Structures en béton en situation d’incendie > Analyse du bâtiment

Analyse préliminaire

Pour permettre l’étude de l’impact des incendies sur les cibles (éléments de structure) et satisfaire les critères de sécurité réglementaires, il est nécessaire d’analyser le plan de l’entrepôt en gardant à l’esprit la physique des phénomènes, décrite dans la partie précédente.



Une première étape consiste à identifier les barrières physiques à l’extension du feu pour ainsi que les zones de stockage afin de déterminer les surfaces maximales pouvant être en feu simultanément. Par exemple, on identifiera les murs coupe-feu qui séparent les différentes cellules. La position des écrans de cantonnement est également une donnée importante. Enfin, il convient d’identifier précisément les ouvertures vers l’extérieur :

• type : portes, puits de lumière, exutoires de fumée, fenêtres ;
• mode d’ouverture : automatique, manuelle, fonte du vitrage ;
• déclenchement de l’ouverture : seuil de température, alarme, etc.

Cette analyse des ouvertures impacte les conditions de désenfumage et de ventilation de l’incendie.

Enfin, le type et la position des zones de stockage sont aussi des données importantes du problème. Elles varient selon le type de produits stockés.

Concernant les éléments de structure, il s’agit d’abord de recenser les cibles de l’incendie et de déterminer ensuite quels sont les critères de sécurité à vérifier pour chaque cible afin d’atteindre les objectifs de sécurité de la structure globale.

Les structures visées dans le cadre de ce guide sont constituées de portiques en béton armé ou précontraint. Ces portiques sont reliés par des poutres principales perpendiculaires qui supportent directement les pannes. Les pannes supportent des éléments de couverture. Les portiques comprennent des poteaux en béton armé ou précontraint et des poutres en béton armé ou précontraint, liés ensemble. Tous les éléments de structure constituent les cibles potentielles, dont le comportement doit être étudié.

Les types de poteaux les plus fréquents ont des sections de forme carrée ou rectangle, avec ou sans feuillure ou engravure.

Les poutres des portiques et les autres poutres principales peuvent être à section constante ou variable, en forme de I, de T ou encore de section rectangulaire.

Les pannes ont souvent une section constante avec ou sans blochet et de forme rectangulaire, en T ou en U inversé.

La couverture est généralement constituée de panneaux en béton, en béton cellulaire, des bacs métalliques à isolation inversée ou d’éléments de type sandwich. Les façades peuvent être réalisées à l’aide de bardage (béton, ou autre) ou de panneaux de grande dimension fixés aux poteaux. Elles peuvent également être constituées de remplissage en maçonnerie. Plus rarement, on trouve des voiles béton coulés en place. En fonction de leurs conditions de fixation sur la structure porteuse, ces éléments peuvent également constituer une part des charges à prendre en compte pour l’étude de la structure.

La structure des murs coupe-feu doit également être bien identifiée. En particulier, il s’agit de déterminer si cette structure et indépendante de la structure porteuse de l’entrepôt ou si elle y est intégrée (cas courant). Dans ce dernier cas, les poteaux situés au niveau du mur supportent les éléments constituant le mur : panneaux de béton cellulaire, maçonnerie, voile en béton armé. La condition de dépassement en toiture est parfois réalisée par une poutre de couronnement dont la section a une forme en T inversé.

Conditions d’expositions des cibles

Une fois les scénarios d’incendie retenus et les cibles identifiées, il faut déterminer les conditions d’exposition des cibles. Deux échelles sont à différencier.

• Pour les analyses élément par élément : il est nécessaire de savoir comment est répartie l’action thermique sur le pourtour de la section et selon la longueur de l’élément.
• Pour les analyses globales : s’ajoute aux facteurs précédents la possibilité d’avoir simultanément différentes actions thermiques en fonction de la position des cibles.

Pour illustrer cette répartition spatiale des actions thermiques, on prend l’exemple d’un feu se déclarant au centre d’une cellule, autour d’un poteau. Ce cas est illustré sur la figure 7.

Le poteau central est soumis à l’action thermique relative à une cible située dans le panache. La section est exposée sur ses 4 côtés.



Les sections de poutres sont exposées sur 3 côtés si on considère que la couverture repose directement sur leur semelle supérieure. Selon leur longueur, 3 actions thermiques interviennent simultanément dans la cellule :

• celle relative à une cible située au droit du panache à proximité du poteau central
• celle relative à la zone de couche chaude à l’intérieur du canton
• le reste est à température ambiante, tant que le cantonnement est efficace.

Détails constructifs (liaisons, façades)

Lorsqu’on considère le comportement global de la structure en situation d’incendie, pour déterminer la cinématique de ruine en particulier, il est nécessaire de bien connaître le comportement des liaisons entre éléments de structure et celle des éléments secondaires sur la structure. En effet :

• Les liaisons entre poutres et poteaux déterminent la validité des modèles structuraux. Si la liaison est rompue, le modèle portique n’est plus valide. Les types de liaison courants entre éléments principaux de structure sont des clavetages béton, des broches ou des appuis simples (non liés). Pendant l’incendie, les liaisons peuvent être soumises à des efforts très importants induits en particulier par les déformations relatives des éléments de structure.
• Les liaisons entre éléments de mur ou de bardage et les poteaux ou la fixation des équipements et structures secondaires comme les auvents impactent les charges reprises par la structure. En particulier, les auvents haubanés peuvent induire des moments de flexions importants dans les poteaux de façade.