Les caractéristiques des incendies dans les immeubles résidentiels

À l'issue d'une étude qui a duré six ans, des chercheurs en incendie de CNRC Construction ont maintenant une meilleure idée de la façon dont les incendies se développent et se propagent dans des immeubles résidentiels à ossature légère en bois. Les résultats de cette étude révèlent que le développement et l'intensité des incendies varient à l'intérieur d'un bâtiment résidentiel en fonction des charges combustibles, des caractéristiques de ventilation et des dimensions et de la configuration des diverses aires de séjour à l'intérieur du bâtiment.

Les chercheurs se sont intéressés particulièrement aux incendies qui peuvent survenir dans des appartements, des maisons jumelées, des duplex, des maisons en rangée, des appartements accessoires et des établissements de soins en résidence, ceux-ci ayant un impact potentiel plus grand sur les logements adjacents. Ils ont réalisé 14 essais en vraie grandeur dans la salle d'essais de combustion du CNRC sur diverses configurations comprenant des salles de séjour, des chambres à coucher et des cuisines meublées de façon réaliste afin d'étudier les caractéristiques des incendies résultants. Onze partenaires, dont plusieurs grandes associations industrielles, ont financé ces travaux.

Ce projet a été entrepris parce qu'il n'existait pas, pour ces types de bâtiments, de modèles d'incendies simulés réalistes, aussi appelés « incendies types de conception ». Ces modèles sont utilisés dans les analyses techniques sur lesquelles on se base de plus en plus pour résoudre des problèmes de sécurité incendie. Un incendie type est essentiellement une description quantitative des caractéristiques d'un incendie, comme sa taille et sa vitesse de propagation, le taux de dégagement d'énergie thermique, et les produits de combustion et la température des gaz chauds dégagés par l'incendie. Les incendies types sont fondés sur des scénarios d'incendie qui reproduisent les conditions d'incendies réels.

allumage de la configuration « salon »

une minute après l'allumage

cinq minutes après l'allumage

Embrasement général

L'embrasement général – un phénomène qui se produit lorsque l'incendie s'étend à l'ensemble du contenu d'un logement – est survenu généralement en moins de cinq minutes lors des essais. Par exemple, L'embrasement général pourrait survenir en moins de 140 secondes pour un incendie ayant débuté par une longue flamme dans des articles d'ameublement hautement combustibles, tels que des sofas et des lits. Au stade de l'embrasement général, toutes les surfaces exposées des matériaux combustibles ont pris feu simultanément, en raison des très fortes températures dans la pièce qui dépassaient le seuil critique (environ 600 ^oC). Des températures extrêmement élevées, atteignant de 1100 à 1200 ^oC, ont été enregistrées peu après l'embrasement général pendant des périodes allant parfois jusqu'à 30 minutes. Dans un tel scénario, la probabilité qu'un incendie cause des dommages et des pertes de vie dans les pièces adjacentes est grandement accrue.

Ces résultats confirment le danger que pose un incendie qui se propage rapidement dans un immeuble résidentiel, puisque les occupants ne peuvent pas survivre au-delà du stade de l'embrasement général. La résistance au feu effective des ensembles de bâtiment à des températures aussi élevées (1200 ^oC) peut s'avérer n'être alors que la moitié de la valeur prescrite, cette dernière étant basée sur les profils de température moins élevés dictés par les essais standards actuels.

L'une des principales conclusions de cette étude est que, peu importe les variables d'essai (ventilation, charge combustible, processus d'inflammation et dimensions de la pièce), les températures de pointe se situaient généralement à l'intérieur d'une fourchette étroite allant de 1150 ^oC et 1200 ^oC. Certaines variables d'essai – en particulier la ventilation, le premier article qui prend feu et la composition de la charge combustible – avaient toutefois une incidence notable sur le temps requis pour atteindre la température de pointe. La température de pointe, et sa durée, sont une mesure importante de l'intensité d'un incendie.

Une autre observation majeure de cette étude est que les chambres à coucher principales sont soumises aux pires conditions lors d'un incendie, parce qu'elles contiennent une plus grande quantité de matériaux combustibles.

Les chercheurs ont terminé l'analyse détaillée des résultats et ils ont identifié les caractéristiques qui formeront la base d'un modèle informatique permettant de simuler des incendies types. Les concepteurs et les autorités responsables des codes pourront aussi exploiter les innombrables données produites afin de mieux cerner l'impact des incendies sur les divers aspects d'une habitation.

Les résultats de l'étude ont aussi fourni des données quantitatives sur les charges combustibles des immeubles résidentiels, ainsi que sur les taux de croissance, l'intensité et la durée des incendies. Des méthodes de calcul couramment utilisées pour déterminer des variables telles que le délai d'embrasement général, le taux de dégagement d'énergie thermique maximal supporté par une dimension de fenêtre donnée, la température de pointe et la durée de l'incendie, ont aussi été évaluées à la lumière des résultats de cette étude, et des recommandations ont formulées pour les améliorer au besoin.

Les chercheurs utiliseront les résultats du projet pour élaborer, en collaboration avec l'industrie et avec les autorités responsables des codes, des méthodes plus fiables pour calculer les principales propriétés des incendies, comme la température. Ce projet démontre de quelle façon le CNRC peut, grâce à son expertise et à ses installations de recherche de haut niveau, combinées aux contributions informées des représentants de l'industrie et des gouvernements, produire des résultats probants basés sur des expériences réalistes.

La prochaine phase potentielle du projet est en préparation et permettra d'examiner d'autres types de bâtiments, comme des immeubles de grande hauteur, et de mieux quantifier la contribution des charges combustibles structurales.