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Mesures de protection pour les rayonnages métalliques et les entrepôts contre le risque d’incendie

01/11/2017

La protection des entrepôts contre les incendies constitue un défi car ce sont des bâtiments ayant un pouvoir calorifique élevé. Outre la marchandise, ils contiennent d'autres éléments qui favorisent la propagation des flammes comme les plastiques, le carton ou le bois. Pour minimiser ce risque, les entrepôts doivent être équipés de systèmes de prévention, de détection et d'extinction des flammes.

L'entrepôt est un élément clé de la chaîne logistique de l'entreprise. C'est pour cela qu'il est indispensable de veiller à le maintenir dans un état optimal, en éliminant les risques sur les personnes, en minimisant les dommages sur les marchandises et en évitant des interruptions de service. Les interruptions de service ou la destruction totale ou partielle d’un entrepôt peuvent entraîner des pertes énormes, matérielles comme économiques, ainsi qu’une détérioration de l’image de la société.

Pour minimiser ces conséquences, il est fréquent de sectoriser les entrepôts de grande taille. Les différentes zones sont séparées par des murs ou des portes coupe-feu qui limitent la propagation des flammes.

Prévenir, contrôler ou éteindre un incendie dans un bâtiment avec un pouvoir calorifique aussi élevé que celui d’un entrepôt constitue une contrainte technique qui requiert la réalisation d'une étude minutieuse de la part d'un expert.

Capacité portante face au feu

C'est la capacité que possède un élément de construction pour supporter l'exposition au feu pendant une certaine durée sans perdre sa stabilité structurelle.

Il existe des programmes capables de calculer le temps durant lequel la structure métallique peut résister au feu avant de s'effondrer. Ce temps dépend de nombreux facteurs, dont notamment :

  - Le pouvoir calorifique de la structure.

  - Le type de feu.

  - La structure existante.

  - Le revêtement de cette structure.

  - L'emplacement de l'installation (s’il y a de l'humidité, des flux d'air, etc.).

On peut augmenter la capacité portante d'une structure métallique face au feu au moyen de systèmes de protection passive (matériaux et techniques conçus pour prévenir l'apparition du feu et empêcher ou retarder sa propagation) et/ou de protection active (en installant des équipements et des systèmes pour détecter les incendies et en éviter la propagation).

Les mesures de protection contre les incendies pouvant être applicables dans un entrepôt dépendent des éléments suivants :

  - Les normes relatives à la matière.

  - La taille de l’entrepôt.

  - Le pouvoir calorifique de la marchandise.

  - L'emplacement de l’entrepôt par rapport à d'autres bâtiments.

  - Les exigences des compagnies d'assurance.

  - L'intérêt de l’entreprise à protéger les produits stockés.

Protection passive des structures métalliques

Les rayonnages d’un entrepôt ne sont tenus de remplir aucune condition de capacité portante face au feu.

Dans le cas de l'acier utilisé dans la construction des composants des rayonnages, la norme européenne EN 13501 classe ce matériau comme A1 (non combustible). D’autre part, les peintures les plus courantes – comme celles qu'utilise Mecalux – sont classées comme Bs3d0, conformément à la norme EN 13501, c'est-à-dire qu'elles sont combustibles mais non inflammables. Les peintures ont une épaisseur inférieure à 100 µ, en cas d'incendie elles brûlent sans provoquer de flammes. Elles ne propagent donc pas le feu. Toutefois, elles ne dotent pas l'élément qu'elles recouvrent d'une capacité portante face au feu. Pour ce faire, il faudrait utiliser des peintures intumescentes.

Les peintures intumescentes sont celles qui, sous l'action du feu, produisent une mousse dense qui agit comme isolant, empêchant que la température de l'élément protégé n'augmente. Toutefois, elles sont inutilisables sur des rayonnages métalliques avec des profilés légers et perforés pour plusieurs raisons :

  - Pour garantir la capacité portante face au feu des profilés qui forment les rayonnages, il faudrait appliquer une épaisseur de revêtement très élevée, supérieure à 1 000 µ.

  - La peinture devrait être appliquée une fois le rayonnage monté. Dans ce cas, son application serait très difficile en raison de la spécificité de ses profilés (semi-ouverts et perforés).

  - Les peintures pourraient se décoller en raison du frottement (par exemple, entre les unités de charge et les éléments qui les soutiennent).

  - Le coût serait élevé.

La norme EN 15629:2009 « Systèmes de stockage statiques en acier. Spécification du système de stockage » indique dans son chapitre 10 que « pour les rayonnages, la protection passive n'est généralement pas pratique ».

Malgré cela, les normes peuvent être plus restrictives dans d'autres pays. Dans le cas de la France, les entrepôts autoportants doivent être conçus dans le but de s'effondrer vers l'intérieur en cas d'incendie, afin de ne pas endommager les bâtiments annexes.

Protection active contre les incendies dans des entrepôts

Les moyens de protection active d'un entrepôt incluent des dispositifs de détection de l’incendie (flammes, fumée ou chaleur) et les appareils automatiques ou semi-automatiques pour son extinction.

Afin de rédiger cet article, Mecalux a compté sur la collaboration de Carlos Garrido, directeur du développement de l'activité de Cottés, une des entreprises les plus innovantes du secteur de la sécurité anti-incendie. Il nous explique quels sont les systèmes de protection active les plus efficaces du marché.

Dans la conception des systèmes de protection active contre les incendies, il y a certaines règles qui sont habituellement prises comme référence :

  - Les normes européennes (EN). Chaque pays, dispose également d'une réglementation locale spécifique qui doit être respectée.

  - Les normes américaines NFPA (National Fire Protection Association), acceptées dans une grande partie du monde.

  - Les règles techniques de FM Global (assureur).

  - Les règles techniques de VdS (institution allemande spécialisée dans le domaine de la protection contre les incendies pour le secteur industriel).

Bien que toutes ces normes et règles aient des approches similaires, elles présentent des singularités qui doivent être connues et traitées indépendamment. « Il faut exploiter les synergies entre les systèmes de protection », fait remarquer Carlos Garrido. Selon son expérience, voilà les principaux systèmes de protection active contre les incendies dans les entrepôts :

  - Les systèmes manuels :extincteurs portatifs, tuyaux d'incendie et bouches à incendie.

  - Les systèmes d'alarme et de détection automatique : détecteurs de fumée, de chaleur ou de flammes, poussoirs manuels et systèmes d'alarme (d'incendie ou d'évacuation).

  - Les systèmes de contrôle ou d'extinction automatique d'incendie : sprinklers.

  - Les systèmes de contrôle de température et d'évacuation des fumées.

La plupart des codes réglementaires requièrent généralement que tous ces systèmes soient présents dans un entrepôt. Toutefois, il est possible de se passer de certains d'entre eux (à condition que la réglementation du pays l'autorise) en fonction des mesures de protection passive contre les incendies qui ont été appliquées.

Systèmes manuels

Ce sont les éléments de première intervention face à un incendie et ils sont préconisés par la réglementation pour les entrepôts de petite taille ou présentant peu de risque. Dans les entrepôts de grande taille ou ayant un pouvoir calorifique plus important, ils sont complémentaires aux équipements automatiques. Ces systèmes sont généralement recommandés pour faire face à un début d'incendie ou, dans le cas d'un incendie déjà propagé, comme systèmes auxiliaires aux autres équipements d'intervention.

Systèmes d'alarme et de détection automatique

La localisation d'un incendie dans sa phase initiale est primordiale pour en minimiser les dommages. Il y a des dispositifs capables de détecter le feu au moyen de l'un de leurs indicateurs : présence de fumée, flammes ou augmentation de la température.

Les détecteurs thermiques sont utiles dans des bâtiments mesurant jusqu'à 6 m de haut, les détecteurs de radiation UV sont uniquement utilisés lorsque l’incendie est susceptible de provoquer des flammes visibles dans sa phase initiale, comme lors de la combustion de liquides inflammables.

Les détecteurs de fumée, aussi bien optiques, que par aspiration, sont les plus utilisés dans les entrepôts. Dans les bâtiments de 12 m de haut, ils sont installés au plafond (endroit où les gaz de combustion s'accumulent) et sont répartis conformément aux exigences fixées par la norme.

Lors d'un incendie, les détecteurs optiques de fumée captent les changements survenant au niveau de l'opacité de l’air en raison de la présence de fumée. C’est alors que le détecteur déclenche une alarme dans le panneau de commande central, qui est surveillé en permanence.

De leur côté, les détecteurs de fumée par aspiration sont formés par un seul détecteur centralisé (normalement d'une sensibilité très élevée) et d'un réseau de tuyaux comportant des orifices calibrés répartis dans l'entrepôt (un orifice correspond à un détecteur). À travers les orifices, le système recueille des échantillons de l'air de la salle pour les analyser.

Systèmes d’extinction automatique

Le système de sprinklers est le plus employé dans les bâtiments de stockage.

Il consiste en un réseau de tuyaux remplis d’eau sous pression et dotés d'IFEA (sprinklers) correctement distribués dans l’entrepôt comme, par exemple, à l'intérieur des rayonnages. L'orifice des sprinklers est recouvert par un élément sensible à la température qui aide à le maintenir fermé dans des conditions de repos.

Seuls seront actionnés les sprinklers situés à proximité de la zone touchée par le feu et qui auront dépassé une certaine température (généralement comprise entre 68 et 74 °C), en laissant le passage libre à la sortie de l'eau.

En se déclenchant, le jet d'eau percute un élément déflecteur qui aide à pulvériser l’eau en gouttes avec un modèle de déchargement qui humidifie la zone spécifique de manière uniforme. Cela permet de limiter les éventuels dommages causés par l'impact de l'eau.

La distribution des sprinklers doit être conçue en tenant compte de nombreux facteurs, dont les suivants :

  - La marchandise stockée.

  - Les dimensions des charges.

  - Les emballages, caisses, plastiques (non seulement ceux qui entourent la marchandise, mais aussi ceux présents dans son emballage), les palettes en bois, etc.

  - La méthode de stockage : en plein air, dans des rayonnages pour palettes, dans des rayonnages avec étagères solides, etc.

  - La hauteur des systèmes de stockage et du bâtiment.

Les sprinklers peuvent être installés au plafond des bâtiments qui mesurent jusqu'13,5 m de haut. Il est déconseillé de dépasser cette hauteur. En effet, l'énergie des gaz chauds empêche les gouttes d'eau d'atteindre le feu, car elles s'évaporent avant. Pour remédier à cette situation, il est possible de poser des sprinklers aux niveaux intermédiaires des rayonnages.

Dans le cas des magasins automatiques, les sprinklers sont installés au plafond et à l’intérieur des rayonnages (in-rack sprinklers). Il peut être nécessaire de placer les sprinklers à chacun des niveaux, plus concrètement, dans les alvéoles situées entre les charges, qui agissent comme des cheminées et par lesquelles les gaz chauds pourraient monter.

Dans leur phase initiale, les incendies se propagent dans le sens vertical montant. Selon Carlos Garrido, « si l'on arrive à contrôler le feu lors de cette phase, il ne se propagera pas vers les autres zones de l'entrepôt et n'affectera que quelques unités de charge. »

Systèmes d’évacuation des fumées

Les systèmes de contrôle de température et d'évacuation des fumées sont aussi importants que les éléments d’extinction automatique.

La fumée et les gaz toxiques d'un incendie s'élèvent vers le plafond du bâtiment, où ils s'accumulent et augmentent de densité jusqu'à atteindre la hauteur des personnes (ce qui rend l'évacuation plus difficile).

La haute température des fumées chaudes accumulées dans la partie supérieure du bâtiment nuit considérablement à la résistance de la structure de la toiture et du bâtiment, qui pourrait s'effondrer.

L'évacuation de la fumée peut s’effectuer de manière naturelle, au moyen de l'ouverture d'aérateurs dans la toiture qui aident à expulser les fumées, ainsi que les gaz chauds et toxiques de l’incendie. De même, l'évacuation de la fumée combinée avec l’action des sprinklers aidera à maintenir la température des gaz au-dessous des niveaux nocifs pour la structure.

Autres systèmes d’extinction

Certains entrepôts revêtent certaines particularités, soit en raison de la marchandise qui y est stockée, soit en raison de leurs conditions environnementales ou de construction, qui requièrent l'intégration de systèmes de protection et d'extinction d’incendie personnalisés.

Par exemple, dans les entrepôts de produits liquides combustibles ou inflammables, il est courant d'ajouter des systèmes d’extinction par mousse. Des vannes Déluge à l’eau-mousse sont généralement installées ou alors du liquide moussant est injecté dans le système de sprinklers.

Les chambres frigorifiques, quant à elles, requièrent une attention particulière, étant donné qu’elles fonctionnent à une température inférieure à 0 ºC. Il n’est pas possible d'installer un système classique de sprinklers. Toutefois, trois options sont possibles :

  - Installer des systèmes de sprinklers secs, à air comprimé. Ils se remplissent d'eau et la déchargent seulement en cas d’incendie.

  - Installer des systèmes de sprinklers de pré-action. Ils sont activés lorsque l'élément thermique se brise et, à son tour, un détecteur automatique (par exemple, de fumées) confirme qu'un incendie est réellement en train de se produire. Ils sont très efficaces dans les entrepôts dans lesquels le déchargement d’eau accidentel pourrait être préjudiciable.

  - Installer des systèmes de réduction d’oxygène (notamment dans les chambres frigorifiques où aucune personne ne travaille). Ce système injecte de l'azote dans l'entrepôt de manière contrôlée, en diminuant la concentration d’oxygène, ce qui évite la propagation d'un incendie.

Un entrepôt sécurisé

Protéger le personnel et garantir le bon développement des opérations de l’entrepôt doivent constituer les priorités de toutes les entreprises. Les incendies surviennent, ce ne sont pas des phénomènes totalement inévitables et le risque qu'ils se produisent existe toujours. C'est pour cela que la conception et la prévention sont essentielles pour réduire les conséquences de ceux-ci, que ce soit par l'effet du feu, de la fumée, de la chaleur, voire de l'eau utilisée pour leur extinction.

Les mesures de protection passive et active sont indispensables dans le but de doter les installations du niveau de sécurité approprié pour les personnes et les biens stockés, minimiser les pertes et assurer la continuité de l'activité de l'entreprise.

 

À propos de Cottés

Il s'agit d'une société espagnole du secteur de la sécurité anti-incendie. Elle se distingue par son fort engagement en faveur de l'innovation. L’équipe de Cottés aide à la conception, l'approvisionnement, l'installation, la mise en marche et la maintenance de systèmes de protection contre les incendies.

 

Cet article a été rédigé par le département d'ingénierie des structures de Mecalux en collaboration avec Carlos Garrido, directeur du développement de l'activité de Cottés.
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