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Centre Technique Industriel de la Construction Métallique Espace Technologique

Centre Technique Industriel de la Construction Métallique Espace Technologique - L’Orme des Merisiers - Immeuble Apollo - 91193 Saint-Aubin Tél : +33 (0)1 60 13 83 00 Fax : 33 (0)1 60 13 13 03 « Établissement certifié qualité ISO 9001, le CTICM assure un suivi de chaque étude dans le plus strict respect de ses procédures qualité » Date : 06/08/2015 Auteurs : Patrice RUSSO Mohsen ROOSEFID Arnaud SANZEL Nombre total de pages : (y compris celle-ci) 57 Page i FOR 38 B Client demandeur : TPEC Référence et date de commande : E-mail du 11/06/2015 Référence du document : SRI – 15/154 – PR-MR-AS/NB TPEC COMPORTEMENT AU FEU DE DEUX BÂTIMENTS EN CHARPENTE METALLIQUE À DREUX (28) Membre du Comité de Coordination des Centres de Recherche en mécanique / Siret : 775 728 785 00046 Code Naf : 7219 Z Direction Recherche et Valorisation Affaire : 15-906 Référence du document : SRI – 15/154 – PR-MR-AS/NB Rév. : A Date : 06/08/2015 Auteurs : Patrice RUSSO Mohsen ROOSEFID Arnaud SANZEL Nombre total de pages : (y compris celle-ci) 57 Page ii FOR 38 B Révision Date Auteurs Objet A 06/08/2015 Patrice RUSSO Mohsen ROOSEFID Arnaud SANZEL Émission Originale B C D E SRI – 15/154 – PR-MR-AS/NB 06/08/2015 1/57 Table des matières 1 Introduction .................................................................................................................................................... 3 2 Documents de reférence ................................................................................................................................ 4 2.1 Documents relatifs au bâtiment ............................................................................................................... 4 2.2 Référentiel normatif et technique ............................................................................................................ 4 3 Caractéristiques des deux batiments .............................................................................................................. 6 3.1 Description générale du site ..................................................................................................................... 6 3.2 Description du bâtiment « messagerie » .................................................................................................. 6 3.2.1 Description de la structure porteuse de l’entrepôt .......................................................................... 8 3.2.2 Caractéristiques du stockage ............................................................................................................ 9 3.2.3 Plan d’évacuation ........................................................................................................................... 10 3.3 Description du bâtiment « stockage » .................................................................................................... 11 4 Vérification de la stabilité au feu R15 de la structure métallique du bâtiment « stockage » ...................... 14 4.1 Actions apliquées sur la structure en situation d’incendie ..................................................................... 14 4.1.1 Charges permanentes ..................................................................................................................... 14 4.1.2 Charge de neige .............................................................................................................................. 14 4.2 Vérification des portiques ....................................................................................................................... 15 4.2.1 Principe et hypothèse de la modélisation des portiques ............................................................... 15 4.2.2 Résultats des simulations ............................................................................................................... 16 4.3 Vérification des pannes ........................................................................................................................... 18 4.4 Vérification des contreventements ........................................................................................................ 19 4.5 Vérification des pans de fer .................................................................................................................... 19 4.5.1 Ramasse-pannes en UPN 100 ......................................................................................................... 19 4.5.2 Potelets le long des murs coupe-feu .............................................................................................. 20 4.6 Potelets en pignons du bâtiment ............................................................................................................ 21 4.7 Conclusions ............................................................................................................................................. 22 5 Etude du comportement du bâtiment « messagerie » sous incendies réels................................................ 23 5.1 Objectifs de sécurité et critères associés ................................................................................................ 23 5.2 Sélection des scénarios d’étude .............................................................................................................. 23 5.2.1 Scénarios impactant la structure porteuse .................................................................................... 24 5.2.2 Scénarios d’évacuation ................................................................................................................... 25 5.3 Simulations du développement du feu et de l’évacuation ..................................................................... 26 5.3.1 Logiciels utilisés .............................................................................................................................. 26 5.3.2 Domaine et hypothèses de modélisation ....................................................................................... 26 5.3.3 Résultats des simulations ............................................................................................................... 29 5.4 Analyse du comportement au feu de la structure métallique ................................................................ 30 5.4.1 Échauffement des portiques métalliques ....................................................................................... 30 5.4.2 Comportement mécanique des portiques métalliques .................................................................. 37 6 Conclusions ................................................................................................................................................... 42 Annexe : Résultats détaillés des simulations ........................................................................................................... 43 A.1 Résultats du scénario 1 ........................................................................................................................... 43 A.1.1 Développement du feu et évacuation des personnes .................................................................... 43 A.1.2 Conditions de tenabilité ................................................................................................................. 45 A.2 Résultats du scénario 2 ........................................................................................................................... 48 A.2.1 Développement du feu et évacuation des personnes .................................................................... 48 A.2.2 Conditions de tenabilité ................................................................................................................. 50 SRI – 15/154 – PR-MR-AS/NB 06/08/2015 2/57 A.3 Résultats du scénario 3 ........................................................................................................................... 52 A.3.1 Développement du feu et évacuation des personnes .................................................................... 52 A.3.2 Conditions de tenabilité ................................................................................................................. 53 SRI – 15/154 – PR-MR-AS/NB 06/08/2015 3/57 1 INTRODUCTION À la demande de la société TPEC, cette étude a pour objet d'analyser le comportement au feu d'un entrepôt logistique appartenant à la société TRANSLOCAUTO, implantée sur la commune de Dreux, dans le département de l’Eure et Loir. Cet entrepôt est composé de deux bâtiments de stockage. Le premier bâtiment (dit bâtiment « messagerie ») représente une surface totale de 2 880 m² environ, sans compartimentage intérieur. Sa structure porteuse est une charpente métallique composée uniquement de profilés reconstitués soudés (PRS). Le second bâtiment (dit bâtiment « stockage ») est divisé en trois cellules structurellement indépendantes, de surface unitaire 2 511 m² et deux fois 3 803 m², et séparées par des murs coupe-feu auto-stables. La structure porteuse de chaque cellule est composée de profilés reconstitués soudés et de profilés laminés à chaud. D’un point de vue réglementaire, les deux bâtiments sont classés sous la rubrique 1510 des Installations Classées pour la Protection de l’Environnement et relèvent du régime de l'enregistrement qui exige un degré de résistance au feu normalisé R15 et une vérification des modes de ruine (non effondrement en chaîne et effondrement vers l’intérieur). Compte tenu de la structure existante du bâtiment « messagerie » (charpente métallique constituée de profilés de type PRS à inertie variable), son degré de résistance au feu normalisé, considérant un incendie généralisé occupant l’ensemble de la cellule concernée dès le départ du sinistre, ne peut pas atteindre 15 minutes (R15). Dans ce contexte, les objectifs de la présente étude consistent :  D’une part, à vérifier que la structure métallique du bâtiment « stockage » est à minima R15 sous conditions d’incendie normalisé, sachant que ce bâtiment satisfait déjà les exigences de comportement structural (non effondrement vers l’extérieur, non effondrement en chaîne) [6] ;  D’autre part, à vérifier que le bâtiment « messagerie » garantit un niveau de sécurité adéquat tel qu’en cas d’incendie réel se déclarant au sein du bâtiment, la cinétique d’incendie et la cinétique de ruine de la structure porteuse du bâtiment sont en adéquation avec les objectifs de sécurité des personnes, (occupants et services de secours). Le bâtiment « messagerie » étant constitué d’une seule cellule, séparée d’une zone de bureaux structurellement indépendante par un mur coupe-feu auto-stable, le risque de ruine en chaîne peut-être écarté. Pour ce bâtiment, l’étude s’attache donc à vérifier qu’en cas d’incendie réel se déclarant au sein du bâtiment :  Exigence 1 : il n’y a pas d'effondrement de la structure vers l’extérieur ;  Exigence 2 : Le temps de stabilité au feu de la structure est compatible avec le temps d’évacuation des personnes ;  Exigence 3 : la cinétique d’incendie est compatible avec l’évacuation des personnes et l’intervention des services de secours. Les analyses s’appuient sur la simulation numérique du développement et de la propagation du feu, afin de prédire l'évolution des températures et de l'enfumage, couplée à l’estimation du comportement mécanique de la structure porteuse du bâtiment. La démarche utilisée suit la méthodologie de l’Ingénierie de la Sécurité Incendie [15], à savoir que le risque incendie est évalué sur la base de scénarios d'incendie réel sélectionnés pour être majorants vis-à-vis des exigences attendues, à travers les étapes suivantes :  Définition des critères de performance à atteindre ;  Sélection des scénarios d’incendie ;  Simulation des scénarios d’incendie ;  Évaluation du risque incendie pour chaque scénario. SRI – 15/154 – PR-MR-AS/NB 06/08/2015 4/57 2 DOCUMENTS DE REFÉRENCE 2.1 DOCUMENTS RELATIFS AU BÂTIMENT [1] 01-G IMPLANTATION Entrepot+Bureau.pdf [2] 03-D COMBLES Entrepot+Bureaux.pdf [3] 04-C PORTIQUES Entrepot+Bureau.pdf [4] 05-E ELEVATIONS Entrepot+Bureau.pdf [5] Annexe ET non ruine en chaîne Translocauto note de calcul.pdf [6] Étude technique non ruine en chaîne.pdf [7] ind A plan de niveaux sur l'ensemble du projet_26.pdf [8] Ind indA Élévations coupes bureaux entrepôt_23.pdf [9] NDC C5938 1sur3.pdf [10] NDC C5938 2sur3.pdf [11] NDC C5938 3sur3.pdf [12] plan recollement IMC2 PDF.pdf [13] Translocauto B04.pdf [14] Translocauto C03.pdf 2.2 RÉFÉRENTIEL NORMATIF ET TECHNIQUE [15] NF ISO 23932, Ingénierie de la sécurité incendie - Principes généraux, Août 2009. [16] FD ISO/TR 16738, Ingénierie de la sécurité incendie - Informations techniques sur les méthodes d'évaluation du comportement et du mouvement des personnes, Décembre 2009. [17] McGrattan K., McDermott K., Hostikka S. & Floyd J., Fire Dynamics Simulator (Version 5) - User’s Guide, National Institute of Standards and Technology, Special Publication 1019-5, Octobre 2010. [18] McGrattan K., Hostikka S. & Floyd J., McDermott K., Fire Dynamics Simulator (Version 5) – Technical Reference Guide – Volume 3 : Validation, National Institute of Standards and Technology, Special Publication 1018-5, Octobre 2010. [19] Korhonen T. & Hostikka S., FDS+Evac - Technical Reference and User’s Guide, VTT Technical Research Centre of Finland, Mai 2010. [20] NF EN 1993-1-2, Eurocode 3 : Calcul des structures en acier, Partie 1-2 : Règles générales – Calcul du comportement au feu, Novembre 2005. [21] Hietaniemi J. & Mikkola E., Design Fires for Fire Safety Engineering, VTT Working Papers 139, 2010. [22] Babrauskas V., Ignition Handbook, Issaquah, USA: Fire Science Publishers, ISBN 0-9728111-3-3, 2003. [23] Fire Dynamics Tools (FDS) Quantitative Fire Hazard Analysis Methods for the U.S. Nuclear Regulatory Commission Fire Protection Inspection Program, NUREG 1805, Décembre 2004. [24] XP ISO/TS 16733, Ingénierie de la sécurité incendie - Sélection de scénarios d'incendie de dimensionnement et de feux de dimensionnement, Février 2007. [25] Eurocode 1 - Actions sur les structures – Partie 1-2: Actions générales – Actions sur les structures exposées au uploads/Ingenierie_Lourd/ annexe-11-etude-comportement-au-feu-2-batiments-cticm-pdf.pdf