Essais incendie et comportement au feu

En raison des produits et équipements qu’ils abritent, les industries et les entrepôts logistiques sont des lieux particulièrement sujets au risque d’incendie et d’explosion. C’est pour cette raison que les fabricants de produits et d’équipements doivent intégrer ces menaces dès leur phase de développement. De même, les responsables sécurité doivent s’interroger sur le comportement au feu de certains matériels stockés lors de leur phase d’exploitation et sur la formation incendie de leurs collaborateurs. 

Comme comprendre le risque est la meilleure des stratégies, il demeure inévitable d’étudier ces comportements pour anticiper et maîtriser le plus efficacement possible les menaces qu’il représente. 

Le comportement au feu des produits et marchandises qu’un industriel ou un entrepôt logistique exploite représente une donnée fondamentale pour la prévention et la maîtrise des risques d’incendie et d’explosion. En effet, il est essentiel et parfois même réglementaire d’étudier, analyser et évaluer le comportement qu’un éventuel incendie pourrait avoir si un départ de feu se manifestait au sein même du lieu où sont fabriquées, manutentionnées et stockées les marchandises. 

Compte tenu du comportement différent du feu selon le contexte où il évolue, la prise en compte de plusieurs paramètres est à considérer. Par exemple, un incendie dans un entrepôt stockant des pneus ne se comportera pas de la même façon que dans une usine de produits cosmétiques. Les attributs et caractéristiques des produits et des locaux auront une influence majeure dans l’évolution et la propagation des flammes. 

C’est donc grâce à une meilleure compréhension du feu et de son comportement qu’en tant que professionnel vous pourrez établir des plans de prévention, adapter vos processus de fabrication et de stockage mais aussi et surtout intégrer de manière globale le risque inhérent à l’incendie. Pour cela nos experts conduisent des tests d'ingénierie de la sécurité incendie sur tous types de feux (feux de stockage, feux de batteries lithium ion, etc.) afin d'évaluer les performances d’une solution de conception et de quantifier les effets des différents incendies. 

L’essai feu de « combustible simulé » consiste à vérifier la résistance d’une batterie à un incendie extérieur au véhicule suite, par exemple, à l’inflammation d’une nappe de carburant. Le comportement au feu du produit doit permettre au conducteur et aux passagers de disposer du temps nécessaire à l’évacuation en toute sécurité. 

Le protocole consiste à soumettre le produit à un foyer d’essence automobile en combustion libre pendant 70 secondes, puis à un feu de nature et de surface identique mais réduit en puissance au moyen d’un écran intermédiaire en briques perforées pendant 60 secondes. 

Une surveillance est assurée afin d’enregistrer tout événement potentiellement dangereux pendant l’exposition au feu, puis pendant le refroidissement : par exemple projections de matière en fusion, boule de feu, jet gazeux enflammé, explosion etc… 

Nous réalisons des essais depuis de nombreuses années pour les grands acteurs français de l’automobile ainsi que pour les acteurs internationaux de la batterie lithium, dans le cadre de projets de développement de produits ou d’homologation en collaboration avec le groupe Utac. 

Pour aller plus loin, découvrez notre Livre blanc Batteries électriques et mobilité : Un développement rapide, des risques maîtrisés grâce à des essais abusifs. 

Les scénarios d’essais abusifs sur batterie Lithium de forte puissance 

• surcharge, 
• emballement thermique, 
• feu de combustible simulé (R100, annexe 8E). 
• Court-circuit externe 

CNPP accompagne les industriels et les exploitants d’entrepôts logistiques dans l’intégration du risque incendie et explosion grâce à une multitude de moyens d’essais mais également via la réalisation de tests et l’élaboration de méthodologies d’évaluation adaptées. 

Nous sommes à même d'apporter une réponse appropriée et sur-mesure à votre activité, à la nomenclature de vos produits et à votre problématique spécifique via trois catégories d’études : 

• la mise en œuvre d'essais expérimentaux sur vos produits pour analyser le comportement au feu 
• la réalisation de tests selon votre protocole d'essais

• la mise au point d'une méthodologie d'évaluation, développée par CNPP ou en collaboration avec le demandeur 

   

• Pour comprendre comment réagit votre système, votre produit dans un incendie 
• Pour définir des solutions d’extinction adaptées à vos projets 

• Pour valider l’efficacité des agents extincteurs ou de systèmes d’extinction innovants 

   

Une méthodologie mise en place par nos experts qui se déroule en 3 étapes :  

Pour être efficiente, cette méthodologie repose sur une équipe d’experts de plus de 30 personnes de profils à dominante mécanique, d’autres chimistes, des chefs de projets, des ingénieurs en modélisation, un service client, des managers... 

Pouvoir déterminer la puissance dégagée par un feu est une recherche souvent exprimée dans les métiers de la sécurité incendie. C’est donc pour répondre à cette question que nous disposons d'une hotte calorimétrique permettant de caractériser la combustion d’équipements et de matériel de grande dimension comme des véhicules par exemple, de stockage de produits finis ou de matières premières.  

Les essais peuvent être réalisés en combustion libre (simulation du démarrage du feu) et en combustion forcée (simulation de la combustion de l'élément en phase d'incendie). 

Pourquoi réaliser des essais sous hotte calorimétrique ? 

• Evaluer la puissance et la durée de combustion d’une palette de produits spécifiques 
• Intégrer des composants particuliers absents de la base de données 
• Avoir une meilleure connaissance du comportement au feu des produits stockés 
• Optimiser les distances d’effet des flux thermiques rayonnés calculés par l’outil FLUMILOG 
• Démontrer la non-combustibilité au sens de la rubrique 1510 (« protocole incombustible ») 

• 3 halls feu dont le plus grand hall feu d’Europe, permettant de recréer tous types de foyers et d’implantations,
• 1 plafond mobile pour les essais de système d’extinction à eau (jusqu'à 12m).

Parmi nos nombreux moyens d'essais, nous testons la résistance à la chaleur de nombreux produits grâce à des fours fabriqués sur-mesure suivants les besoins.
Ces équipements permettent la réalisation de programmes thermiques normalisés ou personnalisés avec des montées plus ou moins rapides en températures jusqu'à 1 200°C.

Depuis de nombreuses années nous participons au développement et à la réalisation d’essais de comportement au feu dans le cadre des risques liés au stockage de matières premières ou de produits finis. Nos moyens d’essais permettent de réaliser des essais à l'échelle 1 ou à l’échelle d’une palette. 

Les principaux types d’essais sur stockage 

Afin d’étudier le comportement au feu et analyser les moyens d’extinction des principaux types de stockage, nous réalisons des essais dans nos infrastructures dédiées : 

• stockage de pneumatiques et évaluation de moyens d’extinction, 
• stockage de produits de construction, 
• stockage de produits finis (Bouteilles, conserves...) et étude de non-combustibilité en vue de l'exclusion de la rubrique ICPE 1510 

Cette vidéo a été enregistrée lors du colloque " Sprinkleurs : comprendre les innovations pour faire les bons choix"  le 18/09/2014. Il s’agit d’une démonstration de nos moyens d’essais permettant de tester un système d’extinction sprinkleur sur un stockage de grande hauteur.
  
Un empilement de palettes de caisses en carton a été créé sur une structure métallique modulable de type « MANURACK » avec une hauteur totale de 9 m. Un second empilement a été réalisé à proximité du premier afin de simuler une cible de l’autre côté d’une allée d’entrepôt.

Le plafond de notre hall d’essai, dont la hauteur est réglable entre 5 m et 12 m et disposant d’un réseau de 36 sprinkleurs (maille 3 m x 3 m), a été équipé d’ESFR K17 74°C et placé à 12 m.
Le départ de feu est effectué par l’inflammation d’une pelote de coton imbibée d’hydrocarbure et enfermée dans un sachet plastique. Ce dispositif d’allumage est installé à la base du stockage.
La pression d’eau d’alimentation du réseau sprinkleur, ajustable entre 1 et 9 bar, est régulée afin de produire la densité d’arrosage souhaitée et l’ensemble des eaux d’extinction est collecté dans des caniveaux pour un stockage tampon en rétention avant traitement dans la station d’épuration du site
Le déclenchement des sprinkleurs est suivi visuellement. Ce déclenchement est confirmé par des mesures de température près de chaque tête, ce qui est très utile en cas de perte de visibilité suite à une production de fumée importante.

Nous réalisons des essais au feu d’hydrocarbure dans des cuvettes permettant de produire une surface de feu allant jusqu’à 200 m². Ces tests permettent entre autres d’appréhender le comportement au feu de certains véhicules routiers tels que des citernes (Essai réglementaire ADR sur citerne) mais également de tester des produits liquides inflammables. 

Parce qu’ils sont susceptibles d'exploser lorsqu'ils sont soumis à un incendie, les réservoirs de gaz et de liquides inflammables sont souvent équipés d'organes de sécurité permettant la décharge de la surpression. 

Dans nos laboratoires, nous réalisons alors des essais de comportement au feu de ces organes de sécurité, en soumettant le réservoir à des foyers normalisés de gaz ou de liquide inflammable. La maîtrise du risque nécessite également d'évaluer les conséquences d'un incendie sur un réservoir en cas de dysfonctionnement des organes de sécurité. 

Les effets de l'explosion sont déterminés par la mise en œuvre de capteurs de pression dynamique à différentes distances et par l'enregistrement vidéo à l'aide d'une caméra rapide. 

Plusieurs normes de références peuvent être utilisées comme par exemple : NF EN 12245, NF EN 14427… 

Nos experts réalisent également des essais sur transformateurs électriques de puissance (IEC 60076-11) dans une cabine d'essai décrite dans la norme IEC 60332-3-10.

Il s'agit ici de soumettre une phase complète de transformateur (bobines HT et BT cylindriques) à un feu d'éthanol et au rayonnement d'un panneau radiant. 

Lorsque le classement Co² d’une toiture et son comportement au feu ne peuvent être réalisés d'office, en raison par exemple d'un pouvoir calorifique supérieur à la valeur requise dans le document D14, ce dernier laisse la possibilité de réaliser un essai de classement en grandeur réelle.

L’évolution d’un feu de bâtiment réalisé en panneau sandwich est non seulement fonction du comportement au feu du panneau mais également de leur mode de pose (montage des luminaires et installation des gaines techniques inclus). Le référentiel APSAD D14-A a d’ailleurs été conçu et édité pour définir leurs recommandations de montage. 

Réalisés sur des échantillons de taille limitée, les essais de réaction au feu permettant l'attribution du classement européen ne permettent pas d'évaluer pleinement le comportement au feu d'un panneau sandwich monté sur un bâtiment et soumis à un feu réel. 

Des standards ont été développés afin de garantir un certain niveau de tenue au feu des matériaux utilisés dans les aéronefs. Dans ce cadre et pour faire avancer les études de tenue et comportement au feu, nous réalisons les essais suivants sur : 

- les matériaux selon les normes FAR / JAR 25 Annexe F et RTCA DO-160E section 26 

- les équipements embarqués dans les zones désignées "zone de feu" selon la norme ISO 2685. 

Dans le cadre des normes API 607 et NF EN ISO 10497, nous réalisons des essais d’étanchéité de vannes sous pression, soumises à un feu enveloppant.

• Groupe UTAC : https://www.utac.com/fr/
• Essai réglementaire ADR sur citerne : https://unece.org/fr/adr-2017-files
• Ouvrages CNPP Éditions :
  • Référentiel APSAD D14 : https://cybel.cnpp.com/livre-referentiel-apsad-d14-construction-comportement-au-feu.html
  • Référentiel APSAD D14A : https://cybel.cnpp.com/livre-referentiel-apsad-d14-a-panneaux-sandwichs-et-comportement-au-feu-2009.html
• Normes :
  • NF EN IEC 60076-11 : https://www.boutique.afnor.org/fr-fr/norme/nf-en-iec-6007611/transformateurs-de-puissance-partie-11-transformateurs-de-type-sec/fa192195/82139
  • Norme IEC 60332-3-10 : https://www.boutique.afnor.org/fr-fr/norme/nf-en-iec-60332310/essais-des-cables-electriques-et-des-cables-a-fibres-optiques-soumis-au-feu/fa191610/82107
  • Normes FAR / JAR 25 Annexe F : https://www.ecfr.gov/current/title-14/chapter-I/subchapter-C/part-25
  • Norme RTCA DO-160E section 26 : https://www.rtca.org/standards/
  • Norme ISO 2685 : https://www.iso.org/fr/standard/7649.html
  • Normes API 607 : https://store.accuristech.com/api/searches/18316514
  • Normes et NF EN ISO 10497 : https://www.boutique.afnor.org/fr-fr/norme/nf-en-iso-10497/essais-des-appareils-de-robinetterie-exigences-de-lessai-au-feu/fa198666/339225