Modélisation d'un outil d'aide à la décision pour la gestion des risques d'incendie dans un édifice

(1)

HAL Id: tel-01888312

https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01888312

Submitted on 4 Oct 2018

HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci-entific research documents, whether they are pub-lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

gestion des risques d’incendie dans un édifice

Sanae Khali Issa

To cite this version:

Sanae Khali Issa. Modélisation d’un outil d’aide à la décision pour la gestion des risques d’incendie dans un édifice. Intelligence artificielle [cs.AI]. Laboratoire d’Informatique, Systèmes et Télécommunication de la FST de Tanger, 2015. Français. �tel-01888312�

(2)

UNIVERSITE ABDELMALEK ESSAADI

FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES

TANGER

Centre d’Etudes Doctorales : « Sciences et Techniques de l’Ingénieur »

Formation Doctorale : « Sciences et Techniques de l’ingénieur »

THESE DE DOCTORAT

Présentée Pour l’obtention du

DOCTORAT EN SCIENCES ET TECHNIQUES DE L’INGENIEUR

Par :

Mlle. Sanae KHALI ISSA

Discipline : Informatique

Spécialité : Informatique décisionnelle

Soutenue le 12 juin 2015 devant le jury d'examen

Pr. FENNAN Abdelhadi Université Abdelmalek Essaâdi, FST-Tanger Président Pr. AKNIN Noura Université Abdelmalek Essaadi, FS-Tétouan Rapporteur Pr. ESSAIDI Mohammed Université Mohammed V, ENSIAS - Rabat Rapporteur Pr. AIT KBIR Mhammed Université Abdelmalek Essaâdi, FST-Tanger Rapporteur Pr. ALAOUI HAFIDI Adil Université Abdelmalek Essaâdi, FST-Tanger Examinateur Pr. KOUNAIDI Mohammed Université Abdelmalek Essaâdi, FST-Tanger Invité Pr. AZMANI Abdellah Université Abdelmalek Essaâdi, FST-Tanger Co-encadrant Pr. AMAMI Benaissa Université Abdelmalek Essaâdi, FST-Tanger Directeur de thèse

Titre : « Modélisation d’un outil d’aide à la décision

pour la gestion des risques d’incendie dans un édifice »

Structure de recherche accréditée d’accueil :

(3)

1

A la mémoire de mon grand-père Le destin ne nous a pas laissé le temps pour jouir ce bonheur ensemble et de t’exprimer tout mon respect. Puisse Dieu tout puissant t’accorde sa clémence, sa miséricorde et t’accueillir dans son saint paradis.

A mes très chers parents

Aucune dédicace ne saurait exprimée tout ce que je ressens pour vous. Je vous remercie pour tout le soutien exemplaire et l'amour exceptionnel que vous me portez depuis mon enfance et j'espère que votre bénédiction m'accompagnera toujours.

A mes frères et sœurs Aux bougies de ma vie, mes très chers frères et sœurs, vous avez toujours répondu à temps aux moments pénibles de ma vie, merci pour vos encouragements et vos soutiens. Je vous adore.

(4)

2

Remerciements

Ma profonde gratitude et mes remerciements s'adressent en premier à Allah (sobhanaho wa ta'ala) le tout puissant et le miséricordieux.

Je suis particulièrement reconnaissante à mon encadrant Abdellah AZMANI, Professeur au département génie informatique de la Faculté des Sciences et Techniques de Tanger, pour le sujet très intéressant qu'il m'a proposé ainsi que pour ses conseils et ses compétences qui m'ont été d'une aide précieuse pour concrétiser avec sérénité mon projet de thèse. Je n’oublierai jamais le temps qu’il m'a consacré et l’intérêt qu’il a accordé à mon mémoire de thèse. Ses encouragements permanents, sa compréhensibilité et son soutien, durant mes années de préparation de thèse et particulièrement durant les moments difficiles par lesquels je suis passée, m'ont été d'un grand réconfort, qu'il trouve ici toute ma gratitude et ma dévouée considération car il est pour nous, ses doctorants, à la fois un ami, un frère et un père.

Je suis redevable à mon directeur de thèse, Monsieur Benaissa AMAMI, Professeur à la Faculté des sciences et Techniques de Tanger, département génie électrique et ex-directeur du laboratoire d’Informatique, Systèmes et Télécommunication, pour m'avoir donné l'opportunité de m'inscrire en thèse, pour ses qualités humaines, son chaleureux accueil, sa sympathie et sa serviabilité. De même, je tiens à le remercie pour l'apprentissage qu'il m'a donné à travers des discussions fructueuses, ainsi que pour ses compétences et ses nombreux conseils qui m'ont aidé à mieux orienter mon travail et à améliorer la qualité de mon projet de thèse.

Je tiens à exprimer toute ma reconnaissance envers les membres du jury qui, par leurs remarques et la complémentarité de leurs jugements, m'ont prouvé tout l'intérêt qu'ils ont porté à mon travail.

Je remercie vivement Monsieur FENNAN Abdelhadi, Professeur à la Faculté des Sciences et Techniques de Tanger, d’avoir accepté de présider le jury d'examen de ma thèse.

Je suis honorée que Monsieur ESSAIDI Mohammed, Directeur de l’Ecole Nationale Supérieur d’Informatique et d’Analyse des Systèmes de Rabat, a accepté d'être rapporteur de mon mémoire de doctorat.

Je suis particulièrement fière et très reconnaissante d'avoir Madame AKNIN Noura, Professeur à l’Ecole des Sciences Appliquées de Tétouan, parmi les rapporteurs de mon mémoire de thèse.

J’exprime mes profonds remerciements à Monsieur AIT KBIR Mhammed, Professeur au département génie informatique à la Faculté des Sciences et Technique, d’avoir accepté de faire partie des rapporteurs de mon mémoire afin d'évaluer mon projet de thèse.

Je remercie chaleureusement Monsieur ALAOUI HAFIDI Adil, Professeur au département génie civil à la Faculté des Sciences et Techniques de Tanger, d'avoir accepté d'examiner mon travail avec un regard spécifique à sa spécialisation.

(5)

3

Je suis honorée par la présence de Monsieur KOUNAIDI Mohamed, Professeur au département génie informatique à la Faculté des Sciences et Technique, parmi les membres du jury de ma thèse.

Mes remerciements s’adressent également à tous mes professeurs et plus spécifiquement à ceux du département génie informatique de la Faculté des Sciences et Techniques de Tanger.

Je tiens à témoigner mon amitié à tous les chercheurs du laboratoire LIST et plus particulièrement mes amies Hajira BAKKALI, Aziza ECHCHEIKH, Asmae EL GHADOUALI, Karima ZEJLI, Soummaya FELLAJI, Chaimae LAMAAKCHAOUI, Ghezlane LAGHMARI, Siham REKIEK, Idriss BENDAOUD ainsi que Hayat BENDAHRI (du laboratoire LABTIC), pour leurs encouragements et leurs soutiens.

J'adresse également mes remerciements à toute personne qui a contribué de près ou de loin à la réussite de mon projet de thèse.

(6)

4

«

Modélisation d’un système d’aide à la décision pour la gestion des risques

d’incendie dans un édifice »

Thèse réalisée au laboratoire d’Informatique, Système et Télecomminication (LIST) Dirigée par Monsieur Benaissa AMAMI

Et encadrée par Monsieur Abdellah AZMANI

Résumé

Ce mémoire s'intéresse aux risques d'incendie dans les édifices, quelques soit leurs fonctions ou la nature de leurs fréquentations et plus particulièrement ceux à usage d'habitation. Le déclenchement d'un feu, dans un édifice, peut être d'origine matérielle (mauvaise installation électrique, fuite de gaz, présence de produits inflammables) ou provoqué par un humain (ignorance, inadvertance ou acte criminel). Un incendie, dans certaines conditions, se propage très rapidement et cause des dégâts importants voire dramatiques et irréversibles (pertes de vies, de foyers, de travail, de biens, ...). Dans l'optique de créer un outil informatique pour auditer un édifice (existant, en construction ou en état de projet) et apporter une aide à la prise de décision (aussi bien aux collectivités, aux professionnels et acteurs de l'urbanisme et de la protection civile ainsi qu'aux gestionnaires des édifices et à leurs occupants, en particulier durant une situation de crise), nous nous sommes intéressés à la probabilité du déclenchement d'un incendie suite à une défaillance matérielle, puis à sa force de propagation et à l'évaluation de ses impacts aussi bien dans l'enceinte de l'édifice que dans son voisinage. Pour se faire, nous avons pioché dans les techniques de l'intelligence artificielle pour en extraire une approche scientifique à chacune des trois phases précitées. Pour la première, nous nous sommes appuyés sur les réseaux bayésiens pour calculer la probabilité potentielle d'un départ de feu. Avec la deuxième, nous avons utilisé le principe des arbres à événements pour déterminer le taux de propagation en présence d'éléments favorisant celle-ci ou au contraire des éléments qui peuvent la bloquer voire l'arrêter. Quant à la troisième, nous avons choisi la logique floue pour sa pertinence à apprécier qualitativement certaines situations par utilisation d'une connaissance contextuelle, pour nous aider à quantifier une estimation possible des dégâts produits, par un incendie, dans un édifice et son environnement avoisinant.

La conjugaison des trois approches a donné naissance à la méthode " RIFEAM : Risky Fuzzy Event Alea Method" sur laquelle nous avons construit le modèle informatique, d'un outil que nous avons nommé "Calculateur de risque". Ce dernier constitue un élément fondamental d'une solution informatique, élaborée sur une architecture modulaire et collaborative, dans l’optique de l’intégrer dans la gestion et le fonctionnement d’un édifice intelligent (smart building). Ceci afin de permettre à ce dernier d’avoir son autonomisation pour prédire, gérer et apprendre à mieux faire face au risque d’incendie en particulier, et à d’autres types de risques en général. Un tel système d'informations réagit comme un écosystème capable de fédérer plusieurs composantes dont une base de connaissances sur

(7)

5

«

Modélisation d’un système d’aide à la décision pour la gestion des risques

d’incendie dans un édifice »

Thèse réalisée au laboratoire d’Informatique, Système et Télecomminication (LIST) Dirigée par Monsieur Benaissa AMAMI

Et encadrée par Monsieur Abdellah AZMANI

les édifices, une deuxième sur les différents risques encourus par un édifice et une autre regroupant des règles et des applications basées sur un ensemble de théories, de méthodes et des méthodologies ayant une base scientifique et une convergence avec l’intelligence artificielle. Nous avons initié l'élaboration de notre écosystème par une fondation informatique, évolutive et ouverte, pouvant intégrer les résultats issus de nos travaux actuels et futurs ainsi que ceux proposés par d'autres chercheurs.

Mots clefs

Edifice intelligent, Risque d'incendie, Système d’aide à la décision, Réseaux bayésiens, Logique floue, Arbres d’évènements, Ecosystème d'informations.

(8)

6

Abstract

This PhD thesis focuses on fire’s risks in buildings, whatever their duties or the nature of their courtship and particularly those for residential use. The outbreak of a fire, in a building, can be hardware related (bad wiring, gas leak, the presence of inflammable products) or caused by a human (ignorance, inadvertence or predicted crime). Fire, under certain conditions, spreads very rapidly and causes significant damages even dramatic and irreversible ones (loss of lives, homes, work, goods, …). In order to create a computer tool to audit a building (already existing, under construction or in the planning stage) and provide support for decision making (both communities, urbanism and civil protection actors and professionals, in plus of buildings managers and occupants), especially during a crisis situation, we are interested in the probability of fire starting due to hardware failure, then its propagation power and to evaluating its impacts both within the walls of the building and in its vicinity. To do this, we dug into the techniques of artificial intelligence to extract a scientific approach to each of the above three phases. For the first, we relied on Bayesian networks to calculate the potential likelihood of a fire starting. With the second, we used the principle of event trees to determine the propagation velocity in the presence of elements promoting it or unlike elements that can block it or stop it. As for the third, we chose fuzzy logic for its relevance to qualitatively assess certain situations by using contextual knowledge, to help us quantify a possible product damages estimation, by a fire, in a building and its surrounding environment.

The combination of the three approaches has led to the ‘RIFEAM method : Risky Fuzzy Event Alea Method" on which we built the computer model, a tool that we have named "risk calculator’’. This is a fundamental element of an IT solution, developed on a modular and collaborative architecture, With a view to integrate it into the management and the operation of an intelligent building (smart building) to enable it to have its empowerment to predict, manage and learn how to deal with the risk of fire in particular, and other types of risks in general. Such an information system reacts as an ecosystem capable of uniting various components including a knowledge base on buildings, a second on the various risks incurred by a building and a third grouping rules and applications based on a set of theories, methods and methodologies with a scientific basis and a convergence with artificial intelligence. We have initiated the development of our ecosystem by a computer foundation, evolutive and open, capable of integrating the results from our current and future work as well as those proposed by other researchers.

Key words

Smart Building, Fire risk, System decision support, Bayesien Networks, Fuzzy logic, Event tree, Ecosystem information.

(9)

7

Liste des publications

Revues internationales

Sanae KHALI ISSA, Abdellah AZMANI, Karima ZEJLI, ‘Predictive Management of Fire Risks in Building’, International Journal of Computer Applications (0975 – 8887), Volume 58– No.15, November 2012.

Sanae KHALI ISSA, Abdellah AZMANI, Benaissa AMAMI, ‘Vulnerability analysis of fire spreading in a building using fuzzy logic and its integration in a decision support system’, International Journal of Computer Applications, August 2013, ISSN 973-93-80877-36-7. Sanae KHALI ISSA, Abdellah AZMANI, Benaissa AMAMI, ‘Modeling approach of fire spreading in building and its integration in a support system tool’, International Journal of Advanced Research in Computer Science and Software Engineering, Volume 3, Issue 9, September 2013 ISSN: 2277 128X.

Hajira BAKKALI, Sanae KHALI ISSA, Abdellah AZMANI, ‘The modeling of fire hazards in a goods warehouse by the Bayesian network’, International Journal of Emerging Trends in Engineering and Development, Issue 3, Vol.2 (March 2013),ISSN 2249-6149.

Karima Zejli, Abdellah AZMANI, Sanae KHALI ISSA, ‘Applying Fuzzy Analytic Hierarchy Process (FAHP) to Evaluate Factors Locating Emergency Logistics Platforms’, International Journal of Computer Applications (0975 – 8887), Volume 57– No.21, November 2012. Conférences internationales

Sanae KHALI ISSA, Abdellah AZMANI, Benaissa AMAMI, ‘Gestion prédictive des risques d’incendies’, Colloque international TELECOM2011 & 7ème JFMMA, Mars 16-18, 2011 – Tanger MAROC.

Sanae KHALI ISSA, Abdellah AZMANI, Benaissa AMAMI, Karima ZEJLI, ‘Approche de modélisation de la propagation de l’incendie dans un édifice et son intégration dans un système décisionnel’, La troisième édition du séminaire de Veille Stratégique Scientifique et Technologique (VSST 2012), 24 et 25 Mai, 2012 – Ajaccio – France.

Sanae KHALI ISSA, Hajira BAKKALI, Abdellah AZMANI, Benaissa AMAMI, Abdelhadi FENNAN, ‘Vulnerability Analysis of fire hazards in a goods warehouse’, 8Th_{International}

conference on intelligent systems: Theories and Applications, 08-09 May 2013, Ecole Mohammadia des Ingénieurs (EMI), Rabat, Morocco..

Karima ZEJLI, Abdellah AZMANI, Sanae KHALI ISSA, Mustapha ERRIYANI, Application de Processus d’analyse hiérarchique floue (FAHP) pour évaluer les facteurs de localisation des plates-formes logistiques d'urgence, 6° édition du colloque international LOGISTIQUA, ENSA Tanger - les 30 & 31 Mai 2013.

Communications locales

Sanae KHALI ISSA, Abdellah AZMANI, Benaissa AMAMI, ‘Modélisation du risque d’incendie dans un édifice et son intégration dans un outil d’aide à la décision’, 2ème_Edition

de la Rencontre des Jeunes Chercheurs de l’université Abdelmalek Essaadi (2RJC-UAE), 25 et 26 Mai 2013, Tétouan, Maroc

(10)

8

Tables de matières

Résumé ... 4

Abstract ... 6

Liste des publications ... 7

Liste des figures ... 11

Liste des tables ... 14

Introduction Générale et Cadrage Logique ... 15

1. Positionnement de notre projet de thèse ... 16

2. Problématique générale du contexte applicatif objet de notre thèse... 19

2.1. Préambule ... 19

2.2. Construction de l’arbre à problème ... 21

2.3. Identification des causes des incendies ... 21

2.4. Identification des conséquences des incendies ... 23

3. Cadrage logique ... 25

Chapitre I : Contexte applicatif de notre projet de thèse – l’édifice intelligent face à la gestion du risque d’incendie ... 29

1. Introduction ... 30

2. Classification des édifices ... 31

2.1. Les bâtiments d’habitation (BH) ... 31

2.2. Les établissements recevant du public (ERP) ... 34

2.3. Les immeubles de grande hauteur (IGH) ... 36

2.4. Les lieux de travail (ERT) ... 37

3. Cas particulier des édifices intelligents (smart building) ... 37

3.1. Définition ... 37

3.2. Services d’un édifice intelligent ... 39

4. Classifications des risques potentiels dans un édifice ... 42

4.1. Risques techniques liés aux activités humaines ... 43

4.2. Risques techniques liés aux catastrophes naturelles ... 46

4.3. Risques liés aux activités industrielles ... 49

5. Cas particulier du risque d’incendie dans le milieu urbain... 50

5.1 Qu’est-ce qu’un incendie ? ... 50

5.2 Classes des feux ... 51

(11)

9

5.4 Modélisation d’un incendie ... 52

5.5 Comportements des matériaux face au feu ... 53

5.6 Sources potentiels d’un incendie ... 54

5.7 Conséquences de l’incendie ... 56

5.8 Outils de la sécurité incendie ... 60

6. Conclusion ... 65

Chapitre II : Etat de l’art et Investigations technologiques – Mise en situation de notre contribution . 66 1. Introduction ... 67

2. Etat de l’art des outils de l’ingénierie de la sécurité incendie ... 68

2.1. Les modèles déterministes ... 68

2.2. Les modèles probabilistes ... 73

2.3. Les modèles intuitifs... 77

3. Pertinence de l’intelligence artificielle pour la gestion des risques d’incendie ... 79

3.1. Les réseaux bayésiens... 80

3.2. Les arbres d’événements ... 88

3.3. La logique floue ... 91

Chapitre III : Modélisation des risques d’incendie dans un édifice ... 103

2. La solution RIFEAM ... 105

2.1. Principe générale ... 105

2.2. Architecture générale de la solution RIFEAM ... 106

3. Modélisation du risque de déclenchement d’incendie par application des réseaux bayésiens 109 3.1. Préambule ... 109

3.2. Processus algorithmique ... 110

3.3. Identification des paramètres ... 110

3.4. Graphe du réseau bayésien ... 111

3.5. Attribution des probabilités à priori... 114

3.6. Calcul des probabilités totales ... 116

3.7. Calcul des probabilités à postériori ... 118

3.8. Analyse des résultats ... 118

4. Modélisation du risque de la propagation du feu par application de la technique des arbres d’évènements ... 120

(12)

10

4.1. Préambule ... 120

4.2. Processus algorithmique ... 120

4.3. Construction de l’arbre d’événements ... 120

4.4. Calcul des probabilités ... 121

4.5. Analyse des résultats ... 123

5. Modélisation du niveau de l’évacuation à appliquer en cas d’incendie par application de la technique de la logique floue ... 124

6. Consignes proposées pour réduire le taux des pertes humaines et les pertes en biens ... 132

Chapitre IV : Modélisation Informatique ... 139

2. Bref rappel du principe de fonctionnement d'un système informatique décisionnel ... 140

3. Schéma d’urbanisation informatique pour un smart édifice ... 142

4. Architecture applicative de notre écosystème d’informations... 143

5. Modélisation informatique des risques d’incendie dans les édifices ... 146

5.1. Principe général de notre solution informatique ... 146

5.2. Architecture fonctionnelle du module « Calculateur de risque » ... 147

5.3. Architecture organisationnelle du module « Calculateur de risque d’incendie » ... 148

5.4. Modélisation informatique orientée objet du module « Calculateur du risque incendie » 157 5.5. Mise en œuvre du prototype informatique ... 161

Conclusion Générale et Perspectives ... 169

Références ... 175

Annexe ... 180

Annexe 1 : Questionnaire destiné aux experts du domaine d’électricité des édifices, la maintenance électrique et du domaine de la chimie. ... 181

Annexe 2 : Algorithme de calcul des probabilités à postériori ... 183

Annexe 3 : Digramme de séquence établi pour le module « calculateur de risque » ... 187

(13)

11

Liste des figures

Figure 1 : Pyramide de Maslow ... 16

Figure 2 : Schéma d'organisation de notre rapport de thèse ... 18

Figure 3 : Etapes suivies par la méthode du cadre logique ... 20

Figure 4 : L’arbre à problèmes relatif aux risques de déclenchement d’incendie ... 21

Figure 5 : Les causes pour le risque d’incendie de notre arbre à problèmes ... 22

Figure 6 : Illustration des effets (ou conséquences) relatifs à notre arbre à problèmes ... 24

Figure 7 : Arbre à objectifs relatifs à notre problématique ... 28

Figure 8 : Classement des édifices ... 31

Figure 9 : Bâtiment de 1ère famille ... 32

Figure 10 : Bâtiment de 2ème_{famille... 32}

Figure 11 : Bâtiment de 3ème_{famille A ... 33}

Figure 12 : Bâtiment de 3ème_{famille B ... 33}

Figure 13 : Bâtiments de 4ème_{famille ... 34}

Figure 14 : Exemple de certains services présents dans un édifice intelligent ... 38

Figure 15 : Services existants ... 41

Figure 16 : Risques techniques liés aux activités humaines ... 42

Figure 17 : Risques liés aux catastrophes naturelles ... 43

Figure 18 : Triangle de feu ... 50

Figure 19 : Etapes de développemet du feu ... 51

Figure 20 : Courbe ISO 834 d’un incendie conventionnel ... 53

Figure 21 : Répartition des différentes sources d’incendies domestiques ... 56

Figure 22 : Nombre de décès causés par les incendies dans la période [2007-2009] ... 58

Figure 23 : Taux de mortalité à cause des incendies entre les années 2007 et 2009 selon le bulletin d’Octobre 2012 de « World Fire Statistic » ... 58

Figure 24 : Sensibilité des différents types de détection suivant les phases de l’incendie ... 61

Figure 25 : Principe de la technique du compartimentage ... 62

Figure 26 : Principe de désenfumage ... 63

Figure 27 : Modèles de gestion du risque d'incendie ... 67

Figure 28 : Représentation des zones gazeuses et des flux massiques échangés entre zones ... 68

Figure 29 : Diagramme des échanges pour des modèles à deux zones ... 70

Figure 30 : Situation initiale avant le déclenchement du feu ... 71

(14)

12

Figure 32 : Diagramme des échanges effectués pour les modèles à une seule zone ... 72

Figure 33 : Scénario exécuté par l'outil FIRECAM ... 74

Figure 34 : Les entrées et les sorties de SCHEMA-SI ... 77

Figure 35 : Exemple d'un réseau bayésien ... 81

Figure 36 : Structure du réseau bayésien modélisant le problème de déclenchement d’incendie dans un appartement d’habitation ... 86

Figure 37 : Schématisation d'un arbre d'événement ... 88

Figure 38 : Arbre d'événement modélisant le déclenchement d'un incendie ... 91

Figure 39 : Fonctions caractéristiques d'un sous-ensemble classique (a) et un sous ensemble flou (b) 92 Figure 40 : Fonctions d'appartenance de la variable taille ... 94

Figure 41 : Processus du fonctionnement de la logique floue ... 94

Figure 42 : Exemple d'une fonction d'appartenance trapézoïdale ... 97

Figure 43 : Fonctions d'appartenance de la variable " Incendie " ... 97

Figure 44 : Fonctions d'appartenance de la variable " Risque " ... 98

Figure 45 : Fonctions d'appartenance de la variable " Evacuation " ... 99

Figure 46 : Inférence à partir de neuf règles ... 101

Figure 47 : Ensemble floue résultant de l'inférence des neufs règles par application de la méthode Min Max de Mamdani... 101

Figure 48 : Objectifs de la sécurité incendie ... 104

Figure 49 : Modèle général de notre solution ... 105

Figure 50 : Techniques utilisées pour la solution RIFEAM ... 106

Figure 51 : Architecture générale de notre système d'aide à la décision pour la gestion du risque d'incendie dans le milieu urbain ... 106

Figure 52 : Schéma fonctionnel de notre système décisionnel pour la gestion du risque d’incendie : Niveau 1 ... 107

Figure 55 : Réseau bayésien modélisant le risque de déclenchement d'incendie dans un édifice ... 113

Figure 56 : Réseau bayésien modélisant le déclenchement d'incendie dans un édifice ... 115

Figure 57 : Réseau bayésien modélisant le risque de déclenchement d’incendie dans un édifice réalisé par l’utilisation de l’outil Elvira ... 117

Figure 58 : Arbre d'évènements modélisant le phénomène de la propagation du feu dans un édifice 122 Figure 59 : Les fonctions d'appartenance de la variable " Incendie " ... 126

(15)

13

Figure 60 : Les fonctions d'appartenance de la variable " Risque" ... 127

Figure 61 : Les fonctions d'appartenance de la variable " Evacuation " ... 128

Figure 62 : Les fonctions d'appartenance de la variable " DegatsMateriels " ... 129

Figure 63 : Résultats obtenus par application de la logique floue ... 131

Figure 64 : Représentation de l’échelle de l'évacuation en fonction de la gravité d'incendie et le degré du risque ... 131

Figure 65 : Représentation du taux des dégâts matériels provoqués en fonction de la gravité d'incendie et le degré du risque ... 132

Figure 66 : Arbre a solution pour le risque d’incendies domestiques (cas d’un édifice déjà existant) 135 Figure 67 : Arbre a solution pour le risque d’incendies du milieu urbain (cas d’un nouvel édifice) .. 137

Figure 68 : Architecture générale d'un système d'informations décisionnel ... 141

Figure 69 : Schéma d'urbanisation informatique d'un édifice intelligent ... 143

Figure 70 : Architecture générale de notre écosystème d’informations ... 145

Figure 71 : Architecture fonctionnelle de notre module « calculateur de risque » ... 147

Figure 72 : Bibliothèque des modèles des édifices... 148

Figure 73 : Classification des édifices ... 150

Figure 74 : Classification des risques liés aux édifices ... 151

Figure 75 : Modèle de sources potentielles de l'incendie ... 152

Figure 76 : Modèle des outils de la sécurité incendie... 153

Figure 77 : Modèle des conséquences potentielles de l'incendie... 154

Figure 78 : Processus algorithmique du module calculateur du risque ... 155

Figure 79 : Les packages du module " Calculateur de risque " ... 158

Figure 80 : Digramme d'utilisation pour le package "Gestion des risques" ... 159

Figure 81 : Interface 1 du prototype informatique développé ... 162

Figure 82 : Interface 2 du prototype développé ... 163

Figure 83 : Interface 3 du prototype informatique développé ... 164

(16)

14

Liste des tables

Table 1 : Nombre des incendies du milieu urbain enregistrés au cours des années 2011 et 2012 au

Maroc ... 20

Table 2 : Classement des ERP installés dans un bâtiment par type d’exploitation ... 34

Table 3 : Liste des ERP spéciaux ... 35

Table 4 : Classement des ERP par catégorie ... 35

Table 5 : Classement des ERP du 2ème groupe ... 35

Table 6 : Classement des immeubles de grande hauteur (IGH) ... 36

Table 7 : Liste de quelques tsunamis historiques provoqués dans le monde ... 48

Table 8 : Variation de la température en fonction du temps pour le cas d’un incendie conventionnel . 52 Table 9 : Valeurs limites d’inflammabilités de certains gaz ... 53

Table 10 : Valeurs de la température d’auto inflammation de certains gaz ... 53

Table 11 : Valeurs du point d’éclair de quelques liquides courants ... 54

Table 12 : Valeurs de la température d’inflammation de quelques solides courants ... 54

Table 13 : Résultats de la réaction chimique de combustion ... 56

Table 14 : Coût des pertes en biens exprimés en millions au cours des années 2007, 2008 et 2009. ... 59

Table 15 : Liste de quelques incendies provoquées dans le monde ... 59

Table 16 : classes d’extincteurs selon le type de feux ... 64

Table 17 : Projection des différentes technqiues de l'intelligence artificielle dans le domaine de la gestion du risque d'incendie ... 79

Table 18 : Avantages comparatifs des réseaux bayésiens ... 82

Table 19 : Causes possibles de déclenchement d’incendies domestiques ... 110

Table 20 : Identification des variables constituant le graphe du réseau bayésien ... 111

Table 21 : Liste des facteurs influant les évènements déclencheurs d’incendie ... 114

Table 22 : Probabilités d'occurence des différents risques liés aux aux édifices... 116

Table 23 : Liste des probabilités à calculer pour faire le diagnostic du risque de déclenchement d'incendie ... 118

Table 24 : Valeurs des probabilités calculées par application de notre algorithme ... 119

Table 25 : Valeurs des probabilités conditionnelles calculées pour différentes valeurs de αI, αE et αP . 119 Table 26 : Degré d'incendie provoqué pour notre étude de cas ... 123

(17)

15

Introduction Générale et Cadrage Logique

Dans cette partie, nous traitons les éléments suivants : Le positionnement de notre projet de thèse. La description globale de notre rapport de thèse.

La problématique générale et le cadrage logique de notre champ d’application relatif à nos travaux de recherche.

(18)

16

1. Positionnement de notre projet de thèse

Depuis toujours, l’Homme cherchait à développer tous les moyens et les outils qui lui permettent de mener une vie tranquille et aisée où tous ses besoins sont satisfaits sur les plans physique et moral. En 1954, Abraham Maslow1_{a développé une théorie qui montre que chaque personne a un nombre}

intéressant de besoins qu’il doit combler. Ces besoins sont regroupés en cinq catégories classées par ordre d’importance, présentées sous forme d'une pyramide représentée par la Figure 1 (Maslow, 2008).

Figure 1 : Pyramide de Maslow

Nous commençons par définir sommairement les besoins exprimés par la pyramide de Maslow afin de positionner par la suite notre orientation scientifique.

Besoins physiologiques : ils sont liés directement à la survie d’un individu ou d’une espèce. Ce sont des besoins concrets tels que manger, boire, dormir, respirer, faire ses besoins, etc. Besoins de sécurité : ce type de besoins consiste à se protéger contre les différents dangers qui menacent l’individu. Il s’agit donc d’un besoin de conservation d’un existant ou d’un acquis.

Besoins d’appartenance et d’amour : c’est le besoin d’être aimé par les autres, d’être accepté et d’appartenir à un groupe. C’est la peur de la solitude qui apparaît et qui incite une personne à avoir un statut et à être une composante d’un groupe.

Besoins d’estime : c’est le prolongement du besoin précédent. L’individu désire être reconnu dans les groupes de son appartenance. Il recherche donc de la confiance et le respect des autres afin d’avoir une bonne estime personnelle.

Besoins d’accomplissement de soi : ce besoin vise à sortir d’une vision matérielle pour atteindre l’épanouissement. Il peut autant s’agir de morale, de créativité ou de résolution des problèmes. Il s’agit de maîtriser et de mettre en valeur son potentiel personnel dans tous les domaines de la vie. C’est en fait le besoin d’être toujours plus compétent dans ce qu’on entreprend.

1_{Abraham Maslow, psychologue américain, 1916 – 1972}

Besoins d'accouplissement de soi Besoins d'estime Besoins d'appartenance et d'amour Besoins de sécurité Besoins physiologiques

(19)

17

A l'issue de ce qui précède, nous mettons en évidence un élément fédérateur qui se traduit par le fait que chaque individu cherche à avoir un logement adéquat qui répond à ses attentes. Plus généralement, l'appartenance à une société suppose la fréquentation de lieux pour y vivre ou y exercer une activité. Ces lieux se manifestent généralement par des édifices de différentes natures, de différentes catégories et de différentes fonctionnalités. Les progrès technologiques ont depuis longtemps contribuent à l'évolution de ces édifices pour permettre à l'Homme d'améliorer ses lieux de vie et plus particulièrement son habitat pour lui permettre de vivre dans de meilleures conditions.

Dans cette optique, on observe, à notre époque, l’apparition d’une nouvelle génération des édifices, dits intelligents (smart building), qui combinent confort, santé, sécurité, économie et respect de l'environnement. A l'ère d'Internet et de tout numérique, l'édifice intelligent s'équipe d’un certain nombre d'outils électroniques et informatiques associés ou administrés par un système d'informations interactif, collaboratif, prédictif, autorégulateur et décisionnel. Un tel système multifonctionnel, multilingue, accessible à distance et sécurisé, se commande via une interface graphique ou par reconnaissance vocale en s'appuyant notamment sur la domotique.

Dans ce contexte, nous objectons, par le biais de nos travaux de recherche, à contribuer au caractère intelligent des édifices, en étudiant l'analyse et la gestion des risques en général, et en se focalisant sur ceux liés aux incendies en particulier. Notre démarche, exprimée tout au long du présent mémoire, consiste à bien cerner les problématiques et les paramètres de la gestion des risques d'incendie afin de bien identifier leurs relations de cause à effet. Cela se traduit par un calcul probabiliste, basée sur l'application des réseaux bayésiens, pour étudier les risques potentiels qui peuvent être engendrés par les éléments, déclencheurs d'un incendie, présents dans un édifice. Nous nous appuyons sur le résultat issu de cette étape pour déterminer l'effet de propagation et pour évaluer l'ensemble des conséquences, sur la base d'un calcul possibiliste, afin d'être mieux préparer pour y faire face et également bien gérer les interventions et les évacuations y compris dans le voisinage d'un incendie important.

La finalité de nos travaux consiste à aboutir à la modélisation de la prédiction et de la gestion d'un incendie et de ses effets afin de mettre en œuvre une applicative informatique intelligente. Ce dernier doit être capable d'auditer un édifice existant, en construction ou en état de projet, pour le diagnostiquer et identifier les risques menaçant ses occupants afin de proposer tous les remèdes nécessaires pour y faire face.

C'est dans cette optique que, nous présentons dans le présent rapport, de notre mémoire de thèse, l'essentiel de notre travail pour l'aide à la prise de décision dans la gestion des risques d'incendie dans un édifice.

L’enchainement illustré par la Figure 2 présente l'organisation suivie dans la rédaction du présent. Ce dernier débute par une introduction générale qui met en évidence, la problématique et le cadrage logique de notre champ d’application ainsi que les objectifs et les résultats escomptés par nos travaux.

(20)

18

Figure 2 : Schéma d'organisation de notre rapport de thèse

Par la suite, nous abordons le premier chapitre qui présente le contexte général de notre projet de thèse, à savoir : l’étude et la gestion des risques et plus particulièrement des risques d’incendie dans différents types d’édifices.

Dans un premier temps, nous présentons les principales caractéristiques des édifices ainsi que certains types de risques qu’on peut y rencontrer. Nous nous intéressons spécialement aux édifices, dits intelligents, qui s’appuient sur des technologies performantes pour améliorer le cadre de vie des occupants et notamment par l’analyse, le contrôle et la gestion des risques. Dans un deuxième temps, nous convergeons vers les risques d’incendies, objet principal de notre thèse, et nous exposons les généralités de leurs phénomènes dans les milieux urbains. Nous verrons ainsi, le principe de déclenchement et de propagation d’un incendie, les éléments qui sont souvent à son origine et la nature des conséquences qui en découlent, ainsi que les moyens de protection et de sécurité qui permettent d’y faire face.

On termine ce chapitre par des statistiques en rapport avec les incendies provoqués, dans les milieux urbains, au Maroc et dans d’autres pays.

Le deuxième chapitre se divise en deux sections : la première présente une synthèse de l’état de l’art dans le domaine de la gestion du risque d’incendie dans le milieu urbain; quant à la deuxième, elle donne un aperçu sur un ensemble des techniques de l’intelligence artificielle, applicables dans le domaine de la prise de décision, qui converge avec notre domaine de recherche.

Le troisième chapitre est organisé également en deux sous-parties. La première présente le principe et l’architecture générale de notre solution, alors que la seconde illustre les différentes étapes de la modélisation du risque d’incendie dans les édifices, à savoir :

La modélisation du risque de déclenchement par une approche qui applique le principe des réseaux bayésiens.

La modélisation des risques, induits par la propagation du feu, par une méthode qui s'appuie sur l'utilisation de la technique des arbres d’événements.

La modélisation des dégâts matériels provoqués ainsi que le rayon des zones avoisinantes susceptibles d’être impactées par un incendie. Pour se faire nous sommes appuyés sur l'utilisation de la logique floue.

Introduction générale et cadrage logique Contexte générale de notre projet de thèse Modélisation des risques d'incendie dans les édifices Modélisation informatique Conclusion générale et perspectives

(21)

19

Dans le quatrième chapitre, nous nous intéressons à élaborer les fondations d'une solution informatique, d'audit et d'aide à la décision, qui peut être associée à notre contexte. Celle-ci est élaborée sur une architecture modulaire et collaborative afin d'intégrer les résultats de nos travaux et de leurs perspectives ainsi que ceux d'autres chercheurs. Dans ce chapitre nous nous intéressons à l'urbanisation d'un système d'information qui peut être associé à un édifice (et plus particulièrement un édifice intelligent) afin de prendre en considération la gestion des risques (et plus particulièrement ceux liés aux incendies). Un tel système s'appuie sur un ensemble de modules informatiques dont le module « calculateur de risque » pour lequel nous avons établi :

son principe fonctionnel.

son architecture organisationnelle

sa modélisation informatique à base d’UML (Unified Language Modeling). son processus algorithmique

Ce dernier chapitre propose le prototype informatique que nous avons conçu afin d'illustrer une partie de nos travaux et permettre d'avoir une vision précise pour développer une application plus cosy et plus professionnelle.

2. Problématique générale du contexte applicatif objet de notre

thèse

2.1. Préambule

Le Maroc, à l'instar de plusieurs pays, a connu un développement très important dans le domaine de la construction. Chaque année, un grand nombre d'édifices, de différents types, sont construits : des bâtiments d’habitation (BH), des établissements recevant du public (ERP), des immeubles de grande hauteur (IGH) et des lieux de travail (ERT). Un tel développement est accompagné, malheureusement, par une augmentation de risques domestiques.

A travers notre mémoire de thèse, nous présentons, de manière quasi-exhaustive, la plus part d’entre eux, dont les risques liés aux catastrophes naturelles (inondation, sècheresse, séisme, etc.) et d’autres technologiques liées aux activités de l’être humain (incendie, fuite de gaz, risque électrique, blocage des ascenseurs, etc.). Leurs conséquences induisent des pertes humaines, des traumatismes physiques et psychologiques ainsi que des dégâts matériels qui engendrent des pertes financières importantes. Dans le cadre de notre projet de thèse, nous avons choisi de nous concentrer sur l'étude des risques des incendies domestiques dans un milieu urbain et plus précisément, ceux en rapport avec les édifices à utilisation collective (habitation, lieu de travail, administration, loisirs et tourisme, …).

Le tableau cité ci-après (Table 1) présente le nombre des incendies domestiques enregistrés par la direction de la protection civile au cours des années 2011et 20122.

2_{Ces statistiques ont été publiées dans le site officiel du journal « aleqtisadiah » dont le lien est le suivant :}

(22)

20

Table 1 : nombre des incendies enregistrés dans le milieu urbain au cours des années 2011 et 2012 au Maroc

Les statistiques de la direction de la protection civile marocaine montrent que 700 décès sont enregistrés chaque année suite aux incendies déclarés dans les milieux urbains3_{. A celles-ci s'ajoutent}

des données souvent ignorées par les statistiques : décès suite aux blessures graves, blessés et traumatismes, pertes matériels. De même, les incendies, éteints par les habitants, ne sont pas déclarés et donc pas pris en compte par les statistiques officielles.

Pour la présentation de notre problématique générale, nous proposons d'utiliser la méthodologie du cadre logique. Il s’agit d’une méthode qui permet de cadrer la problématique et les enjeux d'un projet sous-forme d'arborescences : un arbre à problèmes, un autre à objectifs et un autre à solutions.

Cette méthode se fait selon les étapes suivantes (Figure 3) :

Figure 3 : Etapes suivies par la méthode du cadre logique

Etape 1 : Construction de l’arbre à problèmes

La première étape consiste à mettre en évidence un arbre à problèmes qui va permettre l’identification du problème majeur et ses sous-problèmes ainsi que leurs causes et leurs conséquences.

Etape 2 : Détermination des objectifs

Dans cette étape, on détermine les différents objectifs souhaités pour arriver aux solutions escomptées, à savoir : l’objectif global et ses objectifs spécifiques.

Pour chaque objectif, on précise les résultats à atteindre et les activités nécessaires pour les réaliser. Par la suite, on détermine pour chaque activité les moyens et le processus nécessaire.

Etape 3 : Elaboration d’un arbre à solution

Cette étape consiste à élaborer un arbre à solution. Il s’agit d’une arborescence qui illustre les solutions potentielles pour chaque problème identifié.

3_{Ces données sont extraites à partir du site officiel du journal hespress dont le lien est le suivant :}

http://www.hespress.com/faits-divers/18544.html Etape 1 • Construction de l'arbre à problème Etape 2 • Construction de l'arbre à objectifs Etape 3 • Construction de l'arbre à solution

Année Nombre d’incendies du milieu urbain déclarés officiellement

2011 16723

(23)

21

2.2. Construction de l’arbre à problème

Notre étude commence par l’étape de l’analyse qui consiste à spécifier la problématique générale liée aux risques de déclenchement d’incendie afin d'identifier leurs causes principales et de mettre en évidence leurs conséquences potentielles.

La figure située ci-dessous (Figure 4) présente les principaux éléments de l’arbre à problèmes en rapport avec notre projet de thèse :

Figure 4 : L’arbre à problèmes relatif aux risques de déclenchement d’incendie

2.3. Identification des causes des incendies

Le risque d’incendie, dans un édifice, peut être lié aux trois catégories des objets, à savoir : Son architecture et les matériaux utilisés dans sa construction.

Ses équipements et ses installations.

Les activités domestiques de ses occupants et les activités à caractère socio-économique qui se trouvent dans son enceinte ou à sa proximité.

La figure ci-après (Figure 5), présentée sous forme d’un arbre à problèmes, illustre d’une manière explicite les différents paramètres sources de danger pour un édifice.

2.3.1. Risques liés à la construction de l’édifice

L’architecture des édifices représente une source de danger, en particulier, s'elle ne respecte pas les normes internationales de construction, comme l’absence des issus de secours (escaliers, fenêtres, etc.) ou l’absence des équipements de sécurité (les appareils de désenfumage, les extincteurs automatiques, les détecteurs, le compartimentage, etc.). De même, le choix des matériaux utilisés dans la construction d'un édifice peut être néfaste. Certains matériaux peuvent s'avérer très dangereux car ils peuvent être très inflammables et donc faciliter le déclenchement d'un incendie ou accélérer sa propagation. Ils peuvent également être très toxiques lors d'un incendie et provoquer des asphyxies ou des lésions graves aussi bien pour les occupants d'un édifice que pour les sapeurs-pompiers.

(24)

22

(25)

23

2.3.2. Risque lié aux équipements présents dans l’édifice et ses installations

Les équipements électriques peuvent représenter une source de danger s’ils sont mal installés (surcharge électrique, multiplication des prises, dépassement de la capacité des installations) ou bien s’ils sont de mauvaise qualité (dégradation des fils électriques, absence de la maintenance, etc.) 2.3.3. Risque lié aux activités domestiques ou professionnelles

Il s'agit de certains incendies provoqués volontairement ou involontairement par un ou plusieurs individus, dans le cadre de leurs lieux de vie ou dans le cadre de leurs activités professionnelles. Les actes volontaires émanent d'un pyromane, d'un vandale ou d'un terroriste, il s'agit d'actions criminelles considérées comme les plus dangereux et fortement réprimées par la loi.

Les actes involontaires sont caractéristiques d'une maladresse, d'une ignorance, d'un oubli ou d'une inadvertance : mauvaise utilisation de produits inflammables, utilisation d’appareils électriques de mauvaise qualité ou surcharge d'une tension, mélange de produits chimiques exothermiques, ... Un grand nombre d'accidents domestiques, qui induit le départ d'un incendie, est provoqué par des enfants ou des personnes âgées. De même, certains activités intégrées à proximité des édifices comportent un risque important dans le déclenchement d'incendie plus ou moins graves (restaurants, les cafés, les pompes d’essence, les laboratoires chimiques, etc.).

2.4. Identification des conséquences des incendies

Un incendie peut avoir des graves conséquences, ses impacts se manifestent sur quatre niveaux illustrés par la Figure 6 :

Au niveau des personnes : un incendie peut impacter, sur les plans physique, moral, psychologique et social, les personnes qui occupent, qui visitent ou qui vivent dans (ou au voisinage) d’un édifice objet d'un incendie :

Décès par brulure ou par asphyxie, intoxication, brûlures profondes ou blessures plus ou moins graves.

Phobie face au feu, stress, angoisse ou crainte.

Déchirement familial, des pertes de foyer ou des cas d’orphelin.

Au niveau des biens : un incendie peut provoquer une destruction totale ou partielle des biens matériels (patrimoines immobiliers ou mobiliers) ou causer le dysfonctionnement des machines et autres appareils, détruire des œuvres culturels ou artistiques.

Au niveau des activités : on peut distinguer trois types d'impacts :

Impacts économiques tels que l’arrêt temporaire ou permanent des activités des établissements privés ou publiques, des problèmes financiers, la perte des données des établissements privés ou publiques, la destruction de matériels et des installations, absence ou faiblesse des remboursements par les assurances.

Impacts sociaux qui se résument dans la perte momentanée ou définitive d’emplois qui entraînent souvent d'autres conséquences graves pour les foyers modestes.

(26)

24

(27)

25

Impacts sociétaux tels que la perte de commandes ou contrat les fournisseurs et les sous-traitants, gène provoqué par l'arrêt ou la délocalisation d'un service administratif ou de proximité, etc.

Au niveau de l’environnement : les impacts environnementaux se manifestent par les différents types de pollutions : pollution de l’air, de l’eau ou du sol, dégradation du paysage et génération des déchets.

3. Cadrage logique

Notre thèse s'inscrit dans le cadre d'un objectif global qui consiste à une utilisation intelligente des technologies pour contribuer à améliorer le bien-être des citoyens. D'une manière plus spécifique, notre contribution converge vers l'intégration de l'informatique décisionnelle, à travers l'analyse et la gestion des risques dans les lieux de vie et de travail des individus et plus particulièrement, dans la prise en compte des dispositions, aussi bien pédagogique, structurelles que matérielles, pour bien identifier et anticiper les risques d'incendie, bien évaluer et quantifier leurs impacts afin de mieux y faire face. Cette démarche se doit de s'appuyer sur des concepts et des approches scientifiques pour être crédible et se doit également d'aboutir à la mise en œuvre d'une solution informatique pour aider, les acteurs concernés directement ou indirectement par un incendie dans un édifice, à prendre les bonnes décisions pour mieux gérer les situations de crises induites.

C'est dans cette optique que nous avons orienté notre modeste travail vers la modélisation d’un système d’aide à la décision, dans le domaine de la construction, afin d'élaborer un outil dédié à anticiper les risques d’incendies dans un édifice pour réduire les pertes de vie et les traumatismes physiques et psychologiques, ainsi que les dégâts matériels et les pertes financières engendrés. Cet ensemble de conséquences s'alourdit souvent par des problèmes sociaux, sociétaux, économiques et environnementaux.

La modélisation de notre système d'aide à la décision se base sur l’application des concepts, issus de l’intelligence artificielle, tels que les réseaux bayésiens, la logique floue et les arbres d’événements. Nous ambitionnons de mettre en œuvre les fondations d'un système d'informations, collaboratif, évolutif et intelligent, qui propose d'auditer des édifices existants, en cours de construction ou en état de projet dans le but de déceler toutes les défaillances éventuelles pouvant être fatales en cas d’incendie, en évaluant le degré des différentes catégories des pertes selon l’échelle de celui-ci. Un tel système se destine aux décideurs de l’urbanisme, à la protection civile ainsi qu’aux experts et aux professionnels du BTP et du génie civil.

Nous cherchons également à généraliser notre travail pour l'inscrire dans le registre du Smart building, ou édifice intelligent, d'abord par l'intégration de notre système de gestion des risques d'incendie et, en suite, par son extension, via nos travaux en perspectives, pour contribuer à l'amélioration des outils de prévention et de gestion de tout type de risques qui menace le bien-être de ses occupants.

Pour faciliter la compréhension de notre contribution, nous l'avons schématisé à travers l'arborescence organisationnelle de la Figure 7 qui explicite sur trois axes la démarche objectée par notre travail de thèse orientée vers la recherche scientifique applicative. Démarche que nous retrouverons progressivement dans le présent rapport de mémoire, d'abord à travers une représentation contextuelle, puis par une considération scientifique et enfin par une conception informatique.

(28)

26

Dans un premier temps, on effectue une analyse exhaustive de l’édifice à auditer. Cette analyse consiste à :

− Rédiger un rapport sur tous les équipements existants dans l’édifice.

− Etablir un bilan architecturel.

− Rédiger un rapport de synthèse à propos des relations sociales.

Le rapport rédigé consiste à établir un diagnostic sur l’existant et son état, pour identifier les équipements ayant des anomalies qui peuvent devenir dangereux. Ce rapport permet également de spécifier les équipements, de la prévention et de la lutte contre l’incendie, défaillants ou manquants afin de les entretenir, de les changer ou de les acquérir dans le but de prévenir, de réduire les risques et/ou d'atténuer leurs éventuelles conséquences.

Le bilan architecturel permet d’établir un rapport de synthèse sur l’architecture de l’édifice. Il spécifie les points positifs de l’architecture favorisant la prévention et la lutte contre l’incendie. Il met en évidence également les points négatifs des éléments qui doivent être modifiés ou ajoutés au risque de provoquer une situation dramatique.

Le rapport de synthèse, concernant les relations sociales, permet d’identifier le type des activités exercées dans l’édifice étudié afin de préciser si celles-ci peuvent représenter une source de danger.

Dans un second temps, on effectue une étude prédictive de risque d’incendie dans l’édifice concerné. Cette étude consiste à :

− Identifier et analyser le risque du déclenchement d’incendies en calculant les probabilités de leurs déclenchements, en tenant compte des différents évènements intermédiaires qui provoquent la naissance d'un feu.

− Prédire la gravité de l’incendie déclenché en calculant sa probabilité de propagation en fonction de la présence ou non des éléments de la sécurité incendie et selon leurs états de fonctionnement.

− Calculer le pourcentage des pertes de vies et des pertes en biens engendrées suite au déclenchement d’un incendie.

Et dans un troisième temps, on propose des solutions pour minimiser le risque de déclenchement et de propagation de l’incendie dans l’édifice étudié, ainsi que des solutions pour réduire le pourcentage des dégâts humains et matériels engendrés. Ces solutions consistent à :

− Modifier les caractéristiques des paramètres source de danger afin de minimiser le risque de déclenchement et de propagation d’incendie.

− Faire un suivi permanent des équipements de l’édifice étudié (maintenance, changer les équipements présentant des impacts dangereux et en cas de pannes irréparables).

− Installer les équipements de la prévention et de la lutte contre l’incendie (détecteurs, appareils de désenfumage, sprinklers, extincteurs, etc.).

(29)

(30)

28

(31)

29

Chapitre I : Contexte applicatif de notre projet de thèse –

l’édifice intelligent face à la gestion du risque d’incendie

Ce chapitre donne une vision globale du contexte général de notre projet de thèse, à savoir l’étude et la gestion des risques et plus particulièrement des risques d’incendies dans différents types d’édifices.

Dans un premier temps, nous présentons les principales caractéristiques des édifices ainsi que les types de risques qu’on peut y rencontrer. Nous nous intéressons spécialement aux édifices, dits intelligents, qui s’appuient sur des technologies performantes pour améliorer le cadre de vie des occupants et notamment par l’analyse, le contrôle et la gestion des risques.

Dans un deuxième temps, nous convergeons vers les risques d’incendies, objet principal de notre thèse, et nous exposons les généralités de leurs phénomènes dans les milieux urbains. Nous verrons ainsi, le principe de déclenchement et de propagation d’un incendie, les éléments qui sont souvent à son origine et la nature des conséquences qui en découlent, ainsi que les moyens de protection et de sécurité qui permettent d’y faire face.

On termine ce chapitre par des statistiques en rapport avec les incendies provoqués, dans les milieux urbains, au Maroc et dans d’autres pays.

(32)

30

1. _Introduction

Dans ce chapitre nous nous intéressons aux risques potentiellement encourus par un édifice et nous nous focalisons sur ceux liés aux incendies. Au préalable, nous donnons quelques définitions pour mieux cerner le contexte principal de notre travail. Le Petit Larousse (dictionnaire Petit Larousse p. 351) donne trois définitions d’un édifice :

Ouvrage d'architecture de proportions importantes, pouvant comporter plusieurs corps de bâtiments.

Assemblage formé par la réunion de plusieurs choses disposées avec un certain art.

Vaste ensemble organisé dont les éléments sont liés les uns aux autres pour former un lieu social.

Toujours d’après le dictionnaire Petit Larousse (P. Larousse p. 893) :

Un risque est la possibilité, la probabilité d'un fait, d'un événement considéré comme un mal ou un dommage.

Un risque est un danger, inconvénient plus ou moins probable auquel on est exposé.

Christian Huygens propose une définition scientifique (Jousse, 2009) qui présente le risque comme étant l’espérance mathématique d'une fonction de probabilité d'événements. En termes plus simples, il s’agit de la valeur moyenne des conséquences d'événements affectés de leur probabilité.

Ainsi, le risque r relatif à un ensemble d'événements Ei ayant chacun une probabilité d'occurrence Pi

et pouvant engendrer une conséquence probable Ci vaudra selon l'équation suivante :

r = P

1

⋅C

1

+ P

2

⋅C

2

+ … + P

n

⋅C

n

=

∑

⋅

En ce qui nous concerne, nous désignons par le terme « édifice » toute construction ayant une architecture bien déterminée, suivant les normes internationales de construction, pouvant accueillir des personnes ou des animaux et ayant une fonction spécifique.

De même, nous identifions trois classes de risques qui peuvent éventuellement causées des dommages, directs et collatéraux plus ou moins importants, dans un édifice, dédié ou non à l’habitat : la classe des risques provoqués par un humain ou ses activités, la classe des risques dite naturelle et celle des risques industriels.

Pour la première, on distingue trois catégories :

La catégorie des risques, dits techniques, liés aux équipements installés par l’humain (risques liés aux installations électriques, aux fuites de gaz, au blocage des ascenseurs, aux piscines et les incendies du milieu urbain, etc.).

La catégorie des risques causés volontairement ou involontairement par un humain : ignorance, inconscience, négligence, oubli (trou de mémoire), inadvertance, irresponsabilité, vandalisme, vengeance, maladie (ex. pyromane), guerre, terrorisme …

La catégorie liée aux manques d’entretiens : habitat ou lieux de travail insalubres (présence de mérules et autres champignons lignivores, invasion des termites et autres insectes xylophages, etc.).

(33)

31

En ce qui concerne la deuxième, elle est liée aux catastrophes naturelles : inondations, sècheresse, séisme, incendie de forêt, volcans, tsunami, tornade (typhon, cyclone, ouragan) …

Quant à la troisième classe, elle est liée aux catastrophes industrielles bien qu’elle peut également être affectée à la première classe, nous la mettons dans une classe séparée en vue de son ampleur : catastrophe nucléaire, explosion chimique, guerre biologique, …:

Les conséquences de tels risques se manifestent sur différents niveaux : - Pertes de vies humaines, - Préjudices physiques et moraux, - Dégâts matériels, - Pertes financières, - Pertes d’activités et ses impacts sociaux et sociétaux, …

Conformément à ce qui précède et afin de bien cerner les enjeux de notre travail, nous illustrons, dans le présent chapitre, les différentes catégories d’édifices et nous étudions le cas particulier des édifices intelligents. Nous ferons de même pour les risques potentiellement présents dans un édifice et nous nous intéressons aux cas spécifique des incendies. Nous terminons par une conclusion qui nous permet d’initier l’approche principale d’un volet important, de nos travaux de recherches, qui s’oriente vers la modélisation des risques dans un édifice.

2. Classification des édifices

Selon le Guide de sécurité incendie, réalisé par la direction générale de la protection civile au Maroc (Protection Civile Marocaine, 2009), les édifices peuvent être classés en quatre catégories différentes représentées dans la figure suivante (Figure 8 ).

Figure 8 : Classement des édifices

2.1. Les bâtiments d’habitation (BH)

A partir de la définition présentée par Jean-Charles DU BELLAY dans son article intitulé « sécurité incendie dans les habitations» (BELLAY, 2014) et d’après le guide de sécurité incendie au Maroc (Protection Civile Marocaine, 2009), on désigne par un bâtiment d’habitation tout bâtiment ou une partie de bâtiment contenant un ou plusieurs logements.

(34)

32 2.1.1. Bâtiments d’habitation de première famille

Comme il est montré dans la Figure 9, un bâtiment d’habitation de première famille comprend les habitations individuelles :

isolées ou jumelées et qui possèdent un étage au plus, au-dessus du rez-de-chaussée. groupées en bande et qui ont un rez-de-chaussée.

groupées en bande à structures indépendantes avec un seul étage sur le rez-de-chaussée.

Figure 9 : Bâtiment de 1ère famille 2.1.2. Bâtiments d’habitation de deuxième famille

Cette famille se subdivise en deux groupes (Figure 10) : des habitations individuelles et celles collectives. Les habitations individuelles sont des habitations qui sont :

isolées ou jumelées avec un étage sur rez-de-chaussée.

groupées en bande, si les structures de chaque habitation sont dépendantes, avec un étage sur rez-de-chaussée.

groupées en bande avec plus d’un étage sur rez-de-chaussée.

Les habitations collectives comportent au plus trois étages sur le rez-de-chaussée.

(35)

33 2.1.3. Bâtiments d’habitation de troisième famille

Cette famille comprend les habitations dont le plancher bas, du logement le plus haut, est situé à 28 m au plus au-dessus du sol. Cette famille est utilement accessible aux engins des services de secours et de lutte contre l’incendie.

Dans cette famille, on distingue deux groupes : la sous-famille A et la sous-famille B.

Les habitations de la sous-famille A (Figure 11) doivent répondre à l’ensemble des prescriptions suivantes :

Comporter au plus sept étages sur rez-de-chaussée.

Comporter des circulations horizontales telles que la distance entre la porte palière de logement la plus éloignée et l’accès à l’escalier, soit au plus égale à 7 m.

Etre implantées de telle sorte qu’au rez-de-chaussée, les accès aux escaliers soient atteints par une voie échelles.

Figure 11 : Bâtiment de 3ème famille A

Les habitations de la famille B (Figure 12) comprennent les habitations ne satisfaisant pas à l’une des conditions précédentes mais :

La cage d’escalier doit être située à moins de 50 m d’une voie publique (adresse postale) ; Les circulations horizontales ne doivent pas excéder 15 m et seront soit désenfumées, soit à l’air libre.

(36)

34 2.1.4. Bâtiments d’habitation de 4ème famille

Cette famille comprend les habitations dont le plancher bas, du logement le plus haut, est situé à plus de 28m et à 50m au plus au-dessus du niveau du sol, utilement accessible aux engins des services de secours et de lutte contre les incendies (Figure 13).

Figure 13 : Bâtiments de 4ème_famille

2.2. Les établissements recevant du public (ERP)

Les ERP désignent tous les bâtiments, les locaux ou les enceintes, publics ou privés, accueillant, soit librement, soit moyennant une rétribution ou une participation quelconque des clients, autres que les employés (fonctionnaires ou salariés) (Cie, 2008) (Protection Civile Marocaine, 2009).

A l'intérieur de chaque type d'établissement, les locaux sont classés selon leur degré d'accessibilité et selon leur degré de risque.

Les ERP se classent selon deux critères :

Classement par type d’exploitation (Table 2 et Table 3). Classement par catégorie (Table 4 et Table 5).

Table 2 : Classement des ERP installés dans un bâtiment par type d’exploitation

L Salles d’auditions, de conférences, de réunions, de spectacles ou à usages multiples M Magasins de vente, centres commerciaux

R Restaurants et débits de boissons O Hôtels et pensions de famille P Salles de danse et salles de jeux

R Etablissements d’enseignement, colonies de vacances S Bibliothèques, centres de documentation

T Salles d’expositions U Etablissements sanitaires V Etablissements de culte

W Administrations, banques, bureaux X Etablissements sportifs couverts Y Musées