Afin de lutter efficacement contre les incendies, il est indispensable de connaître les fondamentaux de la combustion ainsi que les modes de développement d’un feu et ses dangers.
1 - La combustion
A - Les définitions
1) La combustion
C’est une réaction chimique exothermique au cours de laquelle un combustible combiné avec un comburant dégage de la chaleur sous l’effet d’une énergie d’activation.
Ce dégagement de chaleur se traduit par une élévation de température et une émission de rayonnements thermiques. Pour qu’une combustion puisse avoir lieu, il est nécessaire d’avoir les trois éléments ci-après réunis dans de bonnes proportions, formant le triangle du feu :
- combustible : toutes matières ayant la propriété de « brûler » ou de se consumer (exemples : bois, solvants, gaz...) ;
- comburant : corps se combinant avec un autre donnant lieu à la combustion (exemple : oxygène) ;
- énergie d’activation : énergie nécessaire pour faire démarrer la combustion (exemples : thermique, chimique...).
2) Combustion complète ou incomplète
Selon l’alimentation en air du foyer, la combustion peut être complète ou incomplète :
- combustion complète : le comburant est présent en quantité suffisante ; les flammes sont bleues, peu éclairantes et les produits de combustion sont principalement formés de dioxyde de carbone et d’eau ;
- combustion incomplète : le comburant est insuffisant ; les flammes sont oranges et très éclairantes. Les produits de combustion sont incomplètement brûlés. Les fumées, souvent noires, renferment d’autres produits tels que le monoxyde de carbone.
3) Les différents types de combustion
On distingue plusieurs types de combustion :
- lente : il y a échauffement du corps combustible mais la température est insuffisante pour qu’il y ait émission de lumière (exemple : oxydation) ;
- vive : il y a émission simultanée de lumière, de gaz et de fumée, avec élévation de la température ;
- très vive : la vitesse de réaction est grande sans dépasser la vitesse du son, il y a déflagration ;
- instantanée : la vitesse de réaction est supérieure à celle du son, il y a détonation.
4) Les seuils de démarrage
Le combustible devant atteindre une certaine température afin qu’il y ait combustion, différents seuils de démarrage sont définis :
- point éclair (ou point d’éclair) : température minimale à partir de laquelle un combustible émet suffisamment de vapeurs inflammables qui, au contact d’une flamme pilote, s’enflamment spontanément et s’éteignent après le retrait de celle-ci ;
- point d’inflammation : température minimale à partir de laquelle un combustible émet suffisamment de vapeurs inflammables qui, au contact d’une flamme pilote, s’enflamment spontanément et se maintiennent après le retrait de celle-ci ;
- point d’auto-inflammation : température à laquelle un combustible émet suffisamment de vapeurs inflammables pour s’enflammer spontanément sans apport de flamme pilote.
5) L'atmosphère explosive
Une atmosphère est dite « explosible » lorsqu’il y a présence d’un gaz inflammable et d’un comburant. Pour qu’il y ait explosion au contact d’une énergie d’activation, ce mélange doit se situer dans la zone d’explosivité (comprise entre la LIE et la LSE) :
- limite inférieure d’explosivité (LIE) : limite en dessous de laquelle la concentration de gaz dans l’air est trop faible pour qu’il y ait une réaction du mélange en présence d’une énergie d’activation ;
- limite supérieure d’explosivité (LSE) : limite au-dessus de laquelle la concentration de gaz dans l’air est trop importante pour qu’il y ait une réaction du mélange en présence d’une énergie d’activation ;
- zone d’explosivité (ZE) : zone comprise entre la LIE et la LSE où le combustible (gaz) et le comburant (air) sont dans des proportions données qui, en présence d’une source d’ignition ou de chaleur, donnent lieu à une combustion très vive.
L’explosimètre est un appareil portatif utilisé afin de vérifier la teneur en gaz inflammable d’une atmosphère. Il permet de déterminer le taux de concentration d’un gaz entre 0 et 100 % de la LIE.
6) Les cinq classes de feux
La norme européenne EN 2 range les feux en cinq classes selon la nature du
combustible :
- classe A (feux « secs ») : feux de matières solides, généralement de nature organique dont la combustion se fait normalement avec la formation de braises (bois, papier, tissu...) ;
- classe B (feux « gras ») : feux de liquides ou de solides liquéfiables (hydrocar- bures, alcool, solvants, acétone...) ;
- classe C : feux de gaz (propane, butane, gaz naturel...) ;
- classe D : feux de métaux (limaille de fer, poudre d’aluminium, de magnésium...) ;
- classe F : feux liés aux auxiliaires de cuisson (huiles et graisses végétales et animales) sur les appareils de cuisson (exemples : friteuse, cocotte-minute...).
B - La propagation et les effets
1) Les modes de propagation
Les incendies sont déclenchés soit par l’homme (imprudence, ignorance, malveillance...), soit par un facteur naturel (foudre, soleil, fermentation...), soit par un facteur énergétique (étincelle, arc électrique, réaction chimique...).
La propagation d’un incendie se fait par un transfert de chaleur d’un point ou d’un objet à un autre. Les modes de propagation peuvent se faire par :
- convection : transfert de chaleur par le mouvement d’un fluide du bas vers le haut ;
- conduction : transfert de chaleur à travers la masse d’un matériau en suivant sa forme ;
- rayonnement : transfert de chaleur suite à l’énergie dégagée par un corps chaud sans direction particulière ;
- projection : transfert de chaleur par projection de matériaux enflammés.
2) Les effets
Les incendies peuvent entraîner :
- sur les personnes, des brûlures ou des intoxications dues aux fumées ;
- la destruction de biens (particuliers ou industriels), pouvant avoir des impacts économiques (disparition d’entreprises, chômage...), écologiques (pollution, destruction de forêts...) ou historiques (perte de patrimoine).
2 - Les procédés d'extinction
A - Les différents procédés
Afin de procéder à l’extinction d’un feu, il faut agir sur un ou plusieurs éléments du triangle du feu. Il existe différents procédés d’extinction :
- refroidissement : action de projeter un agent extincteur afin d’abaisser la température du combustible en dessous de sa température d’inflammation (exemple : eau). On agit sur l’énergie d’activation ;
– étouffement : action de soustraire le foyer au contact de l’air en créant une barrière physique entre le combustible et le comburant (exemple : serpillière humide pour un feu de friteuse). On agit sur le comburant ;
– soufflage : création d’une surpression importante au niveau du foyer afin de perturber l’air et de souffler la flamme (exemple : explosif sur puits de pétrole). On agit sur l’énergie d’activation ;
– dispersion : action de séparer le foyer principal en plusieurs foyers différents, permettant l’abaissement de la température (exemple : dispersion mécanique). On agit sur l’énergie d’activation ;
– coupure du courant électrique : on coupe l’alimentation électrique étant à l’origine de la source de chaleur du foyer (exemple : disjoncteur). On agit sur l’énergie d’activation ;
– obstruction d’une conduite ou fermeture d’un robinet : on coupe l’alimentation en combustible d’une canalisation (exemple : fermeture d’une vanne pour fuite de gaz enflammée). On agit sur le combustible ;
– réduction de la part du feu : action de séparer physiquement les matériaux en feu de ceux étant intacts (exemple : tranchée en feux de forêts). On agit sur le combustible ;
– inhibition : action de projeter un agent extincteur ayant la propriété de réduire ou de stopper l’interaction du comburant dans le phénomène de combustion (exemple : extinction des salles informatiques). On agit sur le comburant.
B - Les agents extincteurs
Afin d’éteindre les incendies et selon la nature des matériaux en feu, différents agents extincteurs peuvent être utilisés :
– l’eau, agent d’extinction le plus généralement employé, agit par refroidissement, par soufflage (jet d’eau violent et abondant), par étouffement (vapeur d’eau isolant le combustible de l’air) ou par dispersion (sous l’action des jets pleins des lances) ;
– la mousse agit par isolement en formant un tapis ou une enveloppe isolant les vapeurs inflammables comme l’oxygène. La mousse agit également par refroidissement et par étouffement (forme une barrière physique entre l’oxygène de l’air et le combustible) ;
– la poudre agit par étouffement et par isolement. Néanmoins, elle a aussi une action inhibitrice sur les réactions chimiques au sein de la combustion ;
– le dioxyde de carbone (CO2) agit par étouffement et par refroidissement, la température de sortie du gaz pouvant aller jusqu’à – 78 °C.
D’autres moyens peuvent être utilisés selon les circonstances, comme de la terre, du sable, de la sciure de bois, du ciment, des couvertures pour les feux de personnes...
3 - Le comportement et la réaction au feu
Les bâtiments doivent être construits ou aménagés avec des matériaux présentant des caractéristiques de réaction et de résistance au feu réglementaires.
A - La résistance au feu des matériaux
C’est le temps pendant lequel les éléments de construction peuvent jouer le rôle qui leur est dévolu malgré l’action de l’incendie. Pour ce faire, trois critères sont pris en compte :
- résistance mécanique ;
- étanchéité aux flammes et absence d’émission de gaz inflammables ;
- isolation thermique.
À savoir :
- Stable au feu (SF) : résistance mécanique.
- Pare-flamme (PF) : SF + étanchéité aux flammes.
- Coupe-feu (CF) : PF + isolation thermique.
B - La réaction au feu
C’est le comportement au feu du matériau quand il est lui-même soumis en tant que combustible.
Un classement européen dénommé EUROCLASSES répertorie les matériaux de la manière suivante :
- A1 et A2 : produit non combustible ;
- B : produit faiblement combustible ;
- C : produit combustible ;
- D : produit très combustible ;
- E : produit très inflammable et propagateur de flamme ;
- F : produit non classé ou non testé.
4 - Les phénomènes thermiques en volumes clos ou semi-ouverts
Le guide national de référence (GNR) « Explosion de fumées – embrasement généralisé éclair » explicite en détail ces phénomènes thermiques.
Synthèse du GNR « Explosion de fumées – embrasement généralisé éclair »
5 - La marche générale des opérations (MGO)
La marche générale des opérations (MGO) est un ensemble de 11 phases d’action pouvant se dérouler de manière chronologique ou en simultané, mais qu’il convient de respecter judicieusement :
– reconnaissance : consiste à explorer les endroits exposés à l’incendie, de manière à effectuer tout de suite les sauvetages, à discerner les matières qui brûlent, à déterminer les points d’attaque et les cheminements à suivre pour y parvenir. La reconnaissance se poursuit tout au long de l’intervention ;
– ventilation opérationnelle : un feu ventile très bien, bien, peu ou très peu, faute de quoi il s’éteint. La ventilation opérationnelle sur un incendie ne se résume pas à l’usage de moyens de ventilation mécanique par les sapeurs-pompiers. Il s’agit d’un concept qui permet trois actions principales (sans ordre chronologique) :
- protéger (empêcher les fumées de venir dans un volume),
- désenfumer (évacuer les fumées d’un local sans lien direct avec le local en feu),
- attaquer (agir sur les fumées et le foyer, canaliser leur propagation) ;
– sauvetage : opération visant à soustraire d’un péril direct ou imminent une victime se trouvant dans l’incapacité ou l’impossibilité de s’y soustraire d’elle-même ;
– établissement : mise en place des tuyaux pour alimenter les lances (cf. GNR « Établissement des lances ») ;
– attaque : phase d’action destinée à éteindre le foyer et/ou stopper la propagation ;
– protection : vise à éviter ou limiter les dégâts que pourraient occasionner l’eau, le feu et les fumées ;
– déblai : permet de faciliter l’extinction durant la phase d’attaque. Le déblai permet de s’assurer de l’absence de foyer résiduel une fois le feu éteint ;
– surveillance : vise à s’assurer que tout danger est définitivement écarté.
– relogement : dès lors que le logement sinistré est identifié comme inutilisable (effets directs du feu : fumées, suies... ; ou indirects : stabilité de l’édifice, absence d’énergies...), le commandant des opérations de secours (COS) devra en informer au plus tôt le directeur des opérations de secours (DOS) ;
– réhabilitation des hommes et le reconditionnement du matériel : les actions liées à cet aspect de l’opération sont initiées sur les lieux et se poursuivent au centre d’incendie et de secours. « Un nettoyage maximum des EPI et matériels est préconisé sur les lieux des opérations, afin de limiter tout transfert dans le véhicule et exposition des sapeurs-pompiers. » (Guide de doctrine opérationnelle incendies de structures) ;
– préservation des traces et indices : elle contribue à répondre à trois objectifs principaux :
- faciliter l’identification de la manière dont le feu a débuté et s’est propagé,
- identifier les comportements ou les équipements à risques (améliorer l’éducation des populations et participer à l’évolution des technologies),
- alimenter le retour d’expérience et l’amélioration continue des pratiques.
Plusieurs étapes de la MGO peuvent se dérouler en simultané.
Exemple
Établissement d’une lance pour protéger un sauvetage, protection de biens durant une phase d’attaque afin de limiter les dégâts de l’incendie, déblai durant l’attaque afin d’effectuer la part du feu...
6 - Les moyens facilitant l'intervention des sapeurs-pompiers
La prévention incendie a pour objectifs de :
- réduire les risques de naissance d’un incendie ;
- limiter la propagation d’un incendie ;
- permettre aux occupants d’évacuer les locaux ;
- faciliter l’intervention des secours.
Un certain nombre de mesures sont à la disposition des sapeurs-pompiers en cas d’intervention tels que :
- moyens d’extinction (extincteurs, RIA, hydrants = bouches et poteaux d’incendie, système d’extinction automatique, colonnes sèches et humides) ;
- système de sécurité incendie (SSI) et service de sécurité ;
- désenfumage (naturel ou mécanique) ;
- plan d’intervention (se situant à l’entrée du bâtiment) ;
- organes de coupures sur les installations techniques (électricité, gaz, fluides).