Les objectifs du désenfumage.

Le danger des fumées

Depuis les années 1980, il est établi que 80 % des décès causés par un incendie sont dus à l'inhalation de fumées toxiques. On distingue trois grands dangers : l'opacité, la toxicité et la température.

Dangers pour les personnes

Opacité. Lorsque la visibilité tombe sous 4 mètres, il devient quasiment impossible de se repérer et de trouver les sorties de secours. Dans un état de panique, l'occupant perd ses repères et agit comme s'il était coincé dans un espace confiné, perdant tout sens de l'orientation ; si la personne n'est pas extraite rapidement, la situation peut devenir fatale.

Toxicité. Un incendie libère environ 140 composés dangereux, parfois mortels même après une courte exposition — les victimes doivent être secourues dans les 30 minutes. Les gaz toxiques se divisent en gaz asphyxiants (cyanures, oxydes de carbone) qui dépriment le système nerveux central, et gaz irritants (chlore et dérivés) qui endommagent les muqueuses respiratoires — parmi les plus dangereux : le dioxyde de carbone, le monoxyde de carbone et les oxydes d'azote. En cas d'incendie, la quantité d'oxygène chute : en dessous de 6 %, une syncope, voire la mort, survient. La diminution de l'oxygène altère la coordination motrice et la capacité à se déplacer.

Température. La température peut augmenter très rapidement et atteindre des niveaux mortels pour les alvéoles pulmonaires au-delà de 120 °C. Les fumées, de faible masse volumique, s'élèvent vers le plafond et s'accumulent en couches de températures décroissantes — la stratification. Compte tenu des phénomènes de convection, il est recommandé de se rapprocher du sol, où les températures sont plus basses, les composés toxiques moins concentrés et l'oxygène plus présent.

Dangers pour les biens

Les fumées jouent un rôle important dans la propagation de l'incendie. Exposés à de hautes températures dans un environnement appauvri en oxygène, les matériaux combustibles se décomposent et produisent des gaz combustibles qui alimentent les flammes : c'est la pyrolyse. Les fumées sont par ailleurs corrosives — elles contiennent notamment de l'acide chlorhydrique, dangereux pour les structures du bâtiment et les biens situés dans la zone sinistrée.

Les rôles et objectifs du désenfumage

Désenfumer pour sauver des vies

La plus grande menace pour une personne prise dans un incendie est l'intoxication par les fumées. Il est donc crucial d'évacuer les fumées du bâtiment sinistré : c'est le rôle du désenfumage. Pendant un incendie, la fumée et la chaleur restent emprisonnées à l'intérieur du bâtiment, empêchant les occupants de sortir en sécurité. Le désenfumage vise à évacuer une partie des fumées pour créer une zone d'air libre sous la couche de fumée.

Les avantages sont multiples : il facilite l'évacuation des occupants en maintenant la visibilité et l'air frais ; il limite la propagation de l'incendie en évacuant gaz chauds et particules ; il permet aux pompiers d'accéder au foyer ; et il réduit le risque d'effondrement du bâtiment en limitant l'élévation de température.

Les contraintes du désenfumage

Limiter les volumes et maîtriser la stratification

Pour atteindre ces objectifs, plusieurs contraintes doivent être respectées. La première consiste à limiter les volumes à désenfumer par le compartimentage — parois et portes coupe-feu — afin de réduire la propagation. Les grandes surfaces de vente, non compartimentables, sont traitées par des écrans de cantonnement qui canalisent les fumées vers les systèmes d'évacuation.

Il faut ensuite respecter la stratification en évitant les turbulences qui renverraient les fumées chaudes vers le sol : les vitesses de soufflage ne doivent jamais excéder 5 m/s. Pour un balayage efficace, les prises d'air neuf sont situées en partie basse et les évacuations de fumées en partie haute, en évitant toute zone morte où un bouchon de fumée pourrait stagner. Enfin, il importe de respecter les réglementations thermiques pour garantir le confort sans recourir à des ouvertures permanentes sur l'extérieur.

Les principes du désenfumage

Il existe deux grands principes :

• Le balayage : faire circuler de l'air frais en partie basse du volume à désenfumer et extraire les fumées en partie haute — naturellement ou mécaniquement selon le type d'évacuation ;
• La hiérarchie des pressions : établir une pression plus faible dans le volume sinistré que dans les locaux adjacents, créant un équilibre qui empêche la propagation des fumées. Cette méthode, souvent utilisée dans les immeubles de grande hauteur, nécessite un désenfumage mécanique.

Les différents modes de désenfumage

Désenfumage naturel

C'est le type le plus courant : il utilise des exutoires ou des ouvrants télécommandés en façade pour évacuer la fumée, ainsi que des portes ou ouvrants pour amener l'air. Les commandes doivent agir simultanément sur les évacuations et les amenées d'air.

Désenfumage mécanique / naturel

Configuration moins fréquente, qui recourt à un ventilateur pour l'amenée d'air lorsque le volume à désenfumer est semi-enterré ou difficile d'accès. Les bouches d'amenée d'air respectent une vitesse inférieure à 5 m/s et les évacuations de fumées se font par des exutoires montés en toiture.

Désenfumage naturel / mécanique

Ici, l'extraction est assurée par un ou plusieurs ventilateurs, tandis que les amenées d'air sont réalisées par des portes ou ouvrants télécommandés. Les dimensions des amenées d'air sont calculées à partir du débit total d'extraction.

Désenfumage mécanique / mécanique

Ce mode nécessite à la fois des ventilateurs de soufflage et d'extraction. La vitesse aux bouches de soufflage ne doit pas dépasser 5 m/s pour éviter la déstratification des fumées, et le débit de soufflage reste inférieur au débit d'extraction — généralement de l'ordre de 0,6 fois le débit extrait — pour respecter la hiérarchie des pressions.

La notion d'ingénierie du désenfumage

L'arrêté du 22 mars 2004 a introduit l'ingénierie du désenfumage, utilisée lorsque la stricte application de la réglementation n'est pas possible — par exemple dans les bâtiments classés monuments historiques, où certaines modifications sont impossibles. Cette approche vise à simuler l'évolution des fumées lors d'un incendie et leur contrôle par des systèmes de désenfumage naturels et/ou mécaniques.

Ces études doivent être réalisées par des organismes reconnus compétents par le ministère de l'Intérieur. Elles incluent une présentation exhaustive des hypothèses retenues, des simulations démontrant un contrôle satisfaisant des fumées, ainsi qu'une présentation des résultats et des conclusions sur l'efficacité des systèmes recommandés.

En 2017, le Guide de bonnes pratiques pour les études d'ingénierie du désenfumage a été publié par le laboratoire central de la préfecture de Paris. Il clarifie les rôles et responsabilités des acteurs, harmonise les définitions, formalise le processus, définit des scénarios de feu imposés, harmonise les critères d'acceptabilité et établit les méthodes d'essais de désenfumage sur site.

En savoir plus : l'ingénierie du désenfumage

Expertise : ingénierie de la sécurité incendie