite que le feu 2 qui lui même

se développera plus vite que le feu 1.

Conclusions

Dans le tableau, les différents critères sont regroupés. Nous avons évalué si les critères sont atteints

ou non pendant les 145 premières secondes de la simulation (à savoir pendant l’évacuation de la

salle) :

_________________________________________________________________________________________________________________

212/310

Feu 1 Feu 2 Feu 3

Flux (2.5 kw/m²)

Atteint à

t°=°135°s au

point 2

Non atteint

Atteint à

t°=°115°s au

point 12

Hauteur libre Linteau des portes (2.03) Non atteint Non atteint Non atteint

Minimale (1.80) Non atteint Non atteint Non atteint


Visibilité (10 m) Non atteint Non atteint Non atteint

Il apparaît que :

- pour le feu 1 seul le critère de flux est atteint au bout de 135 secondes pour le point 2.

L’évacuation de la salle ne pourra donc plus s’effectuer en partie basse à partir de 135

secondes.

- pour le feu 2, aucun des critères n’est atteint. Pour ce feu, les personnes peuvent évacuer en

toute sécurité par les trois sorties de la salle.

- pour le feu 3, seul le critère de flux est atteint au bout de 115 secondes pour le point 12.

L’évacuation de la salle ne pourra donc plus s’effectuer en partie basse à partir de 115

secondes.

En conséquence, il est démontré que la totalité des issues de secours et des cheminements n’est pas

disponible pendant la durée calculée de l’évacuation du public de la salle. La non disponibilité des

issues a lieu en fin d’évacuation, à un moment où le feu est développé et où les personnes

susceptibles de se trouver près du foyer ont déjà évacué la salle. En conséquence, il est considéré

que l’évacuation n’est pas incompatible avec les 3 feux.

3.1.2 Scénario en Petite salle En l’absence de donnée issue d’exercice d’évacuation, le temps d’évacuation retenu pour le scénario

en petite salle est basé sur le calcul d’évacuation objet du § 3.2.3.

Flux radiatifs

Les flux radiatifs mesurés dans la salle 10 sont indiqués sur la figure 24 (les positions des capteurs

sont données au § 2.4.3)).

_________________________________________________________________________________________________________________

213/310

Feu 1


2,5 kW/m² est dépassée à

l’emplacement du capteur 2

à partir de 40 s, et du

capteur 18 à partir de 180 s.

L’évacuation vers la sortie

basse par l’escalier de

gauche est rapidement

impossible.

Feu 2



l’emplacement du capteur

14 à partir de 115 s, et du

capteur 13 à partir de 140 s.

Feu 3



l’emplacement du capteur

11 à partir de 150 s, soit

après la phase d’évacuation.

Figure 23 : Evolution des flux radiatifs (à 1,8 m du sol) dans la salle 10

Le critère de 2,5 kW/m² n’est donc pas respecté pendant l’évacuation à proximité du départ du feu

dans le cas des feux 1 et 2.

0

2

4

6

8

10

12

0 50 100 150 200

t (s)

Flu

x in

cid

en

t (k

W/m

²)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

0 50 100 150 200

t (s)

Flu

x in

cid

en

t (k

W/m

²)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

0 50 100 150 200

t (s)

Flu

x in

cid

en

t (k

W/m

²)

_________________________________________________________________________________________________________________

214/310


Les évolutions de hauteur libre sous la couche chaude sont indiquées sur la figure 24 :

Feu 1

La couche chaude se trouve en

dessous de 2 m (au niveau des

sorties) à partir de :

120 s au capteur 10

125 s au capteur 8


dessous de 1,80 m

successivement au niveau des

capteurs 14 (à partir de 80 s),

13, 12, 2, 11 et 7 (115 s).

Feu 2



sorties) à partir de 120 s au

capteur 10.


dessous de 1,80 m


capteurs 14 (30 s), 13, 4, 11 et

7 (130 s).

Feu 3



sorties) à partir de :

35 s au capteur 10

70 s au capteur 8


dessous de 1,80 m


capteurs 11 (20 s) et 7 (45 s).

Figure 24 : Evolution de la hauteur libre de fumée dans la salle 10

De manière générale, on constate que pour les 3 scénarios la sortie basse est toujours accessible

alors que les sorties situées en partie haute ne sont plus « disponibles » (dans le sens ou la hauteur

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 50 100 150 200

t (s)

Hau

teu

r lib

re (

m)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 50 100 150 200

t (s)

Hau

teu

r lib

re (

m)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 50 100 150 200

t (s)

Hau

teu

r lib

re (

m)

_________________________________________________________________________________________________________________

215/310

de la couche chaude est inférieure à 2 m) au bout d’environ 2 minutes pour les feux 1 et 2, et

seulement 35 s pour le feu 3.

Température

L’analyse des courbes de température montre que le critère réglementaire de disponibilité des issues

et des cheminements pour la température est respecté entre 15 et 135 secondes pour les 3 feux.

Feu 1

Feu 2

Feu 3

Figure 25 : Evolution de la température (à 1,8 m du sol) dans la salle 10

20

25

30

35

40

45

50

55

60

0 50 100 150 200

t (s)

Tem

péra

ture

(°C

)

20

25

30

35

40

45

50

55

60

0 50 100 150 200

t (s)

Tem

péra

ture

(°C

)

20

25

30

35

40

45

50

55

60

0 50 100 150 200

t (s)

Tem

péra

ture

(°C

)

_________________________________________________________________________________________________________________

216/310

Distance de visibilité

Les distances de visibilité mesurées dans la salle 10 sont indiquées sur la figure 26 :

Feu 1

Le critère de 10 m est

dépassé à l’emplacement

du capteur 11 à partir de

125 s.

Il est ensuite dépassé en

plusieurs endroits mais

après l’évacuation.

Feu 2

Le critère de 10 m n’est

pas dépassé pendant

l’évacuation.

Feu 3

Le critère de 10 m est

dépassé à l’emplacement

du capteur 10 pendant

quelques secondes à partir

de 60 s, et du capteur 8 au

bout de 120 s.

Figure 26 : Evolution de la distance de visibilité (à 1,8 m du sol) dans la salle 10

Le critère de 10 m n’est pas respecté pendant l’évacuation à proximité du départ du feu dans le cas

du feu 1, et également au niveau des sorties hautes pour le feu 3.

0

5

10

15

20

25

30

0 50 100 150 200

t (s)

Dis

tan

ce d

e v

isib

ilit

é (

m)

0

5

10

15

20

25

30

0 50 100 150 200

t (s)

Dis

tan

ce d

e v

isib

ilit

é (

m)

0

5

10

15

20

25

30

0 50 100 150 200

t (s)

Dis

tan

ce d

e v

isib

ilit

é (

m)

_________________________________________________________________________________________________________________

217/310

Evolution du débit calorifique global

Figure 27 : Débit calorifique global pour les trois feux

Les débits calorifiques représentés correspondent à des sièges non ignifugés qui entraînent une

propagation de siège en siège à l’ensemble de la salle (scénario non représentatif de la

réglementation en vigueur qui impose l’utilisation de matériaux respectant l’article AM18 du

règlement de sécurité [i]).


l’environnement du point de départ de feu qui va influer sur sa propagation. On constate que lorsque

le feu démarre en haut des escaliers, la propagation est plus lente au bout de 5 minutes car les sièges

en feu sont situés dans une couche épaisse de fumée. La Figure 28 illustre cette différence.

0

5

10

15

20

25

0 5 10 15 20 25

t (min)

HR

R (

MW

)

_________________________________________________________________________________________________________________

218/310

Figure 28 : Visualisation des fumées et du dégagement de chaleur (> 80 kW/m3) pour les feux 1 (départ en bas de la salle) et 3 (départ en haut de la salle), au bout de 6 minutes

Conclusion

Dans le Tableau 1, les différents critères sont regroupés. Nous avons évalué si les critères sont

atteints ou non pendant les 135 premières secondes de la simulation (à savoir pendant l’évacuation

de la salle) :

Pour mémoire, il est rappelé que ce scénario correspond à des sièges non ignifugés qui entraînent

une propagation de siège en siège à l’ensemble de la salle (scénario non représentatif de la

réglementation en vigueur qui impose l’utilisation de matériaux respectant l’article AM18 du

règlement de sécurité [i]).

_________________________________________________________________________________________________________________

219/310

Feu 1

Feu 2 Feu 3

Flux (2,5 kW/m²) Atteint à t = 40 s

au capteur 2 Atteint à t = 115 s

au capteur 14 Non atteint

Hauteur libre

Linteau des portes (2 m) Atteint à t = 120 s


au capteur 10 Atteint à t = 35 s au capteur 10

Minimale (1,8 m) Atteint à t = 80 s


au capteur 14 Atteint à t = 20 s au capteur 11


Visibilité (10 m) Atteint à t = 125 s

au capteur 11 Non atteint

Atteint à t = 60 s au capteur 10

Tableau 1 : Analyse des critères pour chaque départ de feu

Il apparaît clairement que pour chacun des scénarios la totalité des issues de secours et des

cheminements n’est pas disponible pendant la durée calculée de l’évacuation du public de la salle.

Cependant, dans tous les cas les conditions de tenabilité sont toujours respectées pendant

l’évacuation au niveau de la sortie basse. Certains cheminements ne sont plus praticables en fin

d’évacuation, au moment où le feu est développé et après l’évacuation des personnes susceptibles

de se trouver initialement à proximité du foyer initial. En conséquence, et pour les trois départs de

feu étudiés, ce phénomène ne contrarie pas l’évacuation.

3.1.3 Cabines de projection

Le complexe dispose de plusieurs salles de projection. Celle étudiée permet d’assurer la projection

dans les salles 12 et 13 (niveau 39.30). De forme allongée, ce volume comprend plusieurs locaux

(« Compresseur Coca-Cola », « Cabine salle 12 » et « Cabine salle 13 »), situés sur différents niveaux.

L’objectif de cette étude consiste à évaluer l’évolution du niveau de sécurité des différents volumes

au cours du temps, en focalisant notre attention sur l’atteinte des valeurs-seuils des critères de

performance (dans cette configuration : flux radiatif, hauteur libre de fumée, température et

visibilité) déclinés de l’objectif de sécurité OS11 (« protection de la santé et de la vie des occupants »)

de la méthodologie généralexiv (cf. § 2.3.3).

Modèle de réaction retenu

Dans la présente configuration, le modèle de réaction utilisé correspond à la dégradation de

l’acrylonitrile butadiène styrène (ABS), assez représentatif des matières plastiques entrant dans la

composition des dispositifs techniques (informatiques, vidéo …) intégrés à la salle de projection.

_________________________________________________________________________________________________________________

220/310

La réaction correspondant à l’ABS s’écrit de la manière ci-après (fraction massique de suies en kg/kg),

les valeurs mentionnées étant extraites de la base de données d’essais de matériaux du LNE :

&REAC ID = 'ABS'.

SOOT_YIELD = 0.105.

C = 15.

H = 17.

O = 0.

N = 1.

HEAT_OF_COMBUSTION = 33750./

Flux radiatif

a. Identification des zones de dépassement du seuil

La Figure 29 ci-après met en évidence, très localement, les zones de dépassement de la valeur-seuil

fixée pour le flux radiatif (2,5 kW/m²).

Les capteurs concernés y sont représentés par un « X ».

Figure 29 : emplacement des capteurs objets d’un dépassement du seuil de flux radiatif

b. Zone « Foyer »

Aucune zone du foyer n’est concernée, au cours du temps, par un dépassement de seuil.

Cette zone « foyer » est donc, en ce qui concerne le flux radiatif, praticable en permanence.

(0.0,0.44)

X

X (4.0.0.44)

X X X

(7.0,3.56)

X

X X

(10.0,3.56)

X (15.0,3.56)

X

X X x

y

_________________________________________________________________________________________________________________

221/310

Figure 30 : évolution des valeurs de flux radiatifs (à 1,8 m du sol) dans la zone « foyer »

c. Circulation

Aucun dépassement de seuil n’est observable dans la circulation.

Figure 31 : évolution des valeurs de flux radiatifs (à 1,8 m du sol) dans la circulation

d. Entrée du local de projection

Un premier dépassement du seuil est observé dans ce volume 900 s environ après le départ de feu,

et l’ensemble du local est concerné par ce dépassement 100 s plus tard.

_________________________________________________________________________________________________________________

222/310

Figure 32 : évolution des valeurs de flux radiatifs (à 1,8 m du sol) dans l’entrée du local de projection

e. Cabine salle 12

Un premier dépassement du seuil concerne le capteur surplombant directement le foyer initial

(cf. figure 33, courbe bleue) après 300 s. La situation se dégrade ensuite jusqu’à concerner la totalité

des capteurs présents dans ce local après 960 s (Figure 33).

Figure 33 : évolution des valeurs de f lux radiat i fs (à 1,8 m du sol) dans la cabine de la sal le 1 2

SEUIL

_________________________________________________________________________________________________________________

223/310

Figure 34 : évolution des valeurs de flux radiatifs (à 1,8 m du sol) dans la cabine de la salle 12

f. Cabine salle 13

Aucun dépassement de seuil n’est observable dans ce local (cf. figure 35).

Figure 35 : évolution des valeurs de f lux radiat i fs (à 1,8 m du sol) dans la cabine de la sal le 1 3


a. Zone « Foyer »

Les premiers dépassements du seuil (fixé dans cette configuration à 1,8 m en l’absence de linteaux

de porte dans le volume) sont relevés dès l’ouverture du bloc-porte du local de projection. Ne sont

alors concernés par un dépassement du seuil que les capteurs situés directement à proximité

(jusqu’à une distance égale à 1 m) du bloc-porte de la salle de projection (capteurs [-1,-0.5],

[-1,-0.03], [-1,0.44], [-1,0.91], [-0.5,0.44]).

SEUIL

_________________________________________________________________________________________________________________

224/310

Les hauteurs libres de fumée sont relativement stables pendant toute la durée de la simulation.

Figure 36 : évolution des hauteurs libres de fumée dans la zone « foyer »

b. Circulation attenante (foyer)

Après stabilisation des hauteurs libres de fumée, seule la moitié de la circulation la plus éloignée du

bloc-porte d’accès au local de projection est concernée par un franchissement du seuil (capteurs [9,

-1.44] et [12,-1.44], et dans une moindre mesure [6,-1.44]).

Figure 37 : évolution des hauteurs libres de fumée dans la circulation

SEUIL

SEUIL

_________________________________________________________________________________________________________________

225/310

Figure 38 : évolution des hauteurs libres de fumée dans la circulation

Nota : FDS estime la position de l’interface entre la couche haute, chaude et chargée de fumée, et la

couche basse plus froide par des calculs basés sur les températures en fonction de l’altitude. Ces

calculs ne sont pas forcément adaptés à l’environnement rencontré dans cette circulation, le

gradient de température étant très faible. Aussi, les résultats présentés ci-dessus doivent être

considérés avec prudence, et confrontés à ceux, plus appropriés dans cette configuration,

correspondant à la visibilité.

c. Entrée du local de projection

Moins d’une minute après le départ de feu, la totalité de cet espace est concernée par un

franchissement du seuil (H=2 m en se référant au linteau du bloc-porte compris dans ce volume).

L’entrée du local de projection reste alors impraticable pendant toute la durée restante de la

simulation, les hauteurs libres relevées étant inférieures à 1 m.

Figure 39 : évolution des hauteurs libres de fumée dans l’entrée de la salle de projection

SEUIL

SEUIL

_________________________________________________________________________________________________________________

226/310

d. Cabine salle 12

Moins de 45 s après le départ de feu (cf. Figure 40), l’ensemble des capteurs de ce local fait l’objet

d’un franchissement du seuil. La cabine de projection de la salle 12 reste alors impraticable pendant

toute la durée restante de la simulation, les hauteurs relevées étant inférieures à 1 m.

Figure 40 : évolution des hauteurs libres de fumée dans la cabine de la salle 12

Figure 41 : évolution des hauteurs libres de fumée dans la cabine de la salle 12

e. Cabine salle 13

Les capteurs ([17.5,0.44], [17.5,1.84], [17.5,3.56], [20,0.44], [20,1.84], [20,3.56]) situés dans les 3

premiers mètres du local relèvent un franchissement du seuil dès 80 s. La totalité du local est

enfumée 150 s après le départ de feu. La cabine de projection de la salle 13 reste alors impraticable

pendant toute la durée restante de la simulation, les hauteurs relevées étant comprises entre 0,4 m

et 1,2 m.

SEUIL

SEUIL

_________________________________________________________________________________________________________________

227/310

Figure 42 : évolution des hauteurs libres de fumée dans la deuxième salle (cabine salle 13)

Figure 43 : évolution des hauteurs libres de fumée dans la deuxième salle (cabine salle 13)

Température

a. Zone « Foyer »

Sont concernés par un franchissement du seuil, les capteurs :

- [-0.50,0.44], [-1.00,-0.03], [-1.00,0.44] et [-1.00, 0.91] 10 s après ouverture du bloc-porte ;

- [-1.0,-.05] plus tardivement (850s environ après le départ de feu).

Les hauteurs libres de fumée inférieures à 1,8 m dans le foyer ne concernent que la zone située à

proximité directe (jusqu’à 1 m) du bloc-porte de la salle de projection.

SEUIL

SEUIL

_________________________________________________________________________________________________________________

228/310

Figure 44 : évolution des températures dans le foyer (hors circulation attenante)

b. Circulation attenante (foyer)

Aucun dépassement du seuil n’est relevé dans cette circulation.

Figure 45 : évolution des températures dans la circulation attenante


140 s environ après le départ de feu (cf. figure 46), l’ensemble des capteurs du local fait l’objet d’un

franchissement du seuil. L’entrée du local de projection reste alors impraticable pendant toute la

durée restante de la simulation.

SEUIL

_________________________________________________________________________________________________________________

229/310

Figure 46 : évolution des températures dans l’entrée de la salle de projection

d. Cabine salle 12

Le premier franchissement du seuil est détecté dès 40 s par le capteur surplombant directement le

bureau. La totalité du local est enfumée 130 s après le départ de feu.

Figure 47 : évolution des températures dans la cabine de la salle 12

SEUIL

SEUIL

_________________________________________________________________________________________________________________

230/310


e. Cabine salle 13

Le premier franchissement de seuil est détecté dès 240 s, et l’ensemble du local est enfumé 420 s

après le départ de feu.


Visibilité

a. Zone « Foyer » (hors circulation « attenante »)

Le franchissement du seuil de visibilité est constaté dès l’ouverture du bloc-porte, et concerne

uniquement les capteurs situés à une distance inférieure ou égale à 1 m de ce dernier ([-1,-0.5].

[-1,0.44], [-1,0.91], [-0.5, 0.44], et dans une moindre mesure [-1,-1.44]).

SEUIL

SEUIL

_________________________________________________________________________________________________________________

231/310

Figure 50 : évolution des conditions de visibilité dans le foyer (hors circulation attenante)

b. Circulation attenante

Le premier franchissement du seuil de visibilité intervient 10 secondes après l’ouverture du bloc-

porte, et la dégradation des conditions de visibilité concerne la totalité de la circulation 625 s après le

départ de feu. La circulation reste alors impraticable pendant toute la durée restante de la

simulation.

Figure 51 : évolution des conditions de visibilité dans la circulation attenante

SEUIL

SEUIL

_________________________________________________________________________________________________________________

232/310


L’entrée du local de projection est impraticable moins de 50 s après le départ de feu.

Figure 52 : évolution des conditions de visibilité dans l’entrée de la salle de projection

Figure 53 : évolution des conditions de visibilité dans l’entrée de la salle de projection

SEUIL

SEUIL

_________________________________________________________________________________________________________________

233/310

d. Cabine salle 12

La totalité du volume est impraticable moins de 50 s après le départ de feu.

Figure 54 : évolution des conditions de visibilité dans la cabine de la salle 12


SEUIL

SEUIL

SEUIL

_________________________________________________________________________________________________________________

234/310

e. Cabine salle 13

Le premier franchissement du seuil de visibilité est constaté dès 90 s, et la totalité du volume est

impraticable moins de 140 secondes après le départ de feu.



SEUIL

SEUIL

_________________________________________________________________________________________________________________

235/310


L’environnement du bureau étant seul concerné par la combustion, la courbe de débit calorifique

correspond à celle, fournie comme donnée d’entrée, du foyer initial.

Figure 58 : évolution du débit calorifique global dans la salle de projection (non accessible au public)

Récapitulatif (salles de projection)

Flux radiatif

Le premier franchissement du seuil intervient dès 300 s dans la cabine de la salle 12, et concerne la

totalité de ce local 960 s après le départ de feu.

De même, l’entrée du local de projection est impraticable après 900 s.

Aucun franchissement de seuil n’est constaté dans le foyer.

Hauteur libre de fumée et visibilité

Les zones impraticables liées à ces deux critères, concernent :

- dans le foyer, et dès l’ouverture du bloc-porte d’accès au local de projection, uniquement


- la totalité de la circulation attenante après 625 s ;


- la totalité de la cabine salle 12, moins de 45 s après le départ de feu ;

- la totalité de la cabine salle 13 après 140 s.

Température

Les zones impraticables liées à ce critère, concernent :

_________________________________________________________________________________________________________________

236/310

- dans le foyer, et dès l’ouverture du bloc-porte d’accès au local de projection, uniquement




- la totalité de la cabine salle 13 après 420 s.


précoces que celles correspondant à la température et au flux radiatif.

Les zones de « non-tenabilité » extérieures au local de projection concernant :

- l’environnement immédiat du bloc-porte d’accès à ce local ;

- la circulation attenante du foyer, 10 minutes environ après le départ du feu.

3.1.4 « Zone bureaux »

La « zone bureaux », composée notamment d’une circulation intérieure, d’un secrétariat et d’une

penderie, débouche sur une zone accessible au public : le « foyer » (cf. § 2.4.3).

L’objectif de cette étude consiste à évaluer l’évolution du niveau de sécurité des différents volumes

au cours du temps, en focalisant notre attention sur l’atteinte des valeurs-seuils des critères de

performance (dans cette configuration : flux radiatif, hauteur libre de fumée, température et

visibilité) déclinés de l’objectif de sécurité OS11 (« protection de la santé et de la vie des occupants »)

de la méthodologie généralexiv (cf. § 2.3. 3).

Modèle de réaction retenu

Dans la présente configuration, le modèle de réaction utilisé correspond à la dégradation du pin en

raison de la prépondérance de cette essence de bois dans le voisinage du foyer initial.

La réaction correspondant au pin s’écrit de la manière ci-après (fraction massique de suies en kg/kg),

les valeurs mentionnées étant extraites de la base de données d’essais de matériaux du LNE :

&REAC ID = 'PIN'

SOOT_YIELD = 0.01

C = 1.00 H = 1.70

O = 0.83

N = 0.00

HEAT_OF_COMBUSTION = 18300./

_________________________________________________________________________________________________________________

237/310

Flux radiatif

a. Identification des zones de dépassement du seuil

La figure 60 ci-après met en évidence, très localement, l’unique zone de dépassement de la valeur-

seuil de flux radiatif (2,5 kW/m²).

Le capteur concerné y est représenté par un « X ».

Figure 59 : emplacement des capteurs concernés par un dépassement du seuil de flux radiatif

b. Foyer

Aucun dépassement de la valeur-seuil n’est observable dans le « foyer ».

Figure 60 : évolution des valeurs de flux radiatifs (à 1,8 m du sol) dans le « foyer »

x

y

X

Penderie Secrétariat

Circulation intérieure Foyer


[7,1]

_________________________________________________________________________________________________________________

238/310

c. Circulation intérieure

Aucun dépassement du seuil n’est identifiable dans la circulation intérieure.

Figure 61 : évolution des valeurs de flux radiatifs (à 1,8 m du sol) dans la circulation intérieur e

d. Penderie

Aucun dépassement du seuil n’est identifiable dans le local penderie.

Figure 62 : évolution des valeurs de flux radiatifs (à 1,8 m du sol) dans la penderie

e. Secrétariat

La zone temporairement impraticable (entre 530 et 640 secondes après le départ de feu) est située à

proximité directe du foyer initial (capteur de flux [7.0, 1.0], cf. figure 57), et ne se situe pas sur un

cheminement d’évacuation. En outre, l’amplitude du dépassement constatée reste très limitée.

_________________________________________________________________________________________________________________

239/310

Figure 63 : évolution des valeurs de flux radiatifs (à 1,8 m du sol) dans le secrétaria t


a. « Foyer » (zone accessible au public)

Le « foyer » est concerné par la fumée dès l’ouverture du bloc-porte. Très rapidement la hauteur

libre de fumée se stabilise dans ce volume, et le franchissement du seuil ne concerne plus que 3

capteurs ([1.8, 3.6], [2.0, 3.6] et [2.2, 3.6]) situés à moins de 50 cm, et dans l’axe, du bloc-porte

d’accès à la zone bureaux.

Figure 64 : évolution des hauteurs libres de fumée dans le « foyer »

b. Circulation intérieure

La circulation intérieure est concernée par un premier franchissement du seuil (fixé à 2 m, hauteur

du linteau du bloc-porte) dès 150 s. Ensuite, la situation se dégrade très rapidement pour concerner

la totalité de ce cheminement 230 s seulement après le départ de feu. Les hauteurs libres de fumée

sont très basses, jusqu’à atteindre 0,25 m localement avant l’ouverture du bloc-porte.

SEUIL

SEUIL

_________________________________________________________________________________________________________________

240/310

Figure 65 : évolution des hauteurs libres de fumée dans la circulation intérieure

Nota : l’ouverture du bloc-porte augmente légèrement la hauteur libre de fumée dans cette

circulation, sans toutefois la rendre praticable.

c. Penderie

Le local penderie est impraticable après 185 s, et jusqu’au terme de la simulation.

Figure 66 : évolution des hauteurs libres de fumée dans la penderie

d. Secrétariat

Le comportement des fumées dans le « poste secrétaire » est assez similaire à celui observé dans le

local penderie, bien que la dégradation y soit plus progressive (le foyer initial étant contenu dans ce

volume).

Le secrétariat est concerné par un premier franchissement du seuil dès 105 s. Ensuite, la situation se

dégrade très rapidement pour concerner la totalité de cet espace 175 s seulement après le départ de

SEUIL

SEUIL

_________________________________________________________________________________________________________________

241/310

feu. Les hauteurs libres de fumée sont très basses, jusqu’à atteindre 0,25 m localement avant

l’ouverture du bloc-porte. Elles restent inférieures à la valeur-seuil jusqu’au terme de la simulation.

Figure 67 : évolution des hauteurs libres de fumée dans le secrétariat

Température

Le dépassement du seuil de température (60 °C) :

- reste limité au voisinage direct du foyer pendant les 180 premières secondes ;

- se développe dans le poste secrétaire, et concerne la circulation intérieure à partir de 200 s

et, dès 230 s, concerne également le voisinage du bloc-porte permettant la communication

avec la zone accessible au public.

La cinétique de dégradation des conditions thermiques s’accentue ensuite très rapidement, pour

intéresser la totalité de la « zone bureaux » après 280 s.

L’ouverture du bloc-porte :

- s’accompagne d’une bouffée d’air chaud, pendant une durée inférieure à 15 secondes, qui

intéresse la zone comprise dans son voisinage immédiat (jusqu’à une distance voisine de

2,5 mètres) ;

- occasionne ensuite, et pendant toute la durée restante de simulation (jusqu’à 1600 s au

minimum), une zone relativement stable de dépassement de seuil (inférieure à 1 mètre à

partir du bloc-porte) ;

- ne rend pas supportable les conditions de tenabilité thermique dans le « local bureaux».

a. Foyer

Dès l’ouverture du bloc-porte, les capteurs à proximité directe (jusqu’à 0.8 m) de ce dernier

(capteurs [1.8,3.6], [2,3.6], [2.2,3.6], et dans une moindre mesure les capteurs [1.5,3.6] et [1.8,4])

sont concernés par un franchissement de la valeur-seuil.

SEUIL

_________________________________________________________________________________________________________________

242/310

Figure 68: évolution des valeurs de température (à 1,8 m du sol) dans le « foyer »


Le premier franchissement du seuil est détecté dès 230 s, et la totalité de la circulation est rendue

impraticable 300 s après le départ de feu.

Figure 69 : évolution des valeurs de température (à 1,8 m du sol) dans la c irculation intérieure

SEUIL

SEUIL

_________________________________________________________________________________________________________________

243/310

c. Penderie

Le local penderie est impraticable 300 s après le départ de feu.

Figure 70 : évolution des valeurs de température (à 1,8 m du sol) dans la penderi e

d. Secrétariat

Le secrétariat est impraticable 250 s après le départ de feu.

Figure 71 : évolution des valeurs de température (à 1,8 m du sol) dans le secrétaria t

Visibilité

a. « Foyer »

Dès l’ouverture du bloc-porte, les capteurs à proximité directe (jusqu’à 0.8 m) de ce dernier

(capteurs [1.5,3.6], [1.8,3.6], [2,3.6], [2.2,3.6] et [1.8,4]) sont concernés par un franchissement de la

valeur-seuil. Hormis cette zone très localisée, le reste du « foyer » reste praticable pendant toute la

durée de la simulation.

SEUIL

SEUIL

_________________________________________________________________________________________________________________

244/310

Figure 72 : évolution des conditions de visibilité dans le « foyer »


Le premier franchissement du seuil de visibilité est constaté dès 205 s. La totalité du volume est

impraticable 250 s après le départ de feu, et le reste jusqu’au terme de la simulation.

Figure 73 : évolution des conditions de visibilité dans la circulation intérieure

SEUIL

SEUIL

_________________________________________________________________________________________________________________

245/310

Figure 74 : évolution des conditions de visibilité dans la circulation intérieure

c. Penderie

Le local penderie est impraticable 250 s après le départ de feu, et le reste jusqu’au terme de la

simulation.

Figure 75 : évolution des conditions de visibilité dans la penderie

SEUIL

SEUIL

_________________________________________________________________________________________________________________

246/310

d. Secrétariat

Le secrétariat est impraticable 230 s après le départ de feu, et le reste jusqu’au terme de la

simulation.

Figure 76 : évolution des conditions de visibilité dans le secrétariat


Le débit calorifique croît régulièrement jusqu’à atteindre 340 kW après 600 s.

À partir de 750 s environ, il décroît jusqu’à atteindre 60kW 2000 s après le départ de feu.

Figure 77 : évolution du débit calorifique global dans la « zone bureaux » (non accessible au public)

SEUIL

_________________________________________________________________________________________________________________

247/310

Récapitulatif (« zone bureaux »)

a. Propagation dans ce scénario, à la suite du départ de feu de la poubelle en polyéthylène :

- la propagation reste limitée aux chaises empilées ainsi qu’au bureau en pin recouvert de piles

de papier ;

- les températures relevées sont localement insuffisantes pour entraîner la combustion des

autres éléments combustibles (dont notamment les deux penderies) présents dans le

volume.

b. Critères de performances (franchissement des valeurs seuils)

Flux radiatif

Aucun cheminement d’évacuation n’est rendu impraticable en raison de l’augmentation du flux

radiatif.

Hauteur libre de fumée et visibilité

Les zones impraticables, liées à ces deux critères, concernent :

- dans le « foyer », et dès l’ouverture du bloc-porte d’accès aux locaux administratifs,

uniquement l’environnement direct (sur une distance de 0,5 m) de ce bloc-porte ;

- la totalité de la zone bureaux en moins de 4 minutes, et la zone de départ de feu (secrétariat)

en 3 minutes.

Température

Les zones impraticables, liées à ce critère, concernent :

- dans le « foyer », et dès l’ouverture du bloc-porte d’accès aux locaux administratifs,

uniquement l’environnement direct (sur une distance de 0,8 m) de ce bloc-porte ;

- la totalité de la zone bureaux en moins de 5 minutes, et la zone de départ de feu (secrétariat)

en 4 minutes environ.


précoces que celles correspondant à la température et au flux radiatif.

Les zones de « non-tenabilité », extérieures à la zone bureaux, concernent uniquement

l’environnement immédiat du bloc-porte d’accès à cette zone.

L’interprétation du dépassement des critères, dans la circulation, doit être faite dans le cadre de la

modélisation de l’évacuation globale du cinéma traitée dans la partie 3.2.

_________________________________________________________________________________________________________________

248/310

3.1.5 Scénario Local sous-stockage ciné-café

Flux radiatif

Les flux radiatifs mesurés dans la circulation intérieure sont indiqués sur la figure 79. Le seuil de 2,5

kW/m² est uniquement dépassé par les deux capteurs situés en face de la porte du local (les

positions des capteurs sont indiquées au § 2.4.2.5.2).

Figure 78 : Evolution des flux radiatifs (à 1,8 m du sol) dans la circulation intérieure

La figure suivante indique qu’il n’y a aucun danger vis-à-vis du flux thermique dans la zone accessible

au public.

Figure 79 : Evolution des flux radiatifs (à 1,8 m du sol) dans la zone accessible au public

0

1

2

3

4

5

6

0 5 10 15 20

t (min)

Flu

x in

cid

en

t (k

W/m

²)

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0 5 10 15 20

t (min)

Flu

x in

cid

en

t (k

W/m

²)

_________________________________________________________________________________________________________________

249/310


On peut voir que la situation se dégrade très rapidement dans la circulation, au bout de 2 minutes, la

hauteur libre diminuant en dessous de 50 cm. Après l’ouverture de la porte qui génère une

dispersion des fumées, la hauteur se stabilise à 1 m environ du côté gauche de la circulation (les

portes sont fermées de ce côté), et à 1,6 m environ du côté de la zone publique.

Figure 80 : Evolution de la hauteur libre de fumée dans la circulation intérieure

Dans la zone accessible au public, qui n’est concernée par la fumée qu’à partir de l’ouverture de la

porte, la hauteur libre de fumée se stabilise rapidement à un peu plus de 2 m. On constate que le

seuil est dépassé un bref instant (3 sec.) au moment de l’ouverture de la porte, et ne saurait donc

être pris en compte comme étant défavorable pour l’évacuation des personnes.

Figure 81 : Evolution de la hauteur libre de fumée dans la zone accessible au public

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 5 10 15

t (min)

Hau

teu

r lib

re (

m)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 5 10 15

t (min)

Hau

teu

r lib

re (

m)

_________________________________________________________________________________________________________________

250/310

Température

On constate sur les figures ci-dessous que le seuil de température (60°C) est rapidement dépassé

dans la circulation intérieure, mais que les conditions thermiques dans la zone publique sont toujours

favorables à l’évacuation.

Figure 82 : Evolution de la température (à 1,8 m du sol) dans la circulation intérieure

Figure 83 : Evolution de la température (à 1,8 m du sol) dans la zone accessible au public

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 5 10 15 20

t (min)

T (

°C)

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20

t (min)

T (

°C)

_________________________________________________________________________________________________________________

251/310

Distance de visibilité

Comme précédemment, on constate que les conditions sont rapidement défavorables dans toute la

circulation (visibilité inférieure à 2 m au bout de 2 minutes), même lorsque la porte est ouverte. Au

contraire, la visibilité reste supérieure à 10 m dans la zone accessible au public pendant toute la

durée de l’incendie.

Figure 84 : Evolution de la distance de visibilité (à 1,8 m du sol) dans la circulation intérieure

Figure 85 : Evolution de la distance de visibilité (à 1,8 m du sol) dans la zone accessible au public

Conclusion

L’évolution des valeurs du flux radiatif, de la hauteur libre de fumée, de la température et de la

distance de visibilité, dans la zone accessible au public, n’est pas de nature à rendre impraticable les

cheminements d’évacuation.

0

5

10

15

20

25

30

35

0 5 10 15 20

t (min)

Dis

tan

ce d

e v

isib

ilit

é (

m)

0

5

10

15

20

25

30

35

0 5 10 15 20

t (min)

Dis

tan

ce d

e v

isib

ilit

é (

m)

_________________________________________________________________________________________________________________

252/310

En revanche, les conditions de tenabilité liées à la hauteur de fumée, à la température ainsi qu’à la

distance de visibilité sont très rapidement dépassées (au bout de 2 minutes) dans la circulation

intérieure. L’ouverture de la porte au bout de 3 minutes ne modifie que la hauteur libre de fumée,

qui reste néanmoins en dessous de la valeur sécuritaire.

3.2 Rapport d’étude ISI – Analyse « globale »

3.2.1 Hypothèses de modélisation

Géométrie

Le code de calcul Fire Dynamics Simulator (FDS) est utilisé pour simuler le développement du feu et

la propagation des fumées. Le domaine de modélisation couvre le cinéma entier (figure 95). Tous les

escaliers et dégagements ont été modélisés, ainsi que les principaux locaux nécessaires aux

différents scénarios, à savoir :

- les 12 salles de projection ;

- les cabines de projection des salles ;

- les couloirs d’accès de chaque salle ;

- le hall d’accueil ;

- le local sous-stockage ciné café ;

- la zone de bureaux.

Les mailles discrétisant l'ensemble du domaine modélisé (environ 580 000) sont toutes cubiques et

d’arête 50 cm. Certaines dimensions des locaux ont été arrondies pour se conformer à ce maillage.

Les cloisons internes et les murs extérieurs sont modélisés par du béton avec des propriétés

thermiques constantes (valeurs constantes en fonction de la température).

Vue façade Est

_________________________________________________________________________________________________________________

253/310

Vue façade Ouest

Vue façade Nord

Vue façade Sud


Paramètres pour l’évacuation

a. Caractéristiques des occupants

Toutes les caractéristiques physiques des occupants ainsi que les paramètres des forces de contact et

des forces sociales s’exerçant entre les personnes sont celles données par défaut dans EVAC. Seules

les vitesses de déplacement ont été imposées.

La présence de personnes à mobilité réduite n’a pas été envisagée.

b. Temps de pré-mouvement

Il a été considéré que la durée entre le moment où l’alarme se déclenche et la mise en mouvement

d’une personne variait de 5 à 15 secondes (distribution uniforme parmi les occupants).

_________________________________________________________________________________________________________________

254/310

c. Sélection des sorties

En ce qui concerne le choix des sorties, chaque occupant détermine la sortie qui lui permettra

d’évacuer le plus vite, en fonction de la distance, de sa vitesse de déplacement, et du temps

d’attente en cas de bouchon. Cependant, il faut qu’une personne gagne un temps suffisamment

conséquent pour être amenée à changer de sortie pour une autre.

Un certain nombre de facteurs peuvent influencer la décision des occupants :

- familiarité d’une sortie ;

- sortie visible ou non ;

- conditions liées au feu défavorables sur le chemin d’évacuation (température et densité de

fumée).

Dans notre étude, nous n’avons pas supposé de familiarité avec les sorties, et dans le cas du test

d’évacuation sans incendie. La condition de sortie visible ou non n’est pas activée.

Evaluation des critères de performances

Des capteurs ont été placés le long des trajets d’évacuation pour évaluer au cours du temps les

conditions d’évacuation. En tout 29 capteurs ont été répartis de la manière suivante (Figure 87) :

- dans les couloirs des sorties hautes de chaque salle (7 au niveau 36.10, 8 aux niveaux 48.90 et

58.50) ;

- un à chaque porte d’accès aux escaliers externe C(1) et C(2) en partie centrale du cinéma (6

niveaux sont concernés).

Figure 87 : Emplacement des points de mesure

_________________________________________________________________________________________________________________

255/310

3.2.2 Simulation des exercices d’évacuation

Dans le cadre du PN ISI groupe 3, quatre exercices d’évacuation du cinéma se sont déroulés le 14 mai

2009. Ces exercices concernaient uniquement la salle 31, et ont permis de déterminer notamment

des durées de sortie de salle et d’évacuation complète du cinéma en fonction des issues disponibles.

Les résultats utilisés sont donnés dans le Tableau 2. Les valeurs sont les mesures relevées lors des

exercices d’évacuation réalisés au sein du groupe 3 du PN ISIxv.

Temps de sortie de la salle (s)

Temps de sortie à l’extérieur (s)

Sortie A1

Sortie E1 Sortie F1

Exercice 1

82 240 230 -

Simulation exercice 1

72 237 238 -

Exercice 3

65 246 - 256

Simulation exercice 3

55 228 - 250

Tableau 2 : Comparaison entre les résultats des exercices et les simulations

Dans les simulations effectuées (uniquement les exercices 1 et 3), le nombre de personnes

présentes, leur position dans la salle ainsi que la répartition des personnes pour chaque issue sont

respectés.

Les valeurs de vitesse de déplacement utilisées dans les simulations et qui ont permis d’obtenir des

temps d’évacuation proches de ceux relevés lors des exercices (cf. tableau 2) sont les suivantes :

- vitesse de déplacement horizontal : 0,9 m/s ;

- vitesse de déplacement dans les escaliers (en montée) : 0,6 m/s ;

- vitesse de déplacement dans les escaliers (en descente) : 0,9 m/s.

On peut voir que l’écart est au maximum de 18 secondes, ce qui est largement acceptable compte

tenu de la distance à parcourir pour évacuer complètement du complexe.

3.2.3 Evacuation complète du cinéma

Afin de déterminer le temps d’évacuation du complexe cinématographique, deux approches ont été

utilisées.

Estimation du temps d’évacuation

La méthode de calcul est présentée au § 2.5.2.

Pour mémoire, le complexe cinématographique dispose de 12 salles réparties de la façon suivante :

_________________________________________________________________________________________________________________

256/310

- salles 10, 11, 12 et 13 situées entre les niveaux 32.56 (sortie basse des salles) et 36.10 (sortie

haute des salles) ;


haute des salles) ;


haute des salles).

L'effectif des salles est le suivant :

- 192 personnes dont 5 personnes en fauteuil roulant pour chacune des salles 10, 11, 20, 21,

30 et 31 ;

- 222 personnes dont 6 personnes en fauteuil roulant pour la salle 13 ;

- 252 personnes dont 6 personnes en fauteuil roulant pour la salle 12 ;

- 300 personnes dont 8 personnes en fauteuil roulant pour chacune des salles 22 et 23 ;

- 320 personnes dont 8 personnes en fauteuil roulant pour chacune des salles 32 et 33.

L'évacuation des différentes salles est réalisée de la façon suivante :

- les sorties basses des salles 10, 11, 12 et 13 donnent chacune accès à un escalier propre qui

donne accès à l'extérieur du bâtiment :

_________________________________________________________________________________________________________________

257/310

- les sorties hautes des salles 10, 11, 12 et 13 débouchent dans le foyer. Ce dernier donne

accès à l'escalier SO(2), à la rampe centrale et au sas composé de plusieurs portes :

- Les sorties basses des salles 20, 21, 22 et 23 débouchent directement toutes dans un

escalier :


accès à l'escalier SO(1), en partie centrale à la passerelle qui donne accès à l'escalier NO(2) et

à l'escalier E(2) :

_________________________________________________________________________________________________________________

258/310

- Les sorties basses des salles 30, 31, 32 et 33 débouchent directement toutes dans un

escalier :


accès à l'escalier SO(1), en partie centrale à la passerelle qui donne accès à l'escalier NO(1) et

à l'escalier E(1) :

Les différents dégagements qui peuvent être empruntés par le public sont les suivants :

- l'escalier 10 emprunté seulement par les personnes provenant de la sortie basse de la salle

10 ;


11 ;


12 ;


13 ;

- la rampe centrale située près de l'escalier C(2) qui permet d'accueillir les personnes de la

sortie haute des salles 11 et 12 ;

_________________________________________________________________________________________________________________

259/310

- l'escalier SO(2) qui permet d'accueillir les personnes provenant de la sortie haute des salles

10 et 11 ;

- le sas près de la salle 13 permettant l'évacuation du public de la sortie haute des salles 12 et

13 ;

- l'escalier SO(1) permet l'évacuation des personnes provenant de la sortie haute des salles 20,

21, 30 et 31 ;

- l'escalier NO(1) permet l'évacuation des personnes de la sortie basse de la salle 20 et des

personnes de la sortie haute des salles 31 et 32. les personnes provenant des deux dernières

salles accèdent à cet escalier par une passerelle à l'air libre accessible depuis l'allée centrale

du cinéma ;

- l'escalier NO(2) permet l'évacuation des personnes de la sortie haute des salles 21 et 22 et

des personnes de la sortie basse de la salle 30 ;

- l'escalier C(1) permet l'évacuation de la sortie basse des salles 22 et 31. L’escalier C(1) rejoint

l’extérieur du complexe au niveau 36,10 en empruntant une passerelle longeant la cafétéria

et à l'air libre au niveau 42,50 ;

- l'escalier C(2) permet l'évacuation de la sortie basse des salles 21 et 32 ;

- l'escalier E(1) permet l'évacuation de la salle 33. L'accès à cet escalier se fait par une

passerelle à l'air libre ;

- l'escalier E(2) permet l'évacuation de la salle 23. L'accès à cet escalier se fait par une

passerelle à l'air libre.

Il est important de noter avant de faire les calculs que dans certains dégagements comme

notamment l'escalier SO(1) il peut y avoir des effets d’encombrements dus à la présence de

personnes provenant de différentes salles.

Calcul du temps d'évacuation :

L'évacuation du cinéma est considérée dans son intégralité. Le calcul est réalisé grâce aux données

utilisées dans les gares. Dans un premier temps, il sera réalisé le calcul d'évacuation des niveaux

inférieurs.

Méthode de calcul :

le temps d'évacuation correspond à la somme du temps de sortie de la salle de la première personne

+ temps de parcours jusqu'au dégagement + temps de franchissement de la porte + temps de

parcours dans le dégagement.

Le calcul dans le foyer a été effectué des deux manières suivantes :

- le temps d'évacuation de la première personne sortie de la salle ;

- temps d'évacuation de la dernière personne sortie de la salle, et temps de parcours de cette

même personne pour accéder à l'escalier.

_________________________________________________________________________________________________________________

260/310

La répartition de personnes selon les sorties disponibles est reportée dans le tableau suivant :

Salle 10 187

Sortie basse 98 187 Provenance Nombres de personnes Lieu d'évacuation

44Bas de salle 10

98 Escalier 10

sortie haute droite 45 Bas de salle 11 98 Escalier 11

Salle 11 187

Sortie basse 98 187 Bas de salle 12 86 Escalier 12

44Bas de salle 13

72 Escalier 13

sortie haute droite 45 125 Rampe centrale

Salle 12 246

Sortie basse86 246

133 Escalier SO(2)

80 224 Sas près de la salle 13

sortie haute droite80

266 Escalier SO(1)

Salle 13 216

Sortie basse72 216

347 Escalier NO(1)

72323 Escalier NO(2)

sortie haute droite 72 Sorties basses des salles 22 et 31 210 Escalier C(1)

Salle20 187

Sortie basse 98 187 Sorties basses des salles 21 et 32 206 Escalier C(2)

44312 Escalier E(1)

sortie haute droite45

292 Escalier E(2)

Salle 21 187

Sortie basse 98 187 2792

44 2792

sortie haute droite 45

Salle 22 292

Sortie basse 112 292

90


Salle 23 292


90


Salle 30 187

Sortie basse 98 187

44


Salle 31 187

Sortie basse 98 187

44


Salle 32 312


102


Salle 33 312


102


sortie haute gauche

sortie haute gauche

sortie haute droite salle 11 et sortie

haute gauche salle 12

sortie haute salle 10 et sortie haute

gauche salle 11

sortie haute gauche sortie haute droite salle 12 et sortie

haute salle13

Sorties hautes salle 20, gauche salle

21, salle 30 et gauche salle 31

Sortie basse salle 20 et sortie haute

droite salle 31 et sortie haute de la

salle 32

sortie haute gauche Sorties hautes droite salle 21 et salle

22 et sortie basse de la salle 30

sortie haute gauche Sortie basse de la salle 33 et sortie

haute salle 33

sortie basse salle 23 et sortie haute

salle 23

sortie haute gauche

sortie haute gauche

sortie haute gauche

sortie haute gauche

sortie haute gauche

sortie haute gauche

sortie haute gauche

_________________________________________________________________________________________________________________

261/310

Les sorties disponibles au niveau le plus bas sont les suivantes :

- Escalier 10 : Cet escalier est emprunté seulement par les personnes provenant de la sortie

basse de la salle 10. 98 personnes évacueront par cette sortie.

Le temps d'évacuation par cette sortie est détaillé dans le tableau suivant :

Les personnes ayant emprunté la sortie basse de la salle se trouvent à l'extérieur au bout de 2

minutes et 18 secondes.















minute et 52 secondes.

98 120 7 0,4 18 138

De la sortie

basse de la

salle 10 vers

l'extérieur

Nombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle

Distance à

parcourir

vitesse de

déplacement

Temps de

mouvement Temps arrivé dans

l'escalier

98 120 7 0,4 18 138

De la sortie

basse de la

salle 11 vers

l'extérieur

Nombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle

Distance à

parcourir

vitesse de

déplacement

Temps de


l'escalier

86 107 9 0,4 23 130

De la sortie

basse de la

salle 12 vers

l'extérieur

Nombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle

Distance à

parcourir

vitesse de

déplacement

Temps de


l'escalier

72 92 8 0,4 20 112

De la sortie

basse de la

salle 13 vers

l'extérieur

Nombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle

Distance à

parcourir

vitesse de

déplacement

Temps de


l'escalier

_________________________________________________________________________________________________________________

262/310

- La rampe centrale permet d'accueillir des personnes provenant des sorties hautes salles 11

(45 personnes) et 12 (80 personnes).


Les personnes ayant emprunté la rampe centrale se trouvent à l'extérieur au bout de 2 minutes et 22

secondes.

- l'escalier SO(2) qui permet d'accueillir les personnes provenant de la sortie haute des salles

10 (89 personnes) et 11 (44 personnes).


Les personnes ayant emprunté la rampe centrale se trouvent à l'extérieur au bout de 3 minutes et 25

secondes.

- Le sas près de la salle 13 permet d'accueillir des personnes provenant des sorties hautes

salles 12 (80 personnes) et 13 (144 personnes) qui vont se trouver au même endroit afin

d'évacuer. Nous considérons qu'il n'y a pas d'effet de bouchon car la porte totalise une

largeur de 4 UP.

Les personnes les plus éloignés sont celles se trouvant dans la salle 12.

Le calcul du temps d'évacuation par cette sortie est détaillé dans le tableau suivant :

Les personnes ayant emprunté la rampe centrale se trouvent à l'extérieur au bout de 2 minutes et

16 secondes

- l'escalier SO(1) est emprunté une partie des personnes provenant de la sortie haute des

salles 20, 21, 30 et 31.


temps maximum par

l'escalier SO(1)

Nombre de

personnes

Temps d'accès

au 48.90

Temps de descente

d'escalier

Temps

d'évacuation

266 247 113 359

Temps d'évacuation

224 101 14 0,4 35 136

Des sorties hautes

des salles 12 et 13

vers l'extérieur

Nombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle

Distance à

parcourir

vitesse de

déplacement

Temps de

mouvement

125 101 32 9 142

De la sortie haute

des salles 11 et 12

vers l'extérieur

Nombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle

Temps de

mouvement

Dans le foyer

Temps de

mouvement

dans la

rampe

Temps

d'évacuation

Temps d'évacuation

133 15 15 140 35 205

Des sorties hautes

de la salle 10 et 11

jusqu'à l'extérieur

Nombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle

Temps de

Mouvement

horizontal

Temps de

franchissement

de l'escalier

Temps de

descente de

l'escalier

_________________________________________________________________________________________________________________

263/310

Les personnes ayant emprunté l'escalier SO(1) se trouvent à l'extérieur au bout de 5 minutes et 59

secondes.

- L'escalier NO(1) est emprunté par une partie des personnes provenant de la sortie basse de

la salle 20 et une partie des personnes de la sortie haute des salles 31 et 32.

Le calcul du temps d'évacuation par cette sortie jusqu'à l'extérieur est détaillé dans le tableau

suivant :

De la sortie

haute des

salles 31 et 32

au niveau

48.90

Nombre de

personnes

Temps de

sortie de

la salle

Temps de

mouvement

dans la

circulation du

foyer

Temps de

franchissement de la

porte de la coursive

centrale

Temps de

parcours

dans la

coursive à

l'air libre

Temps

de

descente

de

l'escalier

Temps

d'évacuatio

n

249 15 30 258 45 143 490

Les personnes ayant emprunté l'escalier se trouvent à l'extérieur (34.70) au bout de 8 minutes et 10

secondes.

- l'escalier NO(2) est emprunté par une partie des personnes provenant de la sortie basse de la

salle 30 et une partie des personnes de la sortie haute des salles 21 et 22. Les personnes

provenant de ces différentes salles ont la possibilité de se rencontrer au niveau 48.90.


suivant :

De la sortie haute de la

salle 22

Nombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle

Temps de

Mouvement

horizontal

Temps de

franchissement de

l'escalier

Temps de

descente de

l'escalier

Temps

d'évacuation

90 15 28 320 95 458

Les personnes ayant emprunté l'escalier se trouvent à l'extérieur au bout de 7 minutes et 38

secondes.

- Escalier C(1) : Cet escalier est emprunté par une partie des personnes provenant de la sortie

basse des salles 22 et 31.


suivant :


secondes.

- Escalier C(2) : Cet escalier est emprunté par une partie des personnes provenant de la sortie

basse des salles 21 et 32.


suivant :

204 15 11 60 115 40 36 33 310

De la sortie

basse de la

salle 31 jusqu'à

l'extérieur

Nombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle

Temps de

Mouvement

horizontal

Temps de

mouvement

Temps de

franchisseme

nt de

l'escalier

Temps de

descente de

l'escalier

Temps de

mouvement

Temps de

mouvement

Temps

d'évacuation

Temps d'évacuation

206 131 11 135 277

De la sortie haute de

la salles 32 à

l'extérieur

Nombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle

Temps de

Mouvement

horizontal

Temps de

descente de

l'escalier

_________________________________________________________________________________________________________________

264/310


secondes.

- Escalier E(1) : Cet escalier est emprunté par les personnes provenant de la salle 33.


suivant :


salle 33 jusqu'à

l'extérieur

Nombre de

personnes

Temps de jusqu'au

niveau 45.70

Temps de descente de

l'escalier

Temps

d'évacuation

204 283 105 388

Les personnes ayant emprunté l'escalier se trouvent à l'extérieur au bout de 6 minutes et

28 secondes.

- l'escalier E(2) Cet escalier est emprunté par une partie des personnes provenant de la sortie

basse et haute de la salle 23.


suivant :


salle 33 jusqu'à

l'extérieur

Nombre de

personnes

Temps de jusqu'au

niveau 45.70


l'escalier

Temps

d'évacuation

204 266 80 346

Les personnes ayant emprunté l'escalier se trouvent à l'extérieur au bout de 5 minutes et

46 secondes.

Les temps d'évacuation en fonction des dégagements empruntés sont représentés dans le tableau

suivant :

Lieu de départ Temps d'arrivée à l'extérieur (min)

Escalier 10 2,29

Escalier 11 2,29

Escalier 12 2,16

Escalier 13 1,87

Rampe centrale 1,74

Escalier SO(2) 3,41

Sas près de la salle 13 2,26

Escalier SO(1) 5,98

Escalier NO(1) 8,17

Escalier NO(2) 7,63

Escalier C(1) 5,16

Escalier C(2) 4,61

Escalier E(1) 6,47

Escalier E(2) 5,77

Temps maximum

d'évacuation du complexe 8,17

_________________________________________________________________________________________________________________

265/310

Modélisation de l’évacuation

La deuxième approche consiste à modéliser l’évacuation avec EVAC. Le choix des sorties par les

occupants est déterminé numériquement par le code en optimisant les temps d’évacuation. Seul le

choix des sorties des salles est imposé par l’utilisateur, car il n’est pas possible avec EVAC qu’une

même portion d’escalier soit utilisée à la fois en montant et en descendant. Le problème étant que

dans chaque salle de cinéma certaines personnes descendent les escaliers et d’autres les montent. Il

faut donc imposer quelle proportion de gens utiliseront dans chaque salle la sortie basse (ce qui dans

EVAC revient à imposer quelle proportion des escaliers servira à descendre) et quelle proportion les

sorties hautes.

Deux cas ont donc été testés :

- les personnes se répartissent équitablement entre la sortie basse et les sorties hautes

(« Evacuation 50-50 ») ;

- les personnes repartent majoritairement par là où elles sont arrivées, soit 80 % des

personnes repartent par les sorties hautes (« Evacuation 80-20 »).

Les résultats obtenus en termes de temps d’évacuation en fonction de la sortie utilisée sont

présentés pour chacun des 2 cas et comparés aux résultats de la première méthode (cf. § 4.3.1) dans

le tableau 3.

De nombreuses différences sont constatées avec EVAC :

- le temps de sortie des escaliers 10 à 13 est plus rapide, encore plus lorsque seulement 20 %

des personnes utilisent les sorties basses ;

- personne n’utilise la rampe centrale ;

- le temps d’évacuation est beaucoup plus rapide au niveau des escaliers NO(1) et NO(2), car

moins de personnes utilisent les coursives extérieures ;

- à l’inverse, beaucoup plus de personnes empruntent l’escalier C(2).

_________________________________________________________________________________________________________________

266/310

Sortie utilisée Méthode simplifiée

Simulation « Evacuation 50-50 »

Simulation « Evacuation 80-20 »

Escalier 10 2,29 1,25 0,75

Escalier 11 2,29 1,3 0,75

Escalier 12 2,16 1,8 1,1

Escalier 13 1,87 1,6 1

Rampe centrale 1,74 - -

Escalier SO(2) 3,41 3,8 6

Sas près de la salle 13 2,26 1,75 2,45

Escalier SO(1) 5,98 7,1 9,4

Escalier NO(1) 8,17 4,2 4,55

Escalier NO(2) 7,63 3,4 2,7

Escalier C(1) 5,16 5,9 5,4

Escalier C(2) 4,61 9 7,4

Escalier E(1) 6,47 6,2 6,3

Escalier E(2) 5,77 5,3 5,4

Temps maximum d'évacuation du

complexe 8,17 9 9,4

Tableau 3 : Comparaison des temps d’évacuation pour chaque sortie en fonction de la méthode utilisée (en minutes)

Finalement, malgré ces différences le temps d’évacuation global du complexe est assez proche, entre

8 et 9 minutes. La différence majeure entre les 2 approches vient du fait que dans EVAC les

personnes ne se répartissent pas de manière équivalente en fonction des issues, et donc le temps

d’évacuation est légèrement plus long. Cependant, si l’on se réfère aux exercices d’évacuation, on

constate que les occupants ont tendance à prendre tous la même sortie plutôt que de se répartir

entre les différentes issues.

Pour la suite, on considère une évacuation des salles du type 50-50, ce qui a été observé lors du

premier exercice d’évacuation.

3.2.4 Simulations des scénarios d’incendie

Le cas du scénario Local sous-stockage est d’abord présenté de manière détaillée, car c’est le

scénario le plus pénalisant pour la sécurité des personnes. L’ensemble des résultats est donné au

§ 3.1.5.

Résultats détaillés du scénario Local sous-stockage

a. Déroulement de l’évacuation

Les images suivantes (Figure 88) issues des simulations permettent de caractériser les différentes

étapes de l’évacuation dans le cas d’un feu interne au local sous-stockage. L’instant t0 correspond au

_________________________________________________________________________________________________________________

267/310

moment où la porte vers la zone d’exploitation s’ouvre, soit en réalité 3 minutes après le départ de

l’incendie dans le local. On voit que les fumées commencent à se propager au bout de 30 secondes

principalement dans le hall d’accueil situé au même niveau que le local, ainsi que dans la zone

centrale où se situent les escalators montants (escaliers en noir sur les images).

L’évacuation débute à t0 + 1 minute. Les personnes empruntant les sorties hautes de chacune des

salles évacuent toutes par les côtés du cinéma, la zone centrale n’étant pas utilisée à cause de la

fumée (t0 + 1 minute 30 s). De l’autre côté du complexe cinématographique, on peut constater

qu’après 2 minutes les escaliers centraux E1 et E2, empruntés par les personnes sortant par les

sorties basses des salles 21, 22, 31 et 32 sont fortement encombrés.

Au bout de 3 minutes, la majorité des salles sont vides, exceptées les salles 22, 23 et 33

respectivement à cause des bouchons qui se forment au niveau des escaliers C(1), E(2) et E(1).

En ce qui concerne les trois passerelles extérieures, seule la passerelle du niveau 40.42 est

réellement utilisée, celle du niveau 48.90 n’étant pas utilisée et celle du niveau 58.50 seulement par

une dizaine de personnes qui ont choisies de traverser la zone de fumée dense. Cela peut s’expliquer

par le fait que la sortie qu’ils avaient choisie (haut de l’escalier E(1)) devenant trop enfumée, elle

n’est plus prioritaire et ils se dirigent vers alors vers la passerelle car elle les emmène vers un escalier

moins encombré.

Au bout de 5 minutes, les salles sont toutes vides, et une minute plus tard on constate que seuls les

escaliers E(1) et E(2) sont encore utilisés. L’évacuation se termine à t0 + 9 minutes. Le temps

d’évacuation est donc de 8 minutes, ce qui est inférieure au temps précédemment obtenu sans

incendie (cf. § 3.2.3). La différence vient du fait que les escaliers C(1) et C(2) sont beaucoup moins

utilisés.

t0 + 30 s

_________________________________________________________________________________________________________________

268/310

t0 + 1 min 30 s

t0 + 2 min

t0 + 3 min

_________________________________________________________________________________________________________________

269/310

t0 + 3 min 30 s

t0 + 4 min 30 s

t0 + 5 min

_________________________________________________________________________________________________________________

270/310

t0 + 6 min t0 + 8 min

Figure 88 : Visualisation de l’évacuation et des fumées

Le Tableau 4 indique la répartition des personnes en fonction des sorties. On voit que les sorties E(1)

et E(2) sont celles qui sont le plus utilisées, et que 40 % des personnes sortant du côté Est du cinéma

(les personnes utilisant l’escalier C(1) prennent ensuite une passerelle qui les emmène du côté de

l’entrée du cinéma).

Sortie utilisée Nombres de personnes

%

Escalier 10 98 3,5

Escalier 11 98 3,5

Escalier 12 110 4

Escalier 13 110 4

Sas près de la salle 13 254 9

Escalier SO 565 20

Escalier NO(1) 98 3,5

Escalier NO(2) 104 3,5

Escalier C(1) 242 8,5

Escalier C(2) 270 9,5

Escalier E(1) 477 16

Escalier E(2) 440 15

Tableau 4 : Répartition des personnes pour chaque sortie

_________________________________________________________________________________________________________________

271/310

b. Evaluation des critères de performance

Sur la Figure 89 sont données les différentes évolutions des critères utilisés pour évaluer la sécurité

des personnes. Concernant la température et le flux incident, les critères sont respectés pendant

toute l’évacuation, excepté près de la porte d’accès à l’escalier central externe C (1), au niveau 42.50.

Cela s’explique logiquement par le fait que le couloir menant au local sous-stockage se trouve à

proximité.

Le critère de hauteur libre (ici 1,8 m) n’est pas respecté aux positions des 5 capteurs suivants :

- au niveau 42.50, près de la porte d’accès à l’escalier C(1) ;


- au niveau 48.90, au niveau du foyer ;


- au niveau 55.30, près de la porte d’accès à l’escalier C(1).

Cependant ce sont des zones qui ne sont pas utilisées pendant l’évacuation.

Figure 89 : Evolution des différents critères de performance dans le cinéma

pour le scénario Local sous-stockage

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

0 2 4 6 8 10

t (min)

Flu

x in

cid

en

t (k

W/m

²)

0

50

100

150

200

250

0 2 4 6 8 10

t (min)

Tem

péra

ture

(°C

)

0

1

2

3

4

5

6

7

0 2 4 6 8 10

t (min)

Hau

teu

r lib

re (

m))

0

5

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10

t (min)

Dis

tan

ce d

e v

isib

ilit

é (

m)

_________________________________________________________________________________________________________________

272/310

Pour le critère de visibilité à 10 m, on peut voir que celui-ci n’est pas respecté pendant l’évacuation

en de nombreux endroits des niveaux 48.90 et 58.50. Le niveau 36.10 n’est pas concerné car les

fumées ne s’y propagent pas.

Le Tableau 5 indique à chaque position de capteur l’instant où le critère de 10 m est atteint. On voit

que très rapidement la zone centrale du cinéma n’assure plus une distance de visibilité supérieure à

10 m. La baisse de visibilité concerne également les sorties SO (2,75 min après ouverture de la porte

menant vers le local sous-stockage au niveau 48.90) et E(1) (vers 3 min).

Point de mesure Temps pour lequel le critère

de 10 m est atteint (min)

Porte d’accès à l’escalier C, niveau 42.50 Quelques secondes

Porte d’accès à l’escalier C, niveau 45.50 0,25

Foyer niveau 48.90 0,3



Foyer niveau 58.50 1,25

Couloir sortie haute salle 31 1,5






Sortie SO, niveau 58.50 2,75

Sortie E(1), niveau 58.50 3

Tableau 5 : Instants où le critère de 10 m est atteint

Synthèse des résultats pour l’évacuation du cinéma

Le Tableau 6 récapitule le temps d’évacuation du complexe pour chaque scénario, ainsi que la

répartition des personnes en fonction des issues.

On constate quelques différences selon les scénarios :

- Pour le scénario en grande salle, comme le feu démarre au niveau 58.50 les fumées ne se

propagent pas aux niveaux inférieurs, et les personnes peuvent évacuer par la partie centrale

du cinéma. Ainsi on comptabilise environ une centaine de personnes en plus au niveau de

l’escalier C(2) au détriment principalement de l’escalier SO.

- Pour le scénario en petite salle, 16 personnes utilisent l’escalier SO au lieu de l’escalier E(2).

Ce sont des personnes sortant des salles 22 et 23, proches de la sortie E(2), qui ont estimé

que le temps d’attente était moins long au niveau de la sortie opposée menant à l’escalier

SO, la présence de fumée étant très faible sur leur parcours (ce qui n’est pas le cas des autres

scénarios Local sous-stockage, Cabines et Bureaux, où les fumées envahissent très vite la

partie centrale du cinéma).

_________________________________________________________________________________________________________________

273/310

- On ne constate quasiment aucune différence entre les scénarios Local sous-stockage, Cabines

et Bureaux car dans chaque cas les fumées sortent vers la partie centrale du complexe et

progressent vers le niveau 58.50 par effet cheminée.

- Les temps d’évacuation sont plus courts pour les scénarios dans les salles, d’une part car la

salle concernée est évacuée immédiatement dès le début de l’incendie (pour déterminer le

temps d’évacuation on prend comme temps initial le moment où l’alerte est donnée dans les

autres salles), d’autre part car la répartition des personnes pour chaque issue est plus

efficace comme on vient de le voir précédemment.

Sortie utilisée

Scénarios d’incendie

Local sous-stockage

Cabines Bureaux Petite salle

Grande salle

Escalier 10 98 98 98 98 98

Escalier 11 98 98 98 98 98

Escalier 12 110 110 110 110 110

Escalier 13 110 110 110 110 110

Sas près de la salle 13 254 254 254 254 254

Escalier SO 565 564 564 580 470

Escalier NO(1) 98 98 98 98 98

Escalier NO(2) 104 98 98 98 98

Escalier C(1) 242 245 243 243 257

Escalier C(2) 270 267 269 269 359

Escalier E(1) 477 484 484 484 484

Escalier E(2) 440 440 440 424 430

Temps d’évacuation du complexe (min)

8,4 8,4 8,4 7,5 7,15

Tableau 6 : Répartition des personnes pour chaque scénario et temps d’évacuation global

3.3 Incertitudes et sensibilité

Il est indiqué au chapitre 8.1.3 de la méthodologie générale (référence XiV), que pour les études

menées selon une approche déterministe, le niveau d’incertitude associé à chaque étape de

l’évaluation doit être quantifié de manière indépendante et les résultats combinés entre eux pour

estimer le niveau général d’incertitude. Ce niveau d’incertitude doit bien sûr être pris en compte pour

la vérification de l’atteinte des objectifs.

Or, il apparaît que cette étape est difficilement réalisable compte tenu de la difficulté à quantifier les

incertitudes pour chaque étape. Cela questionne le fondement de cette approche et la détermination

des coefficients de sécurité pour l’évaluation de chaque critère de performance

_________________________________________________________________________________________________________________

274/310

Les incertitudes qui auraient dues être évaluées concernent :

- le choix des scénarios (quid de l’évaluation de la probabilité de fonctionnement/défaillance

des installations techniques) et plus précisément la probabilité d’occurrence des différents

scénarios (pas de statistique disponible pertinente, que ce soit pour les cinémas globalement

ou pour les locaux-types) ;

- les temps d’évacuation : les résultats obtenus lors des exercices d’évacuation correspondent

à des conditions « idéales » d’évacuation, à savoir que les personnes présentes étaient

averties des exercices et que ces derniers se sont déroulés sans présence de feu et sans

présence de public particulier (personnes à mobilité réduite, personnes âgées, enfants…) ;

- les données d’entrées sur les modèles numériques utilisés de type FDS.

Pour ce qui est de ce dernier point, il est ressorti une difficulté particulière pour adjoindre aux

résultats numériques une incertitude. Celle-ci peut être liée au modèle (incertitude intrinsèque), au

maillage utilisé dans les simulations, à la qualité des données d’entrée (incertitude sur les courbes de

débit calorifique par exemple) mais également à la formation de l’utilisateur.

Le groupe de travail a conclu qu’il n’était pas possible d’inclure de manière clairement quantifiée des

marges de sécurité dans les analyses menées. Cependant à chaque étape, des évaluations enveloppe

sont parfois conduites (par exemple courbe de débit calorifique majorée en début de feu). Ceci

questionne les approches déterministes et la manière dont peuvent être interprétées les atteintes

des critères de vulnérabilité (notamment dans le cas précis où les durées d’évacuation sont données

pour un panel de personne particulier).

3.4 Vérification de l’atteinte des critères de performances

Etant donné les difficultés évoquées au chapitre précédent (3.3) pour l’établissement de coefficients

de sécurité, les critères de performances ont été évalués sans marge de sécurité.

3.4.1 Scénarios Bureaux, Cabines et Grande salle

Les cas Bureaux et Cabines ne sont pas traités car les conséquences en termes de propagation de

fumée sont identiques au scénario Local sous-stockage, en moins pénalisant (cf. § 3.2.4). Le scénario

Grande salle non plus car l’incendie n’a pas été conséquent du fait qu’il n’y a pas eu propagation du

feu de siège en siège (cf. § 2.4.3).

3.4.2 Scénario en Petite salle

Sur le tableau ci-après sont donnés les instants pour lesquels les critères de performance sont

dépassés pour le scénario en petite salle.

_________________________________________________________________________________________________________________

275/310

Point de mesure Flux > 2.5

kW/m²

T > 60 °C

Hauteur libre < 1.8 m

Visibilité < 10 m

Couloir sortie haute salle 10 9 5.7 3.5 2.7

Couloir sortie haute salle 11 10.75 7.7 3.1 4.75

Sortie NO, niveau 36.10 10.9 8.5 4.35 5.3

Couloir sortie haute salle 12 - 8.5 4.1 5

Foyer niveau 36.10 - 9.2 - 6.2

Couloir sortie haute salle 13 - - - 7.6

Foyer niveau 48.90 - - 7.9 7.6

Porte d’accès à l’escalier C, niveau 45.50 - - 11.9 8.15


Porte d’accès à l’escalier C, niveau 52.10 - - - 8.15



Foyer niveau 58.50 - - - 8.8


Couloir sortie haute salle 31 et 32 - - 10.5 9.2

Couloir sortie haute salle 33 - - 10.6 9.5

Sortie E(1), niveau 58.50 - - - 10

Sortie NO, niveau 58.50 - - 12.8 10

Couloir sortie haute salle 30 - - - 10

Sortie NO, niveau 48.90 - - 12.7 10.5

Sortie E(2), niveau 48.90 - - 11.7 11





Tableau 7 : Temps (en minutes) pour lesquels les critères de performances sont atteints

Pour rappel, le temps entre le moment où le feu démarre et la fin de l’évacuation est d’environ 13.4

minutes (l’alerte étant donnée au bout de 5 minutes). On peut voir que les conditions sont

rapidement défavorables pendant le déroulement de l’évacuation. Cependant, au moment où les

critères sont atteints, on constate que les personnes ont soit dépassé l’emplacement concerné, soit

sont en train de faire la queue au niveau des sorties.

La seule exception concerne les personnes sortant des salles 11 et 12, qui se retrouvent dans une

situation très défavorable (critère de hauteur libre atteint à 4 min, et de visibilité atteint à 5 min,

alors que l’alerte est donnée au bout de 5 min).

3.4.3 Solutions alternatives

Des variantes ont été simulées dans le cas d’un départ de feu au niveau du local sous-stockage, pour

rechercher si une évacuation séquencée du cinéma pourrait permettre d’atteindre le même niveau

de sécurité, voire de l’améliorer.

_________________________________________________________________________________________________________________

276/310

Ces scénarios complémentaires sont les suivantes :

- variante 1 : l’alerte est d’abord donnée pour les salles 10 à 13, puis pour les salles 20 à 23 une

minute plus tard et enfin dans les salles 30 à 33 encore une minute après ;

- variante 2 : l’évacuation se fait dans le sens inverse, à savoir que l’alerte est d’abord donnée

pour les salles 30 à 33, puis les salles 20 à 23 au bout d’un minute et les salles 10 à 13 au bout

de deux minutes ;

- variante 3 : les salles 10 à 13 et 30 à 33 sont évacuées dès l’alerte, et les salles 20 à 23 au

bout de deux minutes.

La figure 91 indique l’évolution du nombre de personnes présentes dans le cinéma pour chaque

stratégie d’évacuation.

Figure 90 : Evolution du nombre de personnes présentes dans le cinéma pour chaque stratégie d’évacuation

Il apparaît que finalement l’évacuation complète et simultanée reste la méthode qui présente le

meilleur niveau de sécurité pour les personnes : au bout de 4 minutes, on voit par exemple qu’au

moins 400 personnes de plus ont évacué dans le cas de l’évacuation simultanée par rapport aux

variantes.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

t (min)

Nb

re p

ers

on

nes

Evacuation simultanée

Variante 1

Variante 2

Variante 3

_________________________________________________________________________________________________________________

277/310

4 Conclusions

Cette tâche avait pour but principal d’appliquer la méthodologie élaborée dans le groupe 1 à un

complexe cinématographique.

Il est utile de rappeler qu’un groupe de travail, incluant l’exploitant, a été formé pour définir les

objectifs de sécurité. La préoccupation essentielle de l’exploitant concerne la sauvegarde des

personnes présentes dans le complexe. Il a donc été choisi de décliner la méthodologie pour le seul

objectif de sécurité relatif à la protection de la santé et de la vie des occupants. La méthodologie n’a

donc pas été appliquée de manière complète pour l’ensemble du complexe cinématographique.

Par ailleurs, parmi les différentes exigences fonctionnelles, le groupe de travail a décidé de travailler

sur celles liées aux conditions de tenabilité. La stabilité de la structure n’a donc pas été traitée (la

durée et les moyens humains mis en jeu pour le traitement de cette phase n’étaient pas compatibles

avec le projet).

Vis-à-vis de l’objectif de l’étude, il s’agissait notamment de vérifier si la logique d’évacuation actuelle

du complexe cinématographique UGC était celle qui permettait d’avoir le meilleur niveau de sécurité

pour les personnes présentes dans les locaux, suivant le déroulement et la localisation de l’incendie.

Pour l’étude, 5 scénarios ont été sélectionnés et simulés avec FDS pour la partie développement du

feu et EVAC pour la modélisation de l’évacuation des personnes. Compte tenu de la taille du domaine

à simuler, chaque scénario a fait l’objet d’une étude préliminaire « locale » (domaine de simulation

se limitant au local en feu) afin de modéliser finement le déroulement de l’incendie.

Les paramètres utilisés dans EVAC concernant les vitesses de déplacement des personnes ont fait

l’objet d’un calage préalable grâce aux exercices d’évacuation réalisés dans le cadre du GT3.

Au vu des résultats obtenus, il apparaît que :

- l’évacuation complète et simultanée de l’ensemble des occupants du cinéma en cas

d’incendie permet d’obtenir le meilleur niveau de sécurité pour les personnes ;

- les conditions de tenabilité (comme définies dans la méthodologie) dans les voies

d’évacuation ne sont pas nécessairement satisfaites jusqu’à ce que tous les occupants aient

évacués ;

- les personnes ne sont pas soumises à des conditions thermiques défavorables lors de leur

évacuation ;

- les personnes peuvent être confrontées à une visibilité réduite (< à 10 m) lors de leur

évacuation.

Finalement, l’utilisation du couplage entre la simulation du développement du feu et celle du

mouvement des personnes s’avère indispensable pour évaluer correctement le niveau de sécurité

d’un bâtiment vis-à-vis des personnes. Cette étude confirme également l’intérêt d’une méthodologie

basée sur des critères de performance à atteindre.

_________________________________________________________________________________________________________________

278/310

Concernant l’évaluation de l’applicabilité de la méthodologie à proprement parlé, la remarque

essentielle porte sur la définition des coefficients de sécurité dans le cadre d’une approche

déterministe. En effet les incertitudes sont difficilement quantifiables et ne peuvent donc être

traduites en marges de sécurité. Le groupe de travail a également noté la difficulté de réaliser une

analyse de risque mettant en jeu l’évaluation des couples probabilité/gravité pour chaque scénario.

L’indisponibilité de données statistiques propres au domaine étudié est le principal biais.

_________________________________________________________________________________________________________________

279/310

Annexe 1 : Analyse préliminaire des risques

L’analyse a été réalisée par un examen niveau par niveau des plans des locaux (paragraphe 1).

Les évènements redoutés identifiés sont regroupés en tableau de synthèse au paragraphe 2, puis les

bases des scénarios de développement de feu présentés au paragraphe 3.

Les choix effectués dans l’analyse sont validés par une visite de site.

Analyse par niveaux

Niveau 32.56

Ce niveau (environ 2m en sous sol) comporte :

- Les parties basses des « petites » salles 10 et 11 avec une sortie directe, indépendante vers

l’extérieur du complexe. Il s’agit de la sortie préférentielle des salles.

- Les parties basses des « grandes » salles 12 et 13 avec une sortie directe, indépendante vers

l’extérieur du complexe. Il s’agit de la sortie préférentielle des salles.

- Une zone séparée par parois CF des salles et sorties de celles-ci, avec accès unique par

escalier interne, interdite aux clients et comportant un local onduleur, un local TGBT, un local

transformateur, un local correspondant à l’accès chauffage urbain.

Il est retenu des développements de feu en salles, une petite et une grande.

Compte tenu des objectifs de sécurité, il est exclu dans une premier de traiter des développements

de feu dans les locaux techniques du fait de leur isolement du reste du niveau par cloisons pleines.

L’accès à cette zone réservée personnel est par escalier unique, situé en zone centrale. Cette position

pourra être revue par la suite si besoin.

Evènement Redouté

Feu en salle 10 ou 11 Feu en salle 12 ou 13

Causes envisagées

1. chute d’un néon 2. allumage intentionnel d’un fauteuil

Mesures de Prévention

Non examinées

Phénomènes accidentels

Développement feu et effluents dans salle Propagation effluents par accès haut ou bas salle Propagation effluents par gaines techniques

Mesures de réduction

Départ en feu détecté par spectateurs Détecteurs incendie Intervention

Idem + Extraction automatique

observations Il peut être envisagé un départ en feu salle vide (délai avant détection) ou pleine (avec point de départ « condamnant » une issue ?)

Position soufflage climatisation maintenue (10 ou 11)? Extraction fonctionnant ou pas (12 ou 13) ?

_________________________________________________________________________________________________________________

280/310

Niveau 36.10

Ce niveau comporte :

- Les parties hautes des « petites » salles 10 et 11 avec une entrée par couloir d’accès commun

aux 4 salles.

- Les parties hautes des « grandes » salles 12 et 13 avec une entrée par couloir d’accès

commun aux 4 salles.

- Le couloir d’accès aux salles

- Un escalier d’accès à un palier intermédiaire (de 35.30 à 34.90) permettant d’accéder soit aux

sorties externes du complexe, soit aux locaux techniques en sous sol.

- Un second escalier permettant d’accéder à l’étage de l’étage supérieur du complexe.

- Un ascenseur pour personnes handicapées.

- Un accès à escalier de secours externe côté centre commercial


Evènement Redouté


observations Mêmes salles qu’au niveau précédent

Niveau 39.30


- Les cabines des salles 10 et 11 comportant un sas d’accès unique et une vitre de projection

par salle.

- Les cabines des salles 12 et 13 comportant un sas d’accès unique, une vitre de projection par

salle, un local fermé comportant le compresseur coca-cola, un local technique fermé.

- Un espace de réception avec petit local de stockage réception fermé et un escalier particulier

d’accès vers le hall (avec porte).

- Un escalier central montant

- Un escalier central descendant.


- Deux locaux indépendant associé chacun à une des cabines 10 et 11.

- Des locaux sanitaires.

- Un accès à escalier de secours externe côté centre commercial

Il est retenu des développements de feu en cabines (voir chapitre 4).

Il est exclu dans une premier de traiter des développements de feu dans les locaux associés aux

cabines 10 et 11 et l’espace de réception (avec stockage). Cette position pourra être revue par la suite

si besoin (zone non examinée en détail en réunion).

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281/310

Evènement Redouté

Feu cabine salles 10 et 11 Feu cabine salles 12 et 13

Causes envisagées

Incident sur projecteur, incident électrique …


Non examinées


Développement feu et effluents dans le local Propagation effluents par la porte d’accès et/ou la vitre de projection Propagation effluents par gaines techniques


Départ en feu détecté par personnel si présent (présence partielle) Détecteurs incendie Arrêt projection ? Intervention

observations Porte d’accès de position différente par rapport aux autres cabines

Niveau 40.42


- L’entrée du complexe avec escalier d’accès au hall et ascenseur pour personnes handicapées.

- Une passerelle externe au complexe.

Il n’est pas retenu de développement de feu à ce niveau.

Niveau 42.50


- Le hall d’accueil avec : la zone des caisses, une zone self service confiserie, une zone café et

toast, des tables et chaises, un petit local comportant une réserve « tampon » ( ?) et le point

de passage contrôle d’entrée.

- La zone centrale d’accès aux niveaux supérieurs et inférieurs des salles de cinéma.


- Une entrée avec porte pour les personnes issues des salles de projection et souhaitant

retourner dans le hall principal.

- Une zone réservée au personnel avec porte d’accès comportant : un local poubelle, une salle

de repos, deux vestiaires, des sanitaires, un local ménage, un local stockage général, deux

locaux épicerie, un local sous-stockage ciné-café, un local plonge, un local pour préparation

toasts, d’une chambre froide, d’un local technique avec sas d’accès concernant les salles 10

et 11 et comportant un petit local pour les compresseurs de la chambre froide. Cet ensemble

de locaux dispose d’une porte d’accès principale proche de la zone centrale du complexe,

d’une issue vers l’extérieur du complexe pour les approvisionnements, d’un accès secondaire

proche de la zone sanitaires.

- Une zone de sanitaires.

- Un local SSI avec deux locaux voisins dédiés (nodal et éclairage de sécurité).

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282/310

- Un accès à l’escalier de secours externe côté centre commercial.

- Un accès à l’espace de réception.

- Un accès à l’escalier de secours situé près du TOASTISSIMO.

- La zone d’escalators centraux montants.

Dans la zone hall, il est retenu des développements de feu dans la zone confiserie self service et

notamment le « local » immédiatement voisin.

Dans la zone réservée personnel il est retenu des développements de feu dans le local sous-stockage

ciné-café.

Il n’est pas retenu d’autres développements de feu à ce niveau. Cette position pourra être revue par

la suite si besoin.

Evènement Redouté

Feu zone confiserie self Feu local sous-stockage ciné-café

Causes envisagées

Court-circuit électrique …


Non examinées


Développement feu et effluents dans le local Propagation effluents par ouverture de la porte d’accès


Détection dans local ?

observations Il est envisagé un développement significatif du feu avant ouverture porte

Niveau 45.70


- Les parties basses des « petites » salles 20 et 21 avec une sortie externe pour la salle 20, une

sortie dans le bloc central pour la salle 21.

- Les parties basses des « grandes » salles 22 et 23 avec une sortie externe pour la salle 23, une


- La zone d’escaliers centraux montants avec une porte d’accès à la zone.

- La zone d’escalators centraux montants, un ascenseur pour personnes handicapées.

- Une zone de bureaux comportant : une salle de réunion, un bureau directeur, un bureau

directeur adjoint et assistante, un local archives, un local compte avec accès au local coffre,

des sanitaires, un local confiserie, un poste secrétaire (sans porte) avec accès au local tenues,

des placards en façade proche de l’entrée à la zone. Cet ensemble de locaux dispose d’une

porte d’accès principale donnant dans la zone centrale avec un escalier d’accès privatif dédié,

une porte d’accès à l’escalier de secours externe côté centre commercial.


Il est retenu un développement du feu dans la zone poste secrétaire, proche de la porte d’accès.

Il n’est pas retenu d’autres développements de feu à ce niveau. Cette position pourra être revue par

la suite si besoin.

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283/310

Evènement Redouté

Feu en salle 20 ou 21 Feu en salle 22 ou 23 Feu au poste secrétaire

observations Même géométrie de salles que les salles 10 et 11 mais impact hors salle pouvant

être différent

Même géométrie de salles que les salles 12 et 13 mais impact hors salle pouvant

être différent

Même type de conditions initiales que pour les cas du

niveau 42.50 (ouverture porte différée)

Niveau 48.90



aux 4 salles.




- Un accès à l’escalier externe de secours côté centre commercial.

- Un accès à l’escalier externe de secours côté immeuble « CPAM ».

- Un ascenseur pour personnes handicapées intérieur.

- Un accès à la passerelle extérieure donnant vers l’escalier et l’ascenseur pour personnes

handicapées côté immeuble « le Pascal ».

- La sortie est par l’escalier interne dans la zone centrale.


Il n’est pas retenu d’autres développements de feu à ce niveau.

Evènement Redouté



Niveau 52.10


- Les cabines des salles 20 et 21 comportant une porte d’accès, une vitre de projection par

salle, un sas d’accès vers l’issue de secours côté centre commercial.

- Les cabines des salles 22 et 23 comportant une porte d’accès, le bureau du régisseur des

cabines, une vitre de projection par salle, un sas d’accès à la façade vitrée externe.

- Un escalier central montant.

- Un escalier central descendant.


- Un accès à escalier de secours externe côté centre commercial.



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284/310

Evènement Redouté


observations Même type de cabine qu’au niveau inférieur (sauf position de la porte d’accès pour la cabine des salles 20 et 21).

Impact hors cabine pouvant être différent notamment pour l’évacuation

Niveau 55.30


- Les parties basses des « petites » salles 30 et 31 avec une sortie externe pour la salle 30, une


- Les parties basses des « grandes » salles 32 et 33 avec une sortie externe pour la salle 33, une


- La zone d’escaliers centraux montants avec une porte d’accès à la zone.



- Une zone de sanitaires.

- Un accès aux locaux techniques de climatisation (deux locaux de part et d’autre de la zone

centrale).


Il n’est pas retenu d’autres développements de feu à ce niveau (y compris au niveau des locaux

techniques). Cette position pourra être revue par la suite si besoin.

Evènement Redouté


observations Même géométrie de salles que les salles 10 et 11 mais impact hors

salle pouvant être différent

Même géométrie de salles que les salles 12 et 13 mais impact hors salle

pouvant être différent

Niveau 58.50



aux 4 salles.



- Un accès à escalier externe de secours côté centre commercial.

- Un accès à escalier externe de secours côté immeuble « CPAM ».

- Un ascenseur pour personnes handicapées intérieur.

- Un accès à la passerelle extérieure donnant vers l’escalier et l’ascenseur pour personnes

handicapées côté immeuble « le Pascal ».

- La sortie est par l’escalier interne dans la zone centrale.


Il est retenu des développements de feu en salles, une petite et une grande (voir chapitre 4).

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285/310


Evènement Redouté



Niveau 61.70


- Les cabines des salles 30 et 31 comportant une porte d’accès, une vitre de projection par

salle, un sas d’accès vers l’issue de secours côté centre commercial.

- Les cabines des salles 32 et 33 comportant une porte d’accès, le bureau du régisseur des

cabines, une vitre de projection par salle, un sas d’accès à la façade vitrée externe.

- Un escalier central descendant limité au personnel.



Evènement Redouté


observations Même type de cabine qu’au niveau précédent mais impact hors cabine pouvant être différent notamment pour l’évacuation

Toiture


- Un exutoire en zone centrale.

Il n’est pas retenu de développement de feu à ce niveau.

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286/310

Annexe 2 : Tableau de synthèse

Niveau Evènement redouté Commentaire Repère

Niveau 32.56 Feu en salle 10 ou 11 Les paramètres des scénarios sont précisés au chapitre 3.

[01]

Feu en salle 12 ou 13 Salles plus grandes que les précédentes, même type de paramètres de scénarios

[02]

Niveau 36.10 Feu en salle 10 ou 11 Mêmes salles Idem [01]

Feu en salle 12 ou 13 Mêmes salles Idem [02]

Niveau 39.30 Feu cabine salles 10 et 11 Seules cabines disposant d’un accès orienté différemment

Idem [03]

Feu cabine salles 12 et 13 Cabines plus grandes que les cabines 10 et 11, géométrie similaire

[03]

Niveau 40.42 Aucun cas retenu -

Niveau 42.50 Feu local sous-stockage ciné-café

Les paramètres des scénarios sont précisés au chapitre 3.

[04]

Feu zone confiserie self Les paramètres des scénarios sont précisés au chapitre 3.

[05]

Niveau 45.70 Feu en salle 20 ou 21 Salles similaires aux salles 10 et 11

Idem [01]

Feu en salle 22 ou 23 Salles similaires aux salles 12 et 13

Idem [02]

Feu au poste secrétaire Les paramètres des scénarios sont précisés au chapitre 3.

[06]


Idem [01]


Idem [02]

Niveau 52.10 Feu cabine salles 20 ou 21 Cabines proches de celles des salles 10 et 11

Idem [03]

Feu cabine salles 22 ou 23 Cabines proches de celles des salles 12 et 13

Idem [03]


Idem [01]


Idem [02]


Idem [01]


Idem [02]

Niveau 61.70 Feu cabine salles 30 et 31 Cabines proches de celles des salles 10 et 11

Idem [03]

Feu cabine salles 32 et 33 Cabines proches de celles des salles 12 et 13

Idem [03]

Toiture Aucun cas retenu -

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287/310

Les regroupements de scénarios précédents concernent la partie hypothèses initiales et

développement du premier foyer dans le local d’origine.

Les effets hors ce premier local seront analysés différemment suivant les niveaux concernés et les

conditions d’évacuation à ces niveaux.

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288/310

Annexe 3 : Scénarios de développement du feu

Scénarios en petites salles

Evènement Redouté

Feu en petites salles

Repère [01]

Causes envisagées

3. chute d’un néon

4. allumage intentionnel d’un fauteuil

Le cas 2 est retenu, car il permettra aussi de « challenger » l’évacuation de la salle dans les premiers instants d’un départ en feu intense


Non examinées puisqu’il est retenu un allumage intentionnel

Paramètres des scénarios

Conditions initiales :

Départ en feu d’un fauteuil en cours de projection, climatisation en route, portes de sorties initialement ouvertes (incidence supposée négligeable puisque l’évacuation sera rapide)

3 localisations sont envisagées : en bas, en haut, au centre (voir croquis ci-après)

Le débit calorifique du fauteuil sera basé sur des essais

Les produits de combustion seront relevés au cours des essais

Déroulement :

La propagation aux fauteuils sera effectuée par critère de flux thermique ou de température (essais). Se pose aussi le problème de l’écran pour lequel un critère de propagation voir une caractérisation pourrait être utile (essais ?).

L’évacuation de la salle commence immédiatement ce qui implique que le personnel est alerté rapidement.

L’arrêt de la ventilation (soufflage) est effectué à T=5mn (temporisation de l’alarme générale) ou peut ne pas être effectuée (dysfonctionnement ou oubli). Ce temps T=5mn sera aussi celui de début d’évacuation du reste du complexe.

Le cas dysfonctionnement ventilation pourra n’être traité que pour une position de point de départ du feu (comparaison des écoulements de produits de combustion par issues)

_________________________________________________________________________________________________________________

289/310

Les trois localisations de départ de feu retenues permettent d’examiner, dans les premières minutes,

l’incidence sur l’évacuation de la salle.

Ceci permettra d’apprécier différentes répartitions de flux de personnes (porte basse, porte haute,

répartition entre les deux issues).

Pour ce qui concerne la propagation d’effluents au reste du complexe, celle-ci pourra être examinée

pour le cas « enveloppe ».

Par contre il conviendra d’examiner le cas de propagation pour chacun des trois niveaux.

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290/310

Scénarios en grandes salles

Evènement Redouté

Feu en grandes salles

Repère [02]

Causes envisagées

idem petites salles


idem petites salles



Idem petites salles

Une seule localisation pourra être retenue suivant les résultats des autres modélisations.

Déroulement :

Idem petites salles

Le basculement de la ventilation (soufflage extraction) est effectué à T=5mn (temporisation de l’alarme générale) ou peut ne pas être effectuée (dysfonctionnement). Le cas dysfonctionnement pourra n’être traité que pour une position de point de départ du feu (suivant les résultats en petite salle)

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291/310

Scénarios en cabines de projection

Evènement Redouté

Feu en cabines

Repère [03]

Causes envisagées

o incident sur projecteur,

o court-circuit électrique

Pas de choix particulier de source d’allumage.


Non examinées. Il est retenu l’absence de personnel au moment du départ de feu



Départ en feu au centre du local, climatisation en route, personnel absent, porte du local ouverte

Le premier foyer sera un feu de poubelle

Déroulement :

Le vitrage pour projection sera considéré PF ½ h (à vérifier) ce qui implique de ne pas considérer la propagation vers la salle dans ce délai

La détection se produit au bout d’une minute, le déclenchement alarme 5 minutes plus tard (temps de détection révisé éventuellement après première modélisation). Ce temps de 6mn sera aussi celui de début d’évacuation du complexe.

L’arrêt de la ventilation est supposé ne pas s’effectuer (dysfonctionnement ou oubli).

Les cabines sont par groupe de deux salles : il sera retenu une cabine correspondant à deux grandes

salles.

Les portes des cabines sont orientées vers le bloc escalators central, sauf pour les cabines des salles

10 et 11 : il sera retenu une orientation vers le bloc escalator central quelle que soit la cabine.

_________________________________________________________________________________________________________________

292/310

Scénarios en local sous-stockage ciné-café

Evènement Redouté

Feu en cabines

Repère [04]

Causes envisagées

Non examiné. Le local est de 39m2, la charge sera supposée relativement importante en rapport avec le stockage principal.





Départ en feu au centre du local, climatisation en route, personnel absent, porte du local ouverte, les autres portes du couloir sont fermées.

La densité de charge calorifique pourra être retenue sur base de celle donnée dans l’Eurocode NF EN 1991-1-2 / NA, pour ce qui concerne une occupation de type « centre commercial », pour le quantile à 90%, soit une valeur qfk de 840 MJ/m2, sauf informations plus précises.

Déroulement :

La porte double vers la zone d’exploitation s’ouvre (et reste ouverte) au bout de quelques minutes, à préciser suivant évolution du feu, l’objectif est de retenir des conditions initiales de couloir enfumé, éventuellement en supposant une défaillance de détection si présente.

La détection se produit au bout de quelques minutes, à l’arrivée d’un membre du personnel qui cherche à accéder à la zone. Il pourra être ajouté une minute mais pas plus avant début d’évacuation du complexe (proximité du local SSI).

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293/310

Scénarios en zone confiserie

Evènement Redouté

Feu en cabines

Repère [05]

Causes envisagées

Non examiné. Le local est petit et devra être réexaminé si possible lors d’une visite de site. La charge sera supposée identique au cas du local sous-stockage ciné-café.





Départ en feu au centre du local, climatisation en route, personnel absent, portes du local fermées.

La charge calorifique pourra être retenue identique au cas sous-stockage ciné-café (sauf éléments complémentaires)

Déroulement :

La porte côté bloc central s’ouvre (et reste ouverte) au bout de quelques minutes, à préciser suivant évolution du feu, l’objectif est de retenir des conditions initiales de local enfumé, éventuellement en supposant une défaillance de détection si présente.


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294/310

Scénarios en zone bureaux (poste secrétaire)

Evènement Redouté

Feu en cabines

Repère [06]

Causes envisagées

Non examiné.





Départ en feu au poste secrétaire (9,5m2) avec le local tenue voisin porte ouverte (4,6 m2) et la zone placard en face du poste (3,5m2) pouvant participer rapidement au développement du feu.

le personnel est absent, les autres portes sont fermées (celle du couloir, celle donnant en zone confiserie et celle d’accès au bloc central du complexe), sauf celle du local comptes qui est ouverte.

La densité de charge calorifique pourra être retenue sur base de celle donnée dans l’Eurocode NF EN 1991-1-2 / NA, pour ce qui concerne une occupation de type « bureau », pour le quantile à 90%, soit une valeur qfk de 740 MJ/m2. Il pourra aussi être fait appel aux données issues du PNISI (qui seront à privilégier).

Déroulement :

La porte côté bloc central s’ouvre (et reste ouverte) au bout de quelques minutes, à préciser suivant évolution du feu, l’objectif est de retenir des conditions initiales de local enfumé, éventuellement en supposant une défaillance de détection si présente.


_________________________________________________________________________________________________________________

295/310

Annexe 4 : Calcul détaillé des temps d’évacuation

Dans tous les calculs suivants:

la vitesse de déplacement horizontale est 1m/s et la vitesse de descente des escaliers est de 0,4 m/s.

Rampe centrale

Les personnes de la salle 11 ont 28 mètres à parcourir pour rejoindre la porte d'accès à la rampe

centrale et celles de la salle 12 ont 28 mètres à parcourir.

Le détail du calcul de la première personne provenant de la salle 11 arrivant au niveau de la rampe

est indiqué dans le tableau suivant :

Le détail du calcul de la dernière personne provenant de la salle 11 arrivant au niveau de la rampe est

indiqué dans le tableau suivant :

Le détail du calcul de la première personne provenant de la salle 12 arrivant au niveau de la rampe


Le détail du calcul de la dernière personne provenant de la salle12 arrivant au niveau de la rampe est


La première personne ayant évacué la salle 11 arrive au bout de 43 s. La dernière personne s'y trouve

au bout de 1 minute et 58 secondes.

Temps d'évacuation

45 15 28 1 28 43


la salle 11 vers

l'extérieur

Nombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle

Distance

entre la porte

de la salle et

celle de la

rampe

vitesse de

déplacement

Temps de

mouvement

Temps d'évacuation

80 15 32 1 32 47


la salle 12 vers

l'extérieur

Nombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle

Distance

entre la porte

de la salle et

celle de la

rampe

vitesse de

déplacement

Temps de

mouvement

Temps d'évacuation

80 101 32 1 32 133


la salle 12 vers

l'extérieur Nombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle

Distance

entre la porte

de la salle et

celle de la

rampe

vitesse de

déplacement

Temps de

mouvement

_________________________________________________________________________________________________________________

296/310

La première personne de la salle 12 se trouve au niveau de la rampe au bout de 47 secondes. La

dernière personne s'y trouve au bout de 2 minutes et 13 secondes.

Ces résultats font apparaître que les personnes provenant des salles 11 et 12 vont se trouver au

niveau de l'accès de la rampe en même temps, ce qui va créer un effet de bouchon.

Le détail du calcul de l'effet de bouchon se trouve dans le tableau ci-dessous:

La dernière des 125 personnes franchira l'accès de la rampe au bout de 133 secondes.

D'après les tableaux ci-dessus il s'avère qu'il n'y aura pas d'effet de bouchon.

Évacuation par l'escalier SO(2).

Les personnes de la salle 10 ont 12 mètres à parcourir pour rejoindre la porte d'accès à l'escalier et

celles de la salle 11 ont 15 mètres à parcourir.

Le détail du calcul de la première personne provenant de la salle 10 arrivant au niveau de l'escalier


Le détail du calcul de la dernière personne provenant de la salle 10 arrivant au niveau de l'escalier


125 4 5 120 1,8 40 100

nombre de personnes

dans l'escalier

temps écoulé entre le passage des

premières personnes au niveau de

l'accès de la rampe

nombre de

personnes

passées

dans la

rampe

Nombre de

personnes

restantes

avant l'accès

de la rampe

largeur

dégagement

(m)

débit

(personnes/min/m

de largeur)

Temps de

Franchissement de

l'accès

Temps d'évacuation

44 15 12 1 12 27

De la sortie haute

gauche de la salle 10

vers l'escalier

Nombre de

Personnes par sorties

hautes

Temps de

sortie de la

salle

Distance

entre la porte

de la salle et

celle de

l'escalier

vitesse de

déplacement

Temps de

mouvement

Temps d'évacuation

45 90 12 1 12 102

De la sortie haute

droitede la salle 10

vers l'escalier

Nombre de


hautes

Temps de

sortie de la

salle

Distance

entre la porte

de la salle et

celle de

l'escalier

vitesse de

déplacement

Temps de

mouvement

_________________________________________________________________________________________________________________

297/310

Le détail du calcul de la première personne provenant de la salle 11 arrivant au niveau de l'escalier


Le détail du calcul de la dernière personne provenant de la salle 11 arrivant au niveau de l'escalier


La première personne ayant évacué la salle 10 arrive au niveau de l'accès à l'escalier après 27 s. La

dernière personne s'y trouve après 1 minute et 42 secondes.

La première personne de la salle 11 se trouve au niveau de l'escalier au bout de 30 secondes. La

dernière personne s'y trouve au bout de 1 minute et 17 secondes.

Ces résultats font apparaître que les personnes provenant des salles 10 et 11 vont se trouver au

niveau de l'accès de la rampe en même temps, ce qui va créer un effet de bouchon.

Le détail du calcul de l'effet de bouchon est détaillé dans le tableau ci-dessous:

La dernière des 133 personnes franchira l'accès à l'escalier au bout de 140 secondes.

D'après les tableaux ci-dessus il s'avère que les dernières personnes venant de la salle 11 subiront un

effet de bouchon.

133 3 3 130 1,4 40 140

nombre de personnes

dans l'escalier

temps écoulé entre le passage des

premières personnes au niveau de

l'accès à escalier

nombre de

personnes

passées

dans la

rampe

Nombre de

personnes

restantes

avant l'accès

à l'escalier

largeur

dégagement

(m)

débit

(personnes/min/m

de largeur)

Temps de

Franchissement de

l'accès

Temps d'évacuation

44 15 15 1 15 30


la salle 11 vers

l'escalier

Nombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle

Distance

entre la porte

de la salle et

celle de

l'escalier

vitesse de

déplacement

Temps de

mouvement

Temps d'évacuation

44 62 15 1 15 77


la salle 11 vers

l'escalierNombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle

Distance

entre la porte

de la salle et

celle de

l'escalier

vitesse de

déplacement

Temps de

mouvement

_________________________________________________________________________________________________________________

298/310

Évacuation par l'escalier SO(1).

Les personnes des salles 20 et 30 ont 9 mètres à parcourir pour rejoindre la porte d'accès à l'escalier

et celles de la salle 21 et 31 ont 20 mètres à parcourir.

Le détail du calcul de la première personne provenant de la salle 30 arrivant à l'escalier est indiqué

dans le tableau suivant :

Le détail du calcul de la dernière personne provenant de la salle 31 arrivant au haut de l'escalier est


Un effet de bouchon est possible au niveau de l'accès à cet escalier, le détail du calcul de cet effet se

trouve ci-dessous :

Les deux tableaux précédent font apparaître qu'il y a un effet de bouchon au niveau de l'accès à

l'escalier c'est pourquoi le temps de 167 secondes (143 + 24) sera pris en compte comme temps

d'évacuation de la dernière personne. La configuration du complexe cinématographique étant

identique pour les différents niveaux, cet effet d’encombrement aux abords de l’escalier intéressera

également les personnes issues des salles 20 et 21.

Les personnes provenant des salles 30 et 31 sont susceptibles de rencontrer celles des salles 20 et

21 au niveau 48.90. C'est pourquoi il sera estimé dans un premier temps l'évacuation provenant

des salles 30 et 31 jusqu'au niveau 48.90 afin de vérifier si il y a rencontre ou non des personnes

évacuant le niveau le plus haut (58.50) et le niveau intermédiaire (48.90).

44 15 9 24

De la sortie haute

gauche de la salle 30

jusqu'à l'accès à

l'escalier

Nombre de


hautes

Temps de

sortie de la

salle

Temps de

Mouvement

jusqu'à

l'escalier

Temps

d'évacuation

44 88 20 108


la salle 31 jusqu'à

l'accès à l'escalier

Nombre de


hautes

Temps de

sortie de la

salle

Temps de

Mouvement

jusqu'à

l'escalier

Temps

d'évacuation

133 1,4 40 143

nombre de personnes

dans l'escalier

largeur

dégagement

(m)

débit

(personnes/

min/m de

largeur)

Temps de

Franchissement

de l'accès

_________________________________________________________________________________________________________________

299/310

Le détail du calcul de la première personne provenant des salles 30 et 31 arrivant dans l'escalier au

niveau 48.90 est indiqué dans le tableau suivant :

Le détail du calcul de la dernière personne provenant des salles 30 et 31 arrivant dans l'escalier au

niveau 48.90 est indiqué dans le tableau suivant :

Le détail du calcul de la première personne provenant des salles 21 et 22 arrivant dans l'escalier au

niveau 48. 90 est indiqué dans le tableau suivant :

Le détail du calcul de la dernière personne provenant des salles 21 et 22 arrivant dans l'escalier au

niveau 48. 90 est indiqué dans le tableau suivant :

La première personne ayant évacué les salles 30 et 31 arrive au niveau de l'accès à l'escalier au

bout de 1 minute et 44 secondes. La dernière personne s'y trouve au bout de 4 minutes et 7

secondes.

La première personne des salles 20 et 21 se trouve au niveau de l'escalier au bout de 24 secondes.

La dernière personne s'y trouve au bout de 2 minutes et 43 secondes.

Ces résultats font apparaître que les personnes provenant des salles 30, 31, 20 et 21 vont se

trouver au niveau 48.90 en même temps, ce qui va créer un effet de bouchon.

15 9 80 104


la salle 30 au niveau

48.90

Temps de sortie de la

salle

Temps de

Parcours

pour rejoindre

l'escalier

Temps de

descente de

l'escalier

Temps

d'évacuation

15 9 24


des salles 21 et 22


salle

Temps de

Parcours

pour rejoindre

l'escalier

Temps

d'évacuation

143 20 163

De la sortie haute

des salles 21 et 22

temps de sortie de salle

et d'accès à l'escalier

Temps de

Parcours

pour rejoindre

l'escalier

Temps

d'évacuation

167 80 247


la salle 31 au niveau

48.90

temps de sortie de salle

et d'accès à l'escalier

Temps de

descente de

l'escalier

Temps

d'évacuation

_________________________________________________________________________________________________________________

300/310


La dernière des 226 personnes franchira le 48.90 au bout de 246 secondes.

D'après les tableaux ci-dessus il s'avère qu'il n’aura pas d’effet de bouchon au niveau 48.90.

Évacuation par l'escalier NO(1).

Le détail du calcul de la première personne provenant des salles 31 et 32 arrivant au niveau 45.70 est


Le détail du calcul de la dernière personne provenant des salles 31 et 32 arrivant au niveau 45.70 est


De la sortie haute

des salles 31 et 32

au niveau 48.90

Nombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle

Temps de

mouvement dans

la circulation du

foyer

Temps de

franchissement de

la porte de la

coursive centrale

Temps de

parcours dans

la coursive à

l'air libre

Temps de

descente de

l'escalier

Temps

d'évacuation

147 15 30 258 45 80 428

Le détail du calcul de la première personne provenant de la salle 20 arrivant dans l'escalier est


98 15 10 25

De la sortie

basse de la

salle 20

Nombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle

Distance à

parcourir

Temps

d'évacuation

266 80 96 170 1,8 40 142

nombre de personnes

dans l'escalier

temps écoulé entre le passage les

premières personnes du niveau et de

l'intermédiaire

nombre de

personnes

passées dans

l'escalier

Nombre de

personnes

restantes

dans

l'escalier

largeur

dégagement

(m)

débit

(personnes/min/m

de largeur)

Temps de

Franchissement du

45.70

15 28 45 80 168

De la sortie

haute des

salles 31 et 32

au niveau 45.70

Temps de

sortie de la

salle

Temps de

mouvement

dans la

circulation du

foyer

Temps de

parcours dans

la coursive à

l'air libre

Temps de

descente de

l'escalier

Temps

d'évacuation

_________________________________________________________________________________________________________________

301/310

Le détail du calcul de la dernière personne provenant de la salle 20 arrivant au niveau 45.70 est


Les personnes provenant des salles 31 et 32 sont susceptibles de rencontrer les personnes provenant

de la salle 20 au niveau 48.90.

La première personne de la salle 31 se trouve au niveau 48.90 de l'escalier au bout de 2 minutes et

48 secondes. La dernière personne s'y trouve au bout de 7 minutes et 8 secondes.

La première personne de la salle 20 se trouve dans l'escalier au bout de 25 secondes. La dernière

personne s'y trouve au bout de 2 minutes et 10 secondes.

Ces résultats font apparaître que les personnes provenant du niveau supérieur et celles provenant

du niveau intermédiaire ne se rencontrent pas.

Évacuation par l'escalier NO(2).

Les personnes de la sortie basse de salle 30 ont 12 mètres à parcourir pour rejoindre l'escalier NO(2)

et celles des sorties hautes des salles 21 et 22 ont xx mètres à parcourir pour rejoindre pour

rejoindre l'accès à la passerelle.

Le détail du calcul de la première personne provenant de la salle 30 arrivant au niveau de l'accès à

l'escalier est indiqué dans le tableau suivant :


salle 30 au niveau

48.90

Temps de

sortie de la

salle

Temps de

Parcours

pour

rejoindre

l'escalier

Temps de

descente de

l'escalier

Temps

d'évacuation

15 12 40 67



98 120 10 1 10 130

De la sortie

basse de la

salle 20

Nombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle

Distance à

parcourir

vitesse de

déplacement

Temps de

mouvement Temps

d'évacuation

98 120 12 40 172

De la sortie

haute de la

salle 30 au

niveau 48.90

Nombre de

personnes

Temps de

Parcours pour

rejoindre

l'escalier

Temps de

mouvement

dans la

circulation du

foyer

Temps de

franchissement de

la porte de la

coursive centrale

Temps

d'évacuation

_________________________________________________________________________________________________________________

302/310

Le détail du calcul de la première personne provenant des salles 21 et 22 arrivant dans l'escalier est


Le détail du calcul de la dernière personne provenant des salles 21 et 22 arrivant dans l'escalier est



salle 22

Nombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle et accès

à la coursive

Distance à

parcourir

jusqu'à

l'escalier

Temps

d'évacuation

90 275 45 320

La première personne de la salle 30 se trouve au niveau 48.90 de l'escalier au bout de 1 minute et 7

secondes. La dernière personne s'y trouve au bout de 2 minutes et 52 secondes.

La première personne de la salle 20 se trouve dans l'escalier au bout de 1 minute et 28 secondes.

La dernière personne s'y trouve au bout de 5 minutes et 20 secondes.


du niveau intermédiaire se rencontrent au niveau 48.90. Le détail des calculs de cet effet de

bouchon se trouve en annexe.


D'après les tableaux ci-dessus il s'avère qu'il n'y aura pas d'effet de bouchon.

nombre de

personnes

dans l'escalier

temps écoulé

entre le passage

les premières

personnes du

niveau et de

l'intermédiaire

nombre de

personnes

passées dans

l'escalier

Nombre de

personnes restantes

dans l'escalier

largeur

dégagement

(m)

débit

(personnes/min/m

de largeur)

Temps de

Franchissement du

48.90

225 21 25 200 1,8 40 167

45 15 28 45 88

De la sortie

haute de la

salle 21

Nombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle

Distance à

parcourir

jusqu'à la

porte de la

coursive

Distance à

parcourir jusqu'à

l'escalier

Temps

d'évacuation

_________________________________________________________________________________________________________________

303/310

Évacuation par l'escalier C(1).

Les personnes de la salle 31 ont 11 mètres à parcourir pour rejoindre le haut de l'escalier C(1) et

celles de la salle 22 ont également 11 mètres à parcourir.

Le détail du calcul de la première personne provenant de la salle 31 arrivant au niveau 45.70 est








Les personnes provenant des salles 22 et 31 sont susceptibles de se rencontrer au niveau 48.90.

La première personne de la salle 31 se trouve au niveau 48.90 de l'escalier au bout de 1 minute et


Temps d'évacuation

15 11 60 86

De la sortie

basse de la

salle 31 au

niveau 45.70


salle

Temps de

Parcours pour

rejoindre

l'escalier


l'escalier

98 120 11 60 191

De la sortie

basse de la

salle 31 au

niveau 45.70

Nombre de

personnes

Temps de

Parcours pour

rejoindre

l'escalier

Temps de

mouvement

dans la

circulation du

foyer

Temps de

franchissement de

la porte de la

coursive centrale

Temps

d'évacuation

Temps d'évacuation

108 15 11 26

De la sortie

basse de la

salle 22

Nombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle

Distance à

parcourir

jusqu'à la

porte de la

coursive

Temps d'évacuation

112 135 11 146

De la sortie

basse de la

salle 22

Nombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle

Distance à

parcourir

jusqu'à la

porte de la

coursive

_________________________________________________________________________________________________________________

304/310




du niveau intermédiaire se rencontrent au niveau 48.90.



D'après les tableaux ci-dessus il s'avère que les dernières personnes venant de la salle 30 subiront un

effet de bouchon.

Évacuation par l'escalier C(2).

Les personnes provenant de la sortie basse de la salle 32 ont 11 mètres à parcourir pour rejoindre le

haut de l'escalier C(2) et celles de la salle 21 ont également 11 mètres à parcourir.

Le détail du calcul de la première personne provenant de la salle 32 arrivant au niveau 45.70 est




210 60 72 138 1,8 40 115

nombre de

personnes dans

l'escalier

temps écoulé entre le

passage les premières

personnes du niveau et de

l'intermédiaire

nombre de

personnes

passées dans

l'escalier

Nombre de

personnes

restantes dans

l'escalier

largeur

dégagement

(m)

débit

(personnes/mi

n/m de

largeur)

Temps de

Franchissement du 45.70

15 11 60 86

De la sortie basse

de la salle 32 au

niveau 45.70

Temps de

sortie de la

salle

Temps de

Parcours pour

rejoindre

l'escalier

Temps de

descente de

l'escalier

Temps

d'évacuation

Temps d'évacuation

108 131 11 60 202

De la sortie basse

de la salle 32 au

niveau 45.70

Nombre de

personnes

Temps de

Parcours pour

rejoindre

l'escalier

Temps de

mouvement dans

la circulation du

foyer

Temps de

franchissement de

la porte de la

coursive centrale

_________________________________________________________________________________________________________________

305/310



Les personnes provenant des salles 21 et 32 sont susceptibles de se rencontrer au niveau 45.70.

La première personne de la salle 32 se trouve au niveau 45.70 de l'escalier au bout de 1 minute et








D'après les tableaux ci-dessus il s'avère que les dernières personnes venant de la salle 32 ne subiront

pas d'effet de bouchon.

Évacuation par l'escalier E(1).

Les personnes provenant de la sortie haute de la salle 33 ont 25mètres à parcourir pour rejoindre le

haut de l'escalier E(1) et celles de la sortie basse de la salle 33 ont 7 mètres à parcourir.

Le détail du calcul de la première personne provenant du haut de la salle 33 jusqu'au niveau 55.30


Temps d'évacuation

15 11 14 18 58


la salle 33

Temps de

sortie de la

salle

Temps de

Parcours pour

rejoindre

l'escalier

Temps de

mouvement dans

la coursive

Temps de

descente de

l'escalier

98 120 11 131

De la sortie basse

de la salle 21

Nombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle

Distance à

parcourir jusqu'à

la porte de la

coursive

Temps

d'évacuation

206 60 72 134 1,8 40 112

nombre de

personnes dans

l'escalier




l'intermédiaire

nombre de

personnes

passées dans

l'escalier

Nombre de

personnes

restantes dans

l'escalier

largeur

dégagement

(m)

débit

(personnes/min/m

de largeur)

Temps de

Franchissement du

45.70

_________________________________________________________________________________________________________________

306/310



Le détail du calcul de la première personne provenant de la sortie basse de la salle 33 arrivant dans


Le détail du calcul de la première personne provenant de la sortie basse de la salle 33 arrivant dans


La première personne de la sortie haute la salle 33 se trouve au niveau 55.30 de l'escalier au bout

de 58 secondes. La dernière personne s'y trouve au bout de 4 minutes et 36 secondes.

La première personne de la sortie basse de la salle 33 se trouve dans l'escalier au bout de 22




Le détail du calcul de l'effet de bouchon est détaillé dans le tableau ci-dessous :

La dernière des personnes franchira l’escalier au bout de 283 secondes.

D'après les tableaux ci-dessus il s'avère qu’il y a un effet de bouchon.

De la sortie

haute de la

salle 33

Nombre de

personnes

Temps

de

sortie

de la

salle

Temps pour

rejoindre la

porte de

l'escalier

Temps de

franchissemen

t de l'accès à

l'escalier

Temps de

mouvement dans la

coursive

Temps de descente

escalier

Temps

d'évacuation

204 15 11 219 14 18 276

108 15 7 22

De la sortie basse

de la salle 33

Nombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle

Distance à

parcourir jusqu'à

l'escalier

Temps

d'évacuation

108 131 7 138

De la sortie basse

de la salle 33

Nombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle

Distance à

parcourir jusqu'à

la porte de la

coursive

Temps

d'évacuation

312 36 43 269 1,8 40 225

nombre de

personnes dans

l'escalier




l'intermédiaire

nombre de

personnes

passées dans

l'escalier

Nombre de

personnes

restantes dans

l'escalier

largeur

dégagement

(m)

débit

(personnes/min/m

de largeur)

Temps de

Franchissement du

45.70

_________________________________________________________________________________________________________________

307/310

Évacuation par l'escalier E(2).

Les personnes provenant de la sortie haute de la salle 23 ont 25 mètres à parcourir pour rejoindre le

haut de l'escalier E(2) et celles de la sortie basse de la salle 23 ont 7 mètres à parcourir.

Le détail du calcul de la première personne provenant du haut de la salle 23 jusqu'au niveau 45.70


Le détail du calcul de la dernière personne provenant du haut de la salle 23 jusqu'au niveau 45.70 est


Le détail du calcul de la première personne provenant du bas de la salle 23 jusqu'à l'escalier est


Le détail du calcul de la dernière personne provenant du bas de la salle 23 jusqu'à l'escalier est


La première personne de la sortie haute la salle 23 se trouve au niveau 45.70 de l'escalier au bout

de 58 secondes. La dernière personne s'y trouve au bout de 4 minutes et 50 secondes.

La première personne de la sortie basse de la salle 23 se trouve dans l'escalier au bout de 22




112 15 7 22

De la sortie basse

de la salle 23

Nombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle

Distance à

parcourir jusqu'à

l'escalier

Temps

d'évacuation

De la sortie haute de la salle 23Temps d'évacuation

15 11 14 18 58

Temps de

sortie de la

salle

Temps de

Parcours pour

rejoindre

l'escalier

Temps de

mouvement dans

la coursive

Temps de

descente de

l'escalier

De la sortie haute de la salle 23Temps d'évacuation

180 15 11 193 14 18 250

Nombre de

personnes


salle

Temps pour rejoindre la porte

de l'escalier

Temps de

franchissement de

l'accès à l'escalier

Temps de mouvement dans la

coursive

Temps de descente

escalier

De la sortie basse de la salle 23

112 135 7 142

Nombre de

personnes

Temps de

sortie de la

salle

Distance à

parcourir jusqu'à

la porte de la

coursive

Temps

d'évacuation

_________________________________________________________________________________________________________________

308/310


La dernière des personnes franchira l’escalier au bout de 266 secondes.

D'après les tableaux ci-dessus il s'avère qu’il y a un effet de bouchon.

292 36 43 249 1,8 40 208

nombre de personnes dans

l'escalier




l'intermédiaire

nombre de

personnes

passées dans

l'escalier

Nombre de

personnes

restantes dans

l'escalier

largeur

dégagement

(m)

débit

(personnes/min/m

de largeur)

Temps de

Franchissement du

45.70

_________________________________________________________________________________________________________________

309/310

RÉFÉRENCES i Arrêté du 25 juin 1980 portant approbation des dispositions générales du règlement de sécurité

contre les risques d’incendie et de panique dans les établissements recevant du public.

ii Instruction technique n° 246 relative au désenfumage dans les établissements recevant du public

(arrêté du 22 mars 2004).

iii Fraden J., Medical Infrared Thermometry (review of modern techniques), Temperature Its

Measurement and Control in Science and Industry (TIMCSI), 1992, 6, 2, 823-830.

iv Love T.J., in: Shitzer A., Eberhart R.C. (Ed.), Heat transfer in medicine and biology, Plenum Press,

1985, vol.2, 334-340.

v Sublethal Effects of Smoke on Survival and Health. Gann, R.G.; Averill, J.D.; Butler, K.M.; Jones;

W.W.; Mulholland, G.W.; Neviaser, J.L.; Ohlemiller, T.J.; Peacock, R.D.; Reneke, P.A.; Hall, J.R., Jr.

Human Behavior in Fire; Understanding human Behavior for Better Fire Safety Design. International

Symposium, 2nd Proceedings. March 26-28, 2001, Boston, MA, Interscience Communications Ltd.,

London, England, 285-296 pp, 2001.

vi Budnick E.K., Klein D.P. and O’Laughlin R.J., « Mobile Home Bedroom Fire Studies : the role of

Interior Finish”, National bureau of standards Interim report (NBSIR) 78-1531, Septembre 1978.

vii “Naval Ships Technical Manual NSTM) Chap.555 – Volume 1, Surface ship firefighting” S9086-S3-

STL-010/CH-55V1R9, Naval Sea System Command, Washington DC, décembre 2001.

viii T.Jin, J. fire and Flamm., 9, 135 (1978).

ix T.Jin T.Yamada, Fire Science and Technology, 5, 79 (1985).

x Fire Engineering Design Guide (1994) A.H.Buchanan – Center for Advanced Engineering – University

of Canterbury – New Zealand.

xi SFPE. (2002). The SFPE handbook of fire protection engineering (3rd ed.). Bethesda, MD: Society of

Fire Protection Engineers.

xii Ingénierie de la sécurité incendie – Extrapolation des données petite échelle aux foyers réels -

PNISI – G4 – Foyers – Action 11 (caractérisation des foyers), Pascaline PLA, Franck DIDIEUX,

révision 2, 29 janvier 2008.

_________________________________________________________________________________________________________________

310/310

xiii Stefan Särdqvist, Initial Fires (RHR, Smoke Production and CO Generation from Single Items and

Room Fire Tests), Lund University (Sweden)/Institute of Technology/Départment of Fire Safety

Engineering, April 1993.

xiv « Ingénierie de sécurité incendie – Projet de méthodologie générale pour la conception, la

construction et l’exploitation d’ouvrages » (révision 10) - PNISI –G1 – Action 1 (Formalisation de la

méthodologie générale.

xv Exercices d’évacuation du complexe cinématographique UGC à Créteil Val-de Marne, tâche multi-

partenaires, Rapport A17-G3-T12, novembre 2009.

Documents

©rimentation de l'ISI sur... · 2012-10-15 · _________________________________________________________________________________________________________________ …