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

On étudie la cellule 5.





=> Action thermique locale
Dans le scénario de feu localisé (début d’incendie), on considère un premier cas où un poteau entouré de racks est exposé à l’action thermique. Les poutres qui reposent sur le poteau sont exposées au feu dans une zone délimitée par un cercle de 5 m de diamètre qui représente le panache de fumées. Le reste de la structure est à température ambiante.



On considère un deuxième cas où le feu se déclare au milieu d’un canton. Les poutres qui reposent au droit du foyer sont exposées au feu dans une zone délimitée reste de la structure est à température ambiante.



=> Actions thermiques non uniformes en plan
Dans le scénario de feu de canton, la structure située dans le même canton est soumise à l’action thermique représentée par la courbe de température « feu de canton » T2, et les éléments de structure situés en dehors de la couche chaude sont à température ambiante. La température des gaz entourant les autres poteaux n’est pas uniforme selon leur hauteur :

• sur leur partie située en dessous de la couche chaude, ils sont à température ambiante
• sur leur partie située dans la couche chaude, ils sont soumis à des gaz dont la température suit la courbe « feu de canton » T2.

La figure 23 illustre ce cas.



Pour la suite des calculs, on retient une hauteur d’interface de la couche chaude à 7,5 m, constante pendant la durée du scénario, ce qui suppose une ouverture correcte des exutoires au plus tard 3 minutes après le début de l’incendie.

=> Actions thermiques uniformes en plan
Dans le cas de l’action thermique correspondant au feu de cellule, il y a stratification des fumées, avec apparition d’une couche chaude dont la hauteur se stabilise. En conséquence, les poteaux sont soumis à une action thermique représentée par la courbe de température « feu de cellule » T3 en partie supérieure (dans la couche chaude) et par la température ambiante en dessous. Cette répartition des températures selon deux zones en élévation est uniforme en plan.

Pour la suite des calculs, on retient une hauteur d’interface de la couche chaude à 8 m, constante pendant la durée du scénario, ce qui suppose une ouverture correcte des exutoires, mais ne prend pas en compte l’apport de ventilation due à la ruine des lanterneaux.

Lorsque la courbe conventionnelle est utilisée, l’action thermique est uniforme en plan et en élévation, tous les éléments étant exposés à des gaz à la même température.

Détails constructifs

Les poteaux sont fondés sur encuvements.

La liaison entre les poutres et les poteaux se fait au moyen de deux broches diamètre 20 mm, traversant la semelle inférieure et disposées de part et d’autre de l’âme.

La liaison entre les pannes et les poutres principales est réalisée par un goujon situé dans le becquet.

Modélisations des cibles

La modélisation des cibles dépend en grande partie de la nature de la liaison entre éléments de structure, en condition d’incendie. Une étude spécifique des liaisons par broche et goujon est à faire, mais elle n’est pas présentée ici.

Pour le feu localisé, on étudiera la réponse des cibles suivantes :

• poteau central, section PO5050 ;
• poutre principale exposée à mi-travée section IE105 ;
• panne exposée à mi-travée, section PP5230.

La disposition des racks est telle qu’une zone de circulation large de 4 m se situe en périphérie des cellules. Le cas d’un foyer situé à côté des poteaux de façade ou du mur coupe-feu n’est donc pas étudié.

Pour le scénario de feu localisé, une analyse élément par élément suffit. Si un risque de ruine locale est détecté, à ce niveau de sollicitation des investigations complémentaires sont nécessaire pour prendre en compte le rôle du reste de la structure (non exposé au feu) dans la cinématique de ruine de l’entrepôt.

Pour le feu de canton ou de cellule, on étudiera donc la réponse de deux portiques principaux.

• Selon la direction de la poutre principale, pour étudier le risque d’effondrement vers l’extérieur des façades.
  
  
  
  Figure 25 : Portique selon les poutres principales en I
  
  
  
• Selon la direction des pannes pour étudier pour étudier le risque d’effondrement vers l’extérieur de la façade (pignon) et le risque de ruine en chaîne (effondrement de la cellule adjacente). Cette modélisation a pour but de vérifier dans quelles conditions les pannes participent à la stabilisation de ces murs. Si la liaison est remise en cause pendant l’incendie, il faudra étudier la cinétique de ruine de murs comme des murs autostables (non tenus en tête) et changer de modèle structural.
  
  
  
  Figure 26 : Portique selon les pannes
  
  
  
  
  Figure 27 : Vue en plan de l’implantation des portiques étudiés