Étude ISI — vérification de l'efficacité du désenfumage dans un espace restaurant, par simulation CFD, lors d'un changement de conception.
Dans le cadre d'un projet de restructuration d'immeuble, EOLIOS met à profit son expertise en simulation CFD pour l'ingénierie de la sécurité incendie (ISI). L'étude se concentre sur la qualification des systèmes de désenfumage lors d'un changement de conception, en modélisant les mouvements aérauliques pour connaître les fumées et les températures qui se développeront.
Le cœur de l'étude : évaluer le fonctionnement optimal du désenfumage avec l'installation de cloisons pleine hauteur. Deux configurations ont été étudiées — l'une avec quatre cloisons pleine hauteur, l'autre combinant une cloison pleine hauteur et trois cloisons partiellement ouvertes en hauteur.
La protection et la sécurité des occupants sont la priorité essentielle et l'enjeu majeur du projet.
L'essentiel. Lors de la restructuration d'un immeuble, EOLIOS a qualifié par simulation CFD/FDS le désenfumage d'un espace restaurant de type N (Unibail). Deux configurations de cloisonnement ont été comparées, sur trois scénarios d'incendie (Feux A, B, C) et selon l'ISO 23932. Résultat : la visibilité reste au-dessus du seuil critique (opacité < 20 m) et la température sous 40 °C, bien avant le temps de mise en sécurité des personnes (2 min 30). Les deux configurations sont validées.
Dans le règlement de sécurité incendie des ERP, le type N désigne les restaurants et débits de boissons. Ce classement fixe des exigences spécifiques d'évacuation et de désenfumage selon l'effectif reçu.
En cas d'incendie, la fumée est un danger majeur : elle obstrue les issues de secours, émet des gaz toxiques et réduit la visibilité. L'inhalation de fumée est la première cause de mortalité chez les victimes d'incendie. La conformité aux normes NF EN 13.945 et NF EN 13.571 est essentielle, et EOLIOS y intègre son expertise CFD.
On distingue cinq dangers : la toxicité (CO/CO₂, baisse d'oxygène), l'opacité (particules de carbone, panique, secours gênés), l'inflammabilité (propagation par convection/rayonnement — EGE, explosion de fumées), la chaleur (brûlures, dégâts) et la mobilité (vitesse de propagation de 0,20 à 1 m/s).
Cette phase définit les étapes de chaque scénario : position et caractérisation du foyer (placement stratégique selon les objectifs) et variables de structure et de systèmes. La méthodologie repose sur un modèle de source volumique de chaleur : la flamme n'est pas simulée, mais les effets thermiques et toxiques de la combustion sont imposés dans un volume représentant la zone de flamme.
Plutôt que de simuler la flamme elle-même, on impose dans un volume défini les effets thermiques et toxiques de la combustion (chaleur et produits). Cette approche restitue la production et le déplacement des fumées sans modéliser la réaction chimique de combustion.
Chaque scénario d’étude associe une solution de conception, des conditions initiales et un foyer localisé. Un même scénario intègre différentes solutions de conception pour les comparer efficacement. Il n’est pas possible de couvrir tous les cas de figure : on veille à ce que chaque scénario représente des versions plausibles, fondées sur une analyse rigoureuse.
Le dimensionnement des installations de désenfumage dépend de la localisation stratégique des foyers. EOLIOS adopte une approche conservatrice en maximisant le trajet des fumées, le temps de détection et l'accumulation de chaleur et de fumées — des scénarios « pire des cas » répondant aux exigences de sécurité.
Une attention particulière est portée à la modélisation 3D précise des interconnexions entre espaces (escaliers, couloirs, portes), à l'échelle de 10 cm environ, pour analyser tous les éléments perturbant le passage des fumées. Dans le modèle CFD, l'accent est mis sur la reproduction des obstacles fixes (mobilier permanent) afin de concentrer l'analyse sur la dynamique des fluides et simuler exactement les chemins de désenfumage.
Conformément à la norme ISO 23932, les deux configurations ont été analysées sur trois scénarios d'incendie (Feux A, B et C). Pour la visibilité, à aucun moment — même 10 minutes après le départ de feu — le critère critique (opacité < 20 m) n'a été dépassé. Pour les températures, le seuil perturbateur de 40 °C n'est pas atteint après 10 minutes.
Les critères normatifs sont satisfaits bien avant le temps de mise en sécurité des personnes (TMSP), estimé à 2 min 30 : l'évacuation est assurée dans les conditions testées. Les deux configurations (4 cloisons pleine hauteur, ou 1 pleine hauteur + 3 cloisons plus basses) sont fonctionnelles et efficaces.
Le TMSP est le temps nécessaire pour que l'ensemble des occupants rejoignent une zone sûre. Les critères de visibilité et de température doivent rester tenables au moins jusqu'à ce délai ; il est estimé ici à 2 min 30.
Cette étude met en exergue l'importance d'une évaluation rigoureuse et d'une consultation multilatérale pour mettre en place des systèmes de sécurité incendie efficaces, sans compromis sur la sûreté des occupants.
À retenir. Comparer plusieurs configurations de cloisonnement sur les scénarios les plus défavorables valide une conception avant travaux : une solution partiellement ouverte peut être aussi sûre qu'un cloisonnement pleine hauteur, dès lors que les critères d'évacuation restent tenus.
Désenfumage d'un ERP de type N, cloisonnement et critères d'évacuation.
Dans le règlement de sécurité incendie des ERP, le type N désigne les restaurants et débits de boissons. Ce classement fixe des exigences spécifiques d'évacuation et de désenfumage selon l'effectif reçu. Voir notre dossier sur l'application de l'IT246 (désenfumage des ERP).
Le changement de conception introduit des cloisons. On compare une solution à quatre cloisons pleine hauteur et une solution combinant une cloison pleine hauteur et trois cloisons ouvertes en partie haute, pour vérifier que le désenfumage reste efficace dans les deux cas.
Selon l'ISO 23932, la visibilité doit rester au-dessus du seuil critique (opacité inférieure à 20 m) et la température sous 40 °C. Ici, ces critères sont respectés même 10 minutes après le départ de feu, sur les trois scénarios A, B et C.
Le temps de mise en sécurité des personnes est le délai nécessaire pour que tous les occupants rejoignent une zone sûre. Les conditions tenables doivent être maintenues au moins jusqu'à ce délai, estimé ici à 2 min 30.
Non. La flamme n'est pas simulée : un modèle de source volumique de chaleur impose les effets thermiques et toxiques de la combustion dans un volume représentant la zone de flamme.
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Étude ISI/CFD du désenfumage d'un restaurant de type N : comparaison de deux configurations de cloisonnement sur trois scénarios d'incendie (Feux A/B/C), vérification des critères de visibilité (< 20 m) et de température (< 40 °C) selon l'ISO 23932, et validation de l'évacuation avant le TMSP de 2 min 30.
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