Introduction

Les ingnieurs dAllianz Risk Consulting (ARC) peuvent tre amens recommander des systmes actifs de protection incendie adapts aux risques, comme par exemple des systmes sprinkleurs pour des entrepts ou du stockage darchives ou bien encore des systmes dextinction gaz lorsquil sagit de salles informatiques, de centres de tlcommunication ou de locaux de distribution lectrique. Dans ce contexte, il arrive parfois quils soient questionns par des clients pour savoir si des systmes air appauvri en oxygne pourraient constituer une solution alternative, comme le laissent entendre certains installateurs. Ces derniers indiquent que ces systmes peuvent mme se substituer des moyens de protection incendie passifs tels que des murs coupe-feu.

Ce document technique a pour objectif de dtailler les diffrences qui existent entre les systmes dappauvrissement de lair en oxygne et les systmes dinertage ou dextinction gaz, et de rappeler au passage les concepts de prvention et de protection souvent sources de confusion.

Vous trouverez galement dans ce document, la position et les prconisations dARC concernant les systmes air appauvri en oxygne.

Systmes air appauvri en oxygne, dinertage et dextinction gaz

Les systmes dinertage ou dappauvrissement de lair en oxygne consistent en linjection de gaz inertes tels que CO2, argon ou azote, dans un volume clos afin de rduire la concentration en oxygne de la pice. Les installations dextinction gaz peuvent utiliser des gaz inertes ou des gaz dits chimiques tels que certains hydrocarbures halogns.

Installation air appauvri en oxygne face aux installations dinertage ou dextinction gaz

Mars 2013

Tech TalkVolume 11

Allianz Global Corporate & Specialty

Allianz Risk Consulting

Les systmes dextinction gaz sont conus pour teindre des feux naissants, ce qui les classe donc dans la famille des moyens de protection incendie. Les installations dinertage permettent dviter la formation de mlanges explosifs de gaz, vapeurs ou poussires. Enfin les systmes air appauvri en oxygne sont conus pour limiter les conditions de survenance et de propagation dincendie. Cest pourquoi ces deux derniers systmes ne peuvent tre considrs comme des moyens de protection incendie. Les installateurs ou rfrentiels dinstallation qui utilisent une terminologie telle que protection dincendie ou dexplosion prventive en faisant rfrence des systmes dinertage ou air appauvri font un contre-sens et participent entretenir la confusion sur ce sujet.

Les trois systmes prcits font tous rfrence au mme principe illustr dans le diagramme suivant, mais avec des diffrences significatives concernant les niveaux de concentration en oxygne:

Ce qui diffrencie principalement les systmes air appauvri en oxygne des deux autres systmes est la marge de scurit requise entre la concentration nominale en oxygne de linstallation (C) et celle partir de laquelle un dbut dignition est possible (B).

Les concentrations en oxygne fixes pour des systmes dextinction ou dinertage prvoient des marges de scurit au regard des seuils dinflammabilit exprimentaux (seuils pouvant varier selon les matriaux mais galement selon la mthode utilise en laboratoire). Ces marges sont bien plus importantes que celles dfinies pour les systmes air appauvri en oxygne. Cest pourquoi une attention doit tre porte sur la dtermination de la concentration nominale en oxygne dune installation air appauvri, particulirement dans le cas de stockages de produits de natures diffrentes et/ou renfermant des volumes dair ou doxygne.

Prenons lexemple dun produit dont la concentration en oxygne minimale permettant un dbut dignition est de 17%. Selon les rfrentiels VdS 3527en ou BSI PAS 95, une marge de scurit de 1% est requise pour les systmes air appauvri, ce qui fixe la concentration nominale en oxygne de cette installation 16%. A linverse, une marge de 10% est requise dans le cadre dinstallations dextinction gaz ou dinertage, amenant par consquent la concentration nominale en oxygne de ces installations 7%. Et cet cart saccroit encore davantage quand on sait que pour viter un feu couvant, la concentration nominale en oxygne des installations doit tre rduite 3 4 % selon le type de produits.

Des tests rcents lchelle semi-industrielle, raliss au CNPP (France), ont montr que le dveloppement dun feu nest pas linaire. Ds lors que le seuil dignition est atteint, il devient trs rapide, voire rapidement incontrlable seulement quelques diximes de % au-del de ce seuil.

Ces essais ont galement dmontr que la concentration en oxygne laquelle stouffe un foyer qui a eu lopportunit de dmarrer est trs nettement infrieure au seuil dallumage, voire infrieure galement la concentration nominale en oxygne de linstallation air appauvri (la concentration en oxygne lors de lextinction par anoxie pouvant parfois descendre jusqu 7%). Conscient de cela, les installateurs proposent souvent, en complment de leurs systmes air appauvri, des dispositifs dmission rapide dazote activs par dtection incendie et destins rabaisser la concentration en oxygne. Toutefois, lefficacit de ces quipements complmentaires reste prouver.

Enfin, les installations dextinction gaz et dinertage doivent respecter des exigences techniques nettement suprieures concernant la surveillance et le contrle de

la concentration relle en oxygne du local, ceci afin de garantir que cette dernire ne puisse pas dpasser la concentration nominale en oxygne de linstallation. Cela a pour consquences, la fois dabaisser la concentration en oxygne cible (D) (valeur de la concentration dfinie au niveau du systme de contrle de linstallation) et de rduire les limites acceptables de fluctuations de la concentration doxygne du milieu.

Les proccupations concernant les systmes air appauvri en oxygne

Protection des travailleursBien que le sujet ne fasse pas partie de la prvention des dommages au bien, les milieux appauvris en oxygne sont particulirement proccupants pour la scurit des personnes. Le dbat nest pas tranch et lapproche de ladministration sur ce sujet peut varier dun pays lautre en fonction des rglementations locales relatives la protection des travailleurs.

De manire gnrale, les autorits en charge de lhygine et de la scurit demandent ce que les accs aux locaux dont la concentration en oxygne est infrieure 17% soient limits et contrls. De plus, elles recommandent une approche chelonne pour les dures de prsence admissibles des travailleurs non munis dappareils respiratoires dans de telles atmosphres. Ainsi, selon lINRS (rapport ED 6126), la dure de prsence admissible dans une atmosphre contenant entre 13 et 15% doxygne est de 2 heures maximum, contre 4 pour une atmosphre contenant entre 16 et 17% doxygne. De mme, aucun poste de travail permanent nest autoris dans une zone contenant moins de 13% doxygne et laccs cette dernire ne peut se faire quen tant quip dun appareil respiratoire isolant.

Selon des retours dexprience apports par des clients dARC, les difficults rencontres dans la gestion des suivis mdicaux contraignants des employs travaillant dans des atmosphres pauvres en oxygne ont pu conduire la dsactivation permanente des systmes en air appauvri, parfois mme la demande des reprsentants des travailleurs.

Efficacit et maintenanceLtanchit des locaux est un lment cl de la performance dune installation en air appauvri. Cest pourquoi les rfrentiels dinstallation et de maintenance, tels que le VdS 3527en, requirent quun essai

linfiltromtre (surpression gnre par un ventilateur install au niveau de la porte daccs du local) soit ralis afin de sassurer que tous les passages et ouvertures du volume protg soient correctement rebouchs ou quips de systmes dobturation tanches pour viter toute fuite. Si cet essai est ralisable pour de petits volumes tels que des locaux informatiques (au mme titre quon le demanderait pour une installation dextinction gaz), on est en droit de sinterroger aujourdhui sur la faisabilit dun tel test au niveau dun entrept.

Si maintenir ltanchit permanente dun local est dj un dfi dlicat pour de petits volumes, cela est dautant plus difficile lorsquil sagit dun entrept, sous-entendu que ltanchit initiale de ce dernier ait pu tre ralise la construction. En effet, lexprience de certains clients montre que linstallation de systmes dair appauvri dans des entrepts existants choue rgulirement tant donn limpossibilit dassurer une tanchit suffisante du volume. Ce dfaut dtanchit peut conduire soit lincapacit datteindre la concentration nominale en oxygne de linstallation, soit la ncessit dinjecter, en permanence dans le volume, du gaz inerte supplmentaire pour compenser les fuites. Cela augmente alors de faon drastique les cots de fonctionnement de linstallation, ce qui, dans plusieurs cas, a contribu larrt de linstallation par le client.

Les rfrentiels traitant des installations dappauvrissement de lair en oxygneSi lAllemagne a t le premier pays proposer des rgles relatives aux systmes air appauvri en oxygne (VdS 3527en), dautres pays, linstar du Royaume-Uni (BSI : PAS 95), lui ont depuis embot le pas et certaines organisations internationales telles que le CEN (Comit Europen de Normalisation) travaillent galement sur le dveloppement dun rfrentiel ce sujet.

Toutefois, la problmatique avec les rfrentiels internationaux est quils doivent composer avec lensemble des lgislations et pratiques existantes dans les diffrents pays, ce qui conduit gnralement une diminution des niveaux de performance requis. Un exemple illustrant cette situation est la discussion actuelle au sein du CEN pour diminuer, voire supprimer, la marge de scurit requise entre le seuil de dbut dignition et la concentration nominale en oxygne de linstallation dappauvrissement de lair. Tandis que certaines organisations locales, telles que le VdS, se sont retires des groupes de travail du CEN, dautres en

revanche, continuent de partager leurs recherches et leurs connaissances ( linstar des tests semi-industriels raliss par le CNPP en France) pour viter que des dcisions malencontreuses ne soient prises.

Par ailleurs, les rfrentiels mme avancs , tels que le VdS 3527en, doivent tre utiliss avec prcaution car ils laissent une place importante linterprtation. Par exemple, si lon sait que les caractristiques (nombre et type) des points de mesures ncessaires au bon fonctionnement dun systme en air appauvri, sur un site, doivent tre dtermines en fonction du risque protger et du gaz inerte employ, le rfrentiel VdS 3527en, quant lui, requiert a minima deux points de mesures indpendants. De ce fait, certains installateurs prvoient seulement deux points de mesures mme pour un entrept de plusieurs dizaines de milliers de mtres carrs et se dclarent conformes au VdS 3527en.

Position et prconisations dARC

De manire gnrale, ARC ne considre pas les systmes dappauvrissement de lair en oxygne seuls comme une solution alternative aux moyens de protection active ou passive contre lincendie. Pour retenir le systme air appauvri comme moyen de prvention, il doit apporter une valeur ajoute soit un systme de protection active, soit une stratgie de protection combinant la fois dtection incendie prcoce, systme dalarme, moyens dextinction manuels aliments par une ressource en eau suffisante et compartimentage coupe-feu.

En outre, les bnfices qui pourraient tre mis en avant en cas dincendie, tel que le ralentissement de la propagation du feu par manque doxygne, doivent tre mis en balance avec les contraintes inhrentes ces systmes comme laccessibilit (quipement obligatoire dappareil respiratoire pour toute intervention) ou encore la perte des conditions danoxie du milieu en cas de cration de brches par les pompiers (en ouvrant les passages daccs pour ltablissement de lances incendie, ou encore en crant des ouvertures dans les murs extrieurs dans le cas o les portes sont bloques ou inaccessibles).

Avant dinstaller un systme dappauvrissement de lair en oxygne, veuillez prendre contact avec ARC pour changer sur le projet envisag. En outre, les lments suivants ncessitent dtre soigneusement tudis:

1. La Direction du site devrait conduire une tude de faisabilit pour analyser et valider les ventuelles consquences dune telle installation au regard des rgles dhygine et de scurit du personnel, et ce dans toutes les situations prvisibles ( savoir : espace de travail permanent, oprations de maintenance, intervention durgence, etc.). Une telle tude devrait galement intgrer toutes les exigences administratives respecter (notamment au regard de la rglementation locale, vis--vis des reprsentants du personnel, etc.), tant entendu quadapter les concentrations en oxygne du systme (concentration cible ou concentration nominale) pour des raisons de scurit du personnel nest pas une option acceptable.

2. Un examen global des cots de fonctionnement de linstallation doit tre men en tenant compte notamment des oprations de maintenance et en particulier le traitement des fuites et le maintien permanent de ltanchit du volume protg.

3. Le recours des dispositifs complmentaires dmission rapide dazote, que ce soit pour des raisons de scurit du personnel ou pour augmenter la performance de linstallation en cas de dtection incendie, est jauger au regard de leur efficacit relle et des cots supplmentaires engendrs.

4. Du personnel qualifi devrait tre prsent sur site en permanence pour assurer le contrle, la maintenance et linspection des installations air appauvri. A linstar des systmes dextinction gaz et dinertage, les installations air appauvri en oxygne ncessitent des comptences techniques pointues afin de grer / contrler la concentration en oxygne relle du milieu et sassurer quelle soit toujours en de ou gale la concentration nominale en oxygne de linstallation. Ce point est crucial notamment pour les grands espaces tels que les entrepts.

Systme de prvention incendie air appauvriDiffrents gnrateurs dair appauvri existent. Le schma ci-dessous mentionne uniquement les fonctions principales.1 Panneau de contrle / Armoire dalimentation2 Dtection de fume3 Mesure de concentration en O24 Dispositif dalarme lumineuse5 Dispositif dalarme sonore6 Unit de sparation de lair (gnrateur)7 Air ambiant (optionnel)8 Extraction dair enrichie en O2

9 Air appauvri en O210 Echanges dair (les fuites et la ventilation ne sont

pas indiques)

11 Accs au local

ECS Equipement de control et de signalisationCMSI (optionnel) Centralisateur de mise en scurit du btiment

Rfrences bibliographiques:

(Allemagne) VdS 3527en : 2007-01 Systmes dinertage et air appauvri en oxygne, Conception et Installation.

(UK) BSI : PAS 95:2011 Systme de prvention incendie air appauvri. Spcifications.

(France) INRS ED 6126 : Travaux dans une atmosphre appauvrie en oxygne Prconisations pour la protection des travailleurs et prvention (document en franais).

(France) CNPP EP 09-03 : Etude sur lefficacit des systmes de prvention par air appauvri (Rapport en franais ; synthse de ltude disponible en anglais).

Pour toutes questions ou commentaires, merci de contacter:Christian GisslerDirecteur Technique ARC MditerraneAllianz Risk Consulting+33.1.58.85.58.52christian.gissler@allianz.com

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