Simulations d’incendie

Des études de simulation [46] ont été menées afin d’appréhender les conséquences potentielles de différents scénarios d’incendie envisagés en fonction de leurs caractéristiques.

4.4.1.1 Caractérisation des scénarios d’incendie

Les engins utilisés pour la réalisation des ouvrages (engins de creusement, de boulonnage, de transport…) ou les activités d’exploitation (engins de transport des hottes…) ainsi que quelques équipements particuliers (convoyeurs à bande pour le transport des déblais…) peuvent être à l’origine d’un incendie à potentiel calorifique élevé³⁷. Ce type d'incendie se caractérise par sa puissance thermique, la quantité de toxiques et le débit de fumées produits.

La détermination de la puissance thermique s’appuie sur la définition d’un scénario réaliste. Dans le cas d’un engin, l'événement initiateur du scénario retenu est le plus souvent une fuite de liquide combustible associée à un point chaud (étincelle…). Le taux de fuite du liquide pris en compte détermine la puissance initiale du feu. La durée de l’incendie dépend du potentiel calorifique de l'engin : les quantités de combustibles ou d'huiles apportent une grande part de ce potentiel qui est immédiatement mobilisable en cas de feu ; les pneumatiques contribuent à en augmenter la durée et la quantité de fumées produites. Il est aussi fait l'hypothèse que le comburant (oxygène de l'air) est en quantité suffisante et qu'il n'y a pas extinction par étouffement du foyer.

La synthèse des résultats relatifs à l’ensemble des engins étudiés montre que deux grandes catégories de feux d'engins se distinguent. Les engins diesel ou diesel-électrique (tombereau, engin de chargement, engin de creusement, engin de boulonnage/foration…) correspondent à des feux de puissance thermique maximale proche de 25 MW tandis que les engins de transport électriques ont une puissance thermique maximale proche de 15 MW.

Pour s’affranchir des difficultés liées à la modélisation des courbes présentant des phénomènes transitoires, les simulations d’incendie ont utilisé des courbes standardisées définies par le CETu (Centre d’Études des Tunnels), qui sont enveloppes des précédentes en terme de puissance et de durée.

Ces courbes, issues de l’expérience des feux en tunnels, correspondent à des incendies de véhicules routiers avec des puissances totales respectives³⁸ de 30 MW et 15 MW. Il est aussi associé à chaque type d’incendie des courbes d’émission de monoxyde de carbone et de production de fumées.

La Figure 4.4-1, qui représente l’évolution de la puissance thermique d’un feu 30 MW en fonction du temps, est un exemple de ces courbes standardisées qui ont toutes le même profil avec une rampe de montée, un palier et une rampe de descente.

37 Un autre type d’incendie à risque élevé serait celui d’un stockage de produits inflammables, mais ce cas n’est pas pris en compte à ce stade de l’étude, d’une part parce que sa localisation et son dimensionnement ne sont pas connues, et d’autre part, parce que ce type d’installation peut faire l’objet plus facilement de mesures d’extinction spécifiques installées de manière fixe.

38 De manière générale pour ce type d’incendie, la puissance totale se dissipe par convection pour deux tiers, le dernier tiers étant dissipé

0 5 10 15 20 25 30 35

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Te mps (min)

Puissance totale (MW)

Figure 4.4-1 Puissance thermique totale standardisée pour un feu de 30 MW 4.4.1.2 Mode de développement des incendies

En milieu souterrain, les incendies se développent en émettant des fumées qui vont envahir tout le volume de la galerie (incendie avec « déstratification des fumées ») ou qui vont se localiser préférentiellement en partie supérieure de la galerie (incendie avec « stratification des fumées ») en fonction des conditions de ventilation rencontrées.

z Incendies avec déstratification des fumées

Les incendies avec déstratification des fumées se traduisent par un envahissement progressif des galeries par des fumées qui opacifient l’atmosphère et peuvent rendre l’évacuation des personnes plus difficile. Ce type d’incendie, qui se produit lorsque les vitesses d'air en galerie sont supérieures à une vitesse de l’ordre de 1 m/s, se caractérise par une homogénéité du mélange air / fumées dans la section transversale de la galerie à une distance donnée par rapport au feu.

Dans le cas du stockage, les incendies dans les galeries d’accès aux alvéoles C et CU, ventilées par une arrivée d'air frais en pleine section et avec une évacuation des fumées par une trappe de désenfumage en limite d’unité d’exploitation, seraient de ce type.

Pour ce type d’incendie (voir Figure 4.4-2), l'évacuation se fait préférentiellement en remontant vers la galerie de liaison alimentée en air frais. Dans le cas contraire, les personnes en aval de l’incendie peuvent rejoindre la première recoupe pour accéder à la galerie d’accès contiguë alimentée en air frais (avec une distance de 200 mètres au maximum à parcourir du fait de la disposition des recoupes), puis la galerie de liaison.

Figure 4.4-2 Circulation des fumées et évacuation dans le cas d’un incendie dans une unité C (ou CU) en exploitation

z Incendies avec stratification des fumées

Les incendies avec stratification des fumées conduisent à une localisation préférentielle des fumées en partie haute des galeries (voir Figure 4.4-3). Ce sont alors les conditions de température associées au rayonnement de ces fumées qui constituent le principal risque pour les personnes. Ce type d’incendie se produit lorsqu’on est en présence de vitesses d'air en galerie faibles (inférieures à 1 m/s environ), avec des fumées qui se propagent de part et d’autre du foyer.

Figure 4.4-3 Cas d’incendie avec fumées stratifiées Couche de fumées stratifiées

Zone saine

Dans un stockage, les incendies dans les galeries de liaison, avec extraction des fumées par des trappes disposées à intervalles réguliers, seraient de ce type.

Selon leur position vis-à-vis de l’incendie, les personnes peuvent évacuer en amont ou en aval du feu par la première recoupe rencontrée pour rejoindre la galerie de liaison contiguë alimentée en air frais.

La distance maximale pour atteindre ces recoupes varie de 100 m dans les galeries de liaison secondaires, à l’intérieur des zones de stockage (voir Figure 4.4-4) à 400 m dans les galeries de liaison principales.

Figure 4.4-4 Cas d’un incendie en galerie de liaison : évacuation de part et d’autre de l’incendie

z Cas particulier d’un incendie dans une galerie en cul-de-sac

L'incendie dans une galerie en cul-de-sac est un cas particulier intermédiaire entre les deux cas précédents. D’une part, il se rapproche de l’incendie avec déstratification des fumées car l’extraction des fumées se fait uniquement à partir de la gaine d’extraction d’air du chantier, mais d’autre part, la faible distance entre le lieu de l’incendie et ce point d’évacuation des fumées limite l’envahissement de la galerie par les fumées.

Deux situations sont possibles (voir Figure 4.4-5) : si les personnes peuvent évacuer en amont aérage de l’incendie, elles rejoignent, par la recoupe la plus proche, la galerie contiguë qui est alimentée en air frais ; dans le cas contraire, elles rejoignent le refuge mobile³⁹ dans l’attente des secours.

39 Ce refuge mobile, équipé de parois coupe-feu, dispose de réserves d’air comprimé et d’eau.

Figure 4.4-5 Incendie dans une galerie en cul-de-sac : évacuation du personnel par une recoupe vers la galerie contiguë ou mise en sécurité dans un refuge mobile Dans tous les scénarios d’incendie présentés, le personnel peut ensuite rejoindre, par des galeries de liaison alimentées en air frais, le puits de transport du personnel afin de remonter en surface.