La modélisation incendie – quelle est son utilité?

Utilité des modélisations incendie

Les calculs numériques (modélisations d’incendie) connaissent un essor fulgurant depuis le début des années 1990. Ces outils numériques sont particulièrement utiles dans les cas suivants :

  • Simuler les effets d’un incendie (et de son comportement) dans le cadre de la conception d’un bâtiment;
  • Reproduire un feu dans le cadre d’une enquête après sinistre afin de valider, par exemple, le scénario d’incendie ou l’aggravation des dommages; et
  • Reproduire des essais normalisés ou en laboratoire d’incendie en connaissant les paramètres (i.e. matériaux, ventilation d’extraction, foyer d’incendie, etc.).

Concentrons-nous d’abord sur les modélisations d’incendie lors de la conception d’un bâtiment. Leur utilité est de plus en plus convoitée. Aujourd’hui, la puissance des ordinateurs permet d’effectuer un plus grand nombre de calculs itératifs dans un délai (temps de calcul) raisonnable. Cela s’avère utile pour des concepts architecturaux et mécaniques de bâtiment qui s’imbriquent parfois difficilement dans le cadre réglementaire (i.e. CNB). En effet, les solutions acceptables conformes au CNB ne requièrent pas de modélisations d’incendie. Cet exercice est plutôt approprié dans le processus de présentation de solutions de rechange auprès des autorités ayant juridiction, notamment la RBQ.

Les modélisations d’incendie par calculs numériques sont des outils complexes qui tentent de prédire les interactions physiques ou chimiques d’un incendie. Le modèle est représentatif d’un compartiment et de scénarios spécifiques préétablis.

Ce type d’outil permet d’assister les concepteurs dans leurs prises de décision lors du développement d’un concept architectural et/ou de mécanique de bâtiment (ventilation et extraction). Les choix de conception visent évidemment à comparer le niveau de performance proposé par cette solution alternative avec le niveau de performance minimal exigé par le CNB. Ce type d’utilisation du modèle est défini comme « qualitatif » puisque l’on compare qualitativement plusieurs scénarios au moyen d’un même outil d’analyse.

Applications

En modélisation d’incendie dans des compartiments, on distingue trois grandes catégories d’outils :

  • Les modèles analytiques;
  • La modélisation par zones; et
  • La mécanique des fluides numérique (ou « Computational Fluid Dynamics » ou CFD).

Les modélisations d’incendie de type CFD sont généralement plus complètes et représentent mieux ce que l’on pourrait s’attendre à observer d’un incendie dans un compartiment. Ce type de modélisations d’incendie permet d’estimer une panoplie d’informations pertinentes aux concepteurs, notamment :

  • Hauteur de l’interface entre l’air frais et la fumée;
  • Déplacement et vitesses de fumée ou de gaz;
  • Temps de déclenchement des gicleurs automatiques;
  • Temps de détection d’incendie ou de fumée;
  • Températures des matériaux et donc des éléments structuraux;
  • Évolution de l’emplacement du foyer d’incendie et de sa puissance;
  • Concentration des produits de combustion;
  • Etc.

Il existe plusieurs logiciels qui permettent d’effectuer des modélisations d’incendie de type CFD. Par exemple, le NIST (National Institute of Standard and Technologies, équivalent du CNRC au États-Unis) est le développeur du logiciel Fire Dynamics Simulator (ou FDS). Ce logiciel datant de la fin des années 1990 est spécifiquement conçu pour la mécanique des fluides en condition d’incendie. Ce logiciel est validé et vérifié par des entités indépendantes telles que des organismes d’essais, des laboratoires universitaires, des assureurs, des services d’incendie, etc. L’utilisation d’outils numériques, tels que le logiciel FDS, doit s’effectuer dans les limites pour lesquelles le logiciel est conçu. À titre d’exemple, le logiciel FDS est moins précis pour le phénomène de re-radiation de la fumée chaude vers le plancher du compartiment mais est bien meilleur pour la température ambiante.

Les professionnels spécialisés en sécurité incendie sauront déterminer l’outil de modélisation d’incendie pertinent en fonction d’une situation donnée. Ils pourront déterminer, avec les autres professionnels impliqués au projet (architectes et ingénieurs mécaniques principalement), les intrants pertinents.

Un outil pour aider les professionnels

Il faut que les utilisateurs et les concepteurs conservent à l’esprit que ces modélisations demeurent une représentation « numérique » d’un incendie de compartiment, et non une réalité absolue. Il est impossible de prédire avec certitude le comportement d’un incendie. Les intrants des modélisations d’incendie peuvent influencer le résultat final obtenu. Ainsi, il demeure préférable d’utiliser les modélisations d’incendie à titre d’outil de comparaison.

En effet, dans les cas où les modélisations d’incendie sont utilisées pour une analyse comparative, on compare donc la situation acceptable (exigences minimales du CNB) et la solution proposée afin d’en tirer des conclusions quant au niveau de performance comparatif. La solution proposée doit minimalement être aussi performante ou même rehausser le niveau de sécurité d’incendie. L’équipe de professionnels de Technorm est en mesure de vous assister lorsqu’il est question d’évaluer la performance d’une solution de rechange et ses professionnels sont en mesure d’exécuter ce type d’analyse avec ces outils sophistiqués.

Par Patrick LeBlanc, ing., équipe Sécurité incendie

2019-04-10T16:42:28+00:00By |Nouvelles|0 Comments