RAPPORT DE MODELISATION D'INCENDIE CALCUL DE FLUX …

Site de fabrication de bennes et d’accessoires de manutention

RAPPORT DE MODELISATION D'INCENDIE CALCUL DE FLUX THERMIQUES

Février 2021

GOUBARD Z.A. de la Suzerolle 49 140 SEICHES SUR LE LOIR

Modélisation de flux thermiques

GOUBARD - ECE - 2021 2

SOMMAIRE

1. Objet de l'étude .................................................................................................. 3

2. Caractéristiques des installations ........................................................................ 4

3. Identification des scénarios étudiés .................................................................... 4

4. Modélisation des flux thermiques ....................................................................... 6

4.1. Méthode de calcul utilisée ........................................................................... 6

4.2. Caractéristiques des produits combustibles ................................................. 7

4.3. Hypothèses de simulation ........................................................................... 8

4.4. Résultats ..................................................................................................... 9

ANNEXE ................................................................................................................ 11

ETUDES • CONSEIL • ENVIRONNEMENT 23, rue Notre Dame – 35 600 REDON 02 99 72 17 31

Rédacteur : J.GUYONNET, Chargé d'études



1. OBJET DE L'ETUDE

La société GOUBARD a sollicité ETUDES CONSEIL ENVIRONNEMENT pour réaliser une quantification des effets thermiques en cas d’incendie.

Cette étude a pour objectif de définir :

le risque de propagation d'un incendie vers les dépôts de matières combustibles les plus proches (évaluation des effets dominos),

les effets thermiques potentiels à l'extérieur de l'établissement.

Les résultats de la modélisation permettront de définir les distances d'éloignement à prévoir vis-à-vis des autres dépôts et des limites de propriété, ou l’aménagement d’écrans coupe-feu.

A l’issue des modélisations, il sera procédé à une évaluation des conséquences des effets résiduels pour les tiers.

Les valeurs de référence à considérer dans l’étude sont définies par l’arrêté ministériel du 29 septembre 2005 1.

Les effets radiatifs des flux thermiques étudiés sont précisés dans le tableau ci-dessous :

VALEURS DE REFERENCE – Arrêté du 29 / 09 / 2005

3 kW/m² Seuil des effets irréversibles correspondant à la zone des dangers significatifs pour la vie humaine (exposition de 30 secondes).

5 kW/m² Seuil des premiers effets létaux correspondant à la zone des dangers graves pour la vie humaine (exposition de 60 secondes) / seuil des destructions de vitres significatives.

8 kW/m² Seuil des effets létaux significatifs correspondant à la zone des dangers très graves pour la vie humaine / seuil des effets domino, correspondant au seuil de dégâts graves sur les structures.

1 Arrêté relatif à l’évaluation et à la prise en compte de la probabilité d’occurrence, de la cinétique, de l’intensité des effets et de la gravité des conséquences des accidents potentiels dans les études de dangers des installations classées soumises à autorisation



2. CARACTERISTIQUES DES INSTALLATIONS

GOUBARD est spécialisé dans la fabrication de bennes et d’accessoires de manutention. Les activités sont réalisées dans un bâtiment de 5 200 m2, implanté dans une zone d’activités.

Les principales installations du site pouvant présenter des risques sont les suivantes :

postes de travail des métaux (découpe, pliage, soudure, …),

1 cabine de peinture par pulvérisation (100 m2),

Locaux de stockage de peintures (produits liquides inflammables) : o Local coupe-feu à l’intérieur du bâtiment (15 m2, capacité de stockage de 3 m3), o Conteneur extérieur situé à 10 mètres du bâtiment (28 m2, capacité de

stockage de 2 m3).

1 poste de préparation des peintures (zone mobile de 10 m2 accolée à la cabine de peinture). Le stockage maximal de peintures est de 200 litres,

Un local d’archivage de 15 m2.

3. IDENTIFICATION DES SCENARIOS ETUDIES

Le principal risque d’incendie du site correspond au stockage et à l’utilisation de peintures (produit liquide inflammable – point d’éclair de 27°C pour le produit majoritairement utilisé).

L’activité de travail des métaux ne présente pas de risque significatif d’incendie (faible charge calorifique dans les ateliers).

Pour les locaux de stockage, le risque de départ de feu est majoritairement lié au rayonnement d’un incendie à proximité (absence d’installations et d’équipements dans les locaux).

Le local peinture situé dans le bâtiment ainsi que le local archives sont constitués de murs en parpaings constituant des écrans coupe-feu, ainsi que de portes d’accès coupe-feu. Etant donné le faible risque de départ de feu et les caractéristiques coupe-feu des matériaux, la modélisation d’incendie de ces locaux n’a pas été retenue.

Le conteneur extérieur est situé à 10 mètres du bâtiment. Aucun dépôt de matière combustible ni équipement ne sont localisés à proximité. Le risque de départ de feu est lié à la propagation d’un incendie au niveau de la zone peinture (atelier situé dans l’axe du conteneur).

Dans ce contexte, le scénario retenu correspond à un départ de feu dans la zone de préparation des peinture (installation mobile accolée à la cabine de peinture). La rétention du poste de préparation est associée à celle de la cabine de peinture.

Le scénario modélisé correspond à un feu de nappe d’environ 50 m2, comprenant le poste de préparation et une partie de la rétention de la cabine. Cette surface de 50 m2 reste majorante vu la quantité de peinture en présence (200 litres).



Configuration du scénario étudié

Poste de préparation (50 m2)

Emplacement potentiel du poste mobile

Conteneur peinture



4. MODELISATION DES FLUX THERMIQUES 4.1. Méthode de calcul utilisée

La simulation des flux thermiques rayonnés a été réalisée à partir du logiciel tridimensionnel de modélisation d'incendies FLUIDYN PANFIRE, développé par la société TRANSOFT INTERNATIONAL (voir descriptif en Annexe).

Ce logiciel, reconnu par le Ministère chargé de l'environnement, est utilisé pour les incendies

de stockage de produits solides ou de nappes de liquides et présente les particularités

suivantes :

prise en compte des murs coupe-feu. Les dispositions constructives ne présentant

pas de résistance au feu ne sont pas considérées par le logiciel.

modélisation d'incendies à l'état stationnaire du maximum d'intensité.

calcul et représentation des flux thermiques issus des incendies, visualisation des

effets dominos.

Le mode de calcul est basé sur le modèle de la flamme solide recommandé par l'INERIS où la

flamme est assimilée à un volume opaque de géométrie simple (rectangles, carrés) dont les

surfaces rayonnent uniformément.

Le maillage permet au logiciel d’effectuer le calcul sur des sous-ensembles de l’espace d’étude

(appelés cellules) en tenant compte des cellules adjacentes (calcul de proche en proche). Un

maillage resserré selon les axes X et Y a été ajouté au niveau des murs coupe-feu afin

d’augmenter la représentativité des résultats.

La modélisation considère que le développement de l'incendie est maximal et généralisé (calcul des effets maximums liés à un incendie - absence d'intervention humaine).

Les résultats sont représentés pour un plan (X-Y) à des hauteurs définies. Dans le cas présent, ils seront visualisés à 1,7 mètres de hauteur, correspondant à la taille d’un homme au niveau du sol.

Remarque : l'utilisation du logiciel FLUMILOG n'a pas été retenue pour cette modélisation. En effet, FLUMILOG est prévu pour des dépôts d'emprise relativement importants (modèle initialement développé pour la modélisation de feux d'entrepôts). Les sources présentant une surface inférieure à au moins 100 m2 sont en dehors du champ d'application du logiciel.



4.2. Caractéristiques des produits combustibles

Les peintures sont constituées des composés inflammables suivants :

Composé Part relative Point d'éclair

Acétate de n-butyle 12 à 20 % 26°C

Xylène 1 à 3 % 27°C

Hydrocarbures aromatiques (C9) 1 à 3 % 51°C

Les composés inflammables dans les peintures représentent de 15 à 30 %.

Le tableau suivant indique les taux de combustion de différents composés liquides inflammables 1 . Ces valeurs sont établies pour des produits purs.

Composé (pur) Taux de combustion

m" en kg/s.m2

Xylène 0,067

Hydrocarbures 0,055

Acétone 0,038

Aucune donnée n'est établie pour l'acétate de n-butyle.

Afin de prendre en compte la part de composés non inflammables dans les peintures, le taux de combustion retenu pour les encres est de 0,02 kg/s.m2.

1 Référence bibliographique : SFPE Handbook of Fire Protection Engineering - 2nd Edition - 1995



4.3. Hypothèses de simulation

Ce scénario considère un feu de nappe comprenant le poste de préparation des peintures et une partie de la rétention de la cabine.

La modélisation ne prend pas en compte d’écran coupe-feu formé par la structure métallique du bâtiment (modélisation en champ libre).

Les hypothèses de calcul prises en compte pour la modélisation sont présentées dans le tableau suivant.

Paramètres de calcul Valeurs calculées

Volume en feu, Af

(en m2) Dimensions (L = longueur, W = largeur) 10 X 5 = 50 m2

Taux de combustion

Taux de combustion retenu (m'' en kg/m2/s) 0,02

Diamètre équivalent, Deq (en m)

Méthode INERIS dans le cas de

surface en feu non circulaire

si L/W > 2 Deq = W

---

si L/W 2 Deq = 2 . Af / (L + W)

6,67

Hauteur de flamme Hf (en m)

Formule de THOMAS

Hf (m) = (42 . D . [ m'' / (a (g . D)0.5] 0.61)

avec m'' = taux de combustion en kg/m².s g = accélération de la pesanteur en m²/s (9,81)

a = densité de l'air en kg/m3 (1,2)

6,5

Murs coupe-feu Sans objet



4.4. Résultats

Les résultats sont calculés pour une hauteur d'homme (1,7 mètres). Le tableau ci-dessous précise les distances maximales atteintes par les flux à partir du bord de la source modélisée.

Direction des effets Zone Z0 (en m)

Seuil de 8 kW/m² Zone Z1 (en m)

Seuil de 5 kW/m² Zone Z2 (en m)

Seuil de 3 kW/m²

Axe Nord 7 10 15

Axe Est 5 8 11

Axe Sud 7 10 15

Axe Ouest 5 8 11

Sur la base de la modélisation réalisée, les distances atteintes par les flux sont les suivants :

seuil des effets dominos (8 kW/m2) : 7 mètres,

seuil des premiers effets létaux (5 kW/m2) : 10 mètres,

seuil des effets irréversibles (3 kW/m2) : 15 mètres.

L'ensemble des flux est contenu à l'intérieur des limites de propriété.

Le conteneur extérieur est situé à 10 mètres du bâtiment et à environ 12 mètres de la source modélisée (dans l'axe Nord). Il est donc localisé en dehors de la zone concernée par les effets dominos.

Le local intérieur de stockage de peintures est situé à 7 mètres de la cabine de peinture (dans l'axe Est). Le risque de propagation est écarté du fait du caractère coupe-feu du local et de l'exposition inférieure au seuil de 8 kW/m2.

Il est important de noter que le logiciel ne considère aucun écran coupe-feu, et notamment celui de l'atténuation liée à l'effondrement du bardage ou de la cabine de peinture sur la zone en feu.

Selon la modélisation réalisée, le risque de propagation par effet domino vers les dépôts de peintures peut être écarté.



Scénario : feu de nappe (zone de préparation et cabine de peinture)

Localisation des zones de dangers liées aux flux thermiques (hauteur de visualisation = 1,7 m)

8 kW/m2

5 kW/m2

3 kW/m2

Conteneur

Local peinture

Limites de propriété



ANNEXE

Présentation du logiciel de calcul des flux thermiques

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