Entrepôts logistiques | Priorité aux sprinkleurs

Une méthode et une technologie de simulation numérique élaborée de façon collective, des exutoires de désenfumage qui se mettent à la page de la performance énergétique... les entrepôts logistiques font l'objet d'une grande attention. En revanche, les systèmes d'extinction automatique se cantonnent aux sprinkleurs.

Cela n’arrive pas qu’aux autres. L’incendie qui s’est déclaré chez Provence Fuel Distribution à Saint-Menet, dans les quartiers est de Marseille, a entièrement détruit, ce 1^er avril, un entrepôt où étaient stockés près de 180 tonnes d’hydrocarbures. Il a fallu l’intervention de 50 pompiers pour en venir à bout. C’est clair : l’incendie est la plaie des entrepôts logistiques et industriels. Tandis que le marché de l’immobilier logistique ne cesse de se développer, avec près de 38 millions de m² d’entrepôts logistiques et industriels (de plus de 5 000 m²) construits à fin 2010, selon Business Immo Logistics Survey, industriels et logisticiens s’organisent pour prévenir et lutter contre ce fléau. « En accumulant sur plus de 10 mètres de hauteur étagères des produits (matières premières, produits semi-finis ou finis), les entrepôts industriels et logistiques concentrent une valeur financière très élevée, qui peut aller jusqu’à plusieurs dizaines de milliers d’euros/m² », analyse Loïc Le Dréau, directeur de l’ingénierie chez FM Global France. « Cette concentration de valeur est également une accumulation de combustibles… Au-delà de cela, lorsqu’un sinistre se déclare, il impacte tout un réseau de fabrication industrielle ou de distribution… »

Les phases d’un incendie dans un entrepôt

Cette série de photos montre les phases d’un test d’incendie en grandeur réelle dans le laboratoire de test de FM Global (doc. FM Global).

– Un feu de cartons après dix secondes

– Un feu de cartons après vingt secondes

– Un feu de cartons après soixante secondes

– Un feu de cartons après quatre-vingt dix secondes

– Un feu de cartons après cent soixante secondes

– Un feu de cartons après deux-cent dix secondes

Des exigences prescriptives

Pour limiter ce risque, « la réglementation incendie dépend à la fois du code du travail et du code de l’environnement », situe Armelle Muller, directrice du laboratoire feu et environnement du CNPP, le centre d’expertise en prévention et en maîtrise des risques. Citons en particulier les rubriques 1510, 1530, 2662 et 2663 de la réglementation ICPE (Installations classées pour la protection de l’environnement) dépendant du code de l’environnement. A cela s’ajoutent le décret n°2010-367 du 13 avril 2010, qui modifie la nomenclature des installations classées et ouvre certaines rubriques au régime de l’enregistrement. Ainsi que le décret n°2010-368 du 13 avril 2010, qui porte diverses dispositions relatives aux installations classées pour la protection de l’environnement et fixe la procédure d’enregistrement applicable à certaines de ces installations. « Les entrepôts soumis à autorisation doivent également répondre aux circulaires du 4 février 1987 et du 21 juin 2000 ainsi qu’à l’arrêté ministériel du 5 août 2002 », explique Georges Renaud, directeur technique et activité travaux sprinkleur chez Tyco FIS France. « Suite à un sinistre, cet arrêté vise à ce que la ruine d’un élément constructif (mur, toiture, poteau, poutre…) n’entraîne pas la ruine en chaîne de tout la structure du bâtiment. »

Autrement dit, l’arrêté du 5 août 2002 pose les grands principes fondateurs de la réglementation anti-incendie dans les entrepôts. Lesquels portent sur le compartimentage, l’extinction automatique de l’incendie, le désenfumage et même le confinement des rejets liquides. « Cet arrêté est intéressant car il est  »moderne ». Au lieu d’imposer des équipements, il fournit des exigences prescriptives. Il s’agit à la fois d’un guide pratique et d’un ensemble d’obligations », commente Armelle Muller. Conséquence, l’arrêté du 5 août 2002 ouvre davantage la porte à l’ingénierie de la sécurité incendie dont les études spécifiques d’ingénierie d’incendie sont généralement menées en vue de définir les types de réglementation, les objectifs de sécurité, la détermination des scénarios ainsi que la modélisation du développement du feu.

Flumilog : modéliser les flux thermiques

Avant de construire ou de rénover un entrepôt, il convient de prouver, comme l’exige la réglementation, que les flux thermiques seront maîtrisés. Or calculer les distances d’effets associés à l’incendie dans une cellule d’entrepôt représente un enjeu important puisqu’il conditionne à la fois la surface construite et la position de la plate-forme sur le terrain. En l’absence de modèles mathématiques éprouvés pour quantifier les conséquences de l’incendie d’un entrepôt, ce calcul pouvait allonger significativement la durée de construction de plates-formes logistiques.

« Il existait bien le modèle  »feu de nappe » pour les hydrocarbures. Lesquels se propagent rapidement au sol et brûlent sur toute leur surface en même temps. Or, ce modèle ne prenait pas en compte la combustion des éléments solides », soulève Paulo Ferreira, vice-président de Prologis, un aménageur de parcs logistiques qui gère 2,5 millions de m² d’entrepôts, et responsable de la commission Prévention des risques à l’Afilog, l’association des professionnels de la logistique. D’où le projet Flumilog, qui combine une méthode et un logiciel gratuit de simulation numérique et associe les acteurs de la logistique, notamment l’Afilog, à des centres techniques comme l’Institut national de l’environnement industriel et des risques (Ineris), le Centre technique industriel de la construction métallique (CTICM) et le CNPP – auxquels sont venus s’adjoindre l’Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN) et la société d’ingénierie incendie Efectis France.

La première version du logiciel est sortie au premier trimestre 2010 et la seconde, l’été suivant. Le logiciel et sa méthode prennent en compte les éléments constructifs de l’entrepôt et les produits stockés. A partir de là, il offre un calcul réaliste des distances d’effets des flux thermiques. Ce qui permet d’identifier les problèmes de construction et d’envisager des solutions alternatives. « Aujourd’hui, l’outil est opérationnel. Toute la profession l’attendait. D’ailleurs, la réglementation ICPE oblige à l’utiliser pour le régime d’enregistrement pour les rubriques 1510, 1511, 1530, 2662 et 2663 », poursuit Paulo Ferreira. « Au fil du temps, la base de données du modèle Flumilog va s’enrichir. Notamment, avec les plastiques et les produits chimiques. » Les autorités comme la Direction régionale et interdépartementale de l’environnement et de l’énergie d’Île-de-France (Driee) et les directions régionales de l’environnement, de l’aménagement et du logement (Dreal) ont la garantie d’avoir des résultats de calcul valides. Précision : Flumilog ne prend pas en compte les équipements (sprinkleurs, extincteurs, etc.) ou l’action des pompiers.

 

De la simulation à la validation des choix techniques par des tests réels

A côté de Flumilog, l’ingénierie de la sécurité incendie recourt de plus en plus aux logiciels de simulation d’une part pour analyser la naissance et le développement du feu et, d’autre part, pour simuler la réponse du bâti. Dans la première catégorie, citons Isis de l’Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN), qui simule l’incendie dans des locaux industriels, ou Fluidyn-Panfire (Transoft International) pour la simulation des incendies de stockage de produits solides ou de nappes liquides. De plus en plus utilisés, FDS (Fire Dynamics Simulator) et Smokeview, sont édités gratuitement par le Nist américain (National Institute of Standards and Technology). Dans la seconde catégorie, les logiciels d’Abacus et d’Ansys permettent d’étudier le calcul du comportement des structures du bâti. « Fort utiles, ces outils sont néanmoins loin d’être des presse-boutons. S’ils modélisent assez bien l’incendie, ils manquent encore de bases théoriques pour simuler les moyens d’extinction », prévient Armelle Muller, directrice du laboratoire feu et environnement du CNPP. « Les tests en grandeur réels in situ restent indispensables. » Même opinion chez FM Global, à la fois compagnie d’assurance et société d’ingénierie incendie, qui a construit dans son centre de R&D des entrepôts stockage de 18 m de hauteur pour y mettre le feu et analyser sa propagation afin de déterminer les moyens de le combattre.

Compartimentage et cantonnement

Comment s’organisent le calcul des éléments constructifs des entrepôts ? « Parmi les prescriptions, l’arrêté du 5 août définit un découpage des entrepôts en cellules cloisonnées de 6 000 m² dotées de murs coupe-feu deux heures », précise Paulo Ferreira. Concrètement, le compartimentage revient à cloisonner les cellules de stockage avec des murs qui vont du sol au plafond et en aménageant des passages sécurisés entre les cellules. « Grâce à ces murs, on isole les locaux de la propagation des gaz chauds, des flammes et de la chaleur en partie basse de l’entrepôt. On circonscrit l’incendie dans un périmètre défini afin d’éviter sa propagation aux autres cellules », souligne David Maillart, responsable R&D cher Souchier. « Les éléments de passage, en tissus avec guide latéraux pour assurer l’étanchéité, sont pare-flamme deux heures. En ajoutant une rampe d’irrigation de type sprinkleur, on obtient un rideau coupe-feu deux heures qui atténue le passage de la chaleur. » En partie haute de l’entrepôt, le compartimentage peut être renforcé par des dispositifs de cantonnement qui jouent un rôle de réservoir pour les fumées afin de les guider ensuite vers les exutoires de toiture. « Ces écrans sont soit fixes soit mobiles. Dans ce dernier cas, ils sont constitués de tissus (fibre de verre enrichis d’une enduction de polyuréthane ou aux silicones) et enroulés dans un coffre comme un store. Ils se déploient uniquement lors de la mise en sécurité », reprend David Maillart. « On les utilise afin de libérer de l’espace pour la manutention lorsque les racks de stockage sont très hauts. » Dans les deux cas, les cantonnements doivent être conformes à la norme EN 1201-1.

Extinction automatique : le sprinkleur est roi

Au démarrage du feu, outre l’évacuation du personnel et l’appel des secours, la priorité c’est de l’éteindre le plus vite possible. D’où l’intérêt des systèmes d’extinction automatique. Dans les entrepôts logistiques et industriels, le sprinkleur reste roi. « Dans les entrepôts, 43 % des incendies sont maîtrisés par une seule tête de sprinkleur. Et dans 89 % par 10 têtes. Son efficacité est de 98 %. Et il réduit l’impact des dommages causés par un incendie jusqu’à 97 %. Le coût du sinistre dans un bâtiment  »sprinklé » est six fois plus faible que dans un bâtiment qui ne l’est pas. » Fournis majoritairement par Tyco et Vicking, le plus souvent installé en réseau au plafond des endroits à protéger, ils réagissent de façon automatique lorsque la chaleur devient trop importante. Celle-ci brise une ampoule ou fait fondre un fusible qui maintient la tête fermée en temps normal. La pression permanente d’eau dans la canalisation, à laquelle l’extincteur est connecté, se libère alors au travers de la tête et arrose ainsi la zone enflammée. La chute de pression provoquée par l’ouverture de la tête du sprinkleur actionne un gong hydraulique qui donne l’alarme. Le tout automatiquement – ce qui est fort séduisant.

« C’est le produit phare dans les ères de stockage et les ateliers industriels », reconnaît Armelle Muller. Normal : les sprinkleurs sont à la fois détecteurs d’incendie et extincteurs automatiques. Reste que le sprinkleur impose d’importantes contraintes : « Pendant longtemps, les systèmes fonctionnaient en tout ou rien. Soit très bien. Soit pas du tout… Avec la génération ESFR [Early Suppression Fast Response], les installations sont devenues plus flexibles, moins chères et plus polyvalentes », explique Loïc Le Dréau. En outre un réseau de sprinkleurs correspond généralement à une installation lourde : un bassin d’au moins 700 m³, une pompe sécurisée d’un débit de 300 m³/h, un gicleur tous les 10 m²… « Le coût de l’installation peut atteindre 2 % à 3 % l’investissement industriel », remarque Loïc Le Dréau. « Le sprinkleur peut faire l’objet une exigence de l’assurance, mais il n’est pas toujours obligatoire. Donc l’application des règles relève d’un contrat entre l’industriel et l’assureur. C’est de la négociation en vue de réduire la prime d’assurance », invoque Armelle Muller. D’ailleurs, au pôle logistique de Rungis, le plus grand parc logistique privé d’Europe, « nous avons retiré les sprinkleurs », affirme Olivier Renaud, directeur technique et sécurité de Sogaris, aménageur et gestionnaire du parc.

Rungis : l’intervention humaine prime sur le sprinkleur

A Rungis, célèbre pour être une des plus grandes plates-formes logistiques privées d’Europe, les réseaux de sprinkleurs ont été bannis il y a une vingtaine d’années. « Cette décision a été imposée par un arrêté préfectoral à la suite d’un incendie dans un bâtiment où le réseau de sprinkleur n’a pas rempli son office. Nous avons alors installé un PC de sécurité avec des équipes d’intervention d’au moins 5 personnes, équipées de lances incendie et de véhicules d’intervention. Tout en restant en ligne avec les pompiers », explique Olivier Renaud, directeur technique et sécurité de Sogaris, qui a construit et gère un parc de 480.000 m² en France.

« Une centaine de bouches à incendie sont réparties sur le site. Dès qu’une alarme apparaît, les agents partent. Certes, leur intervention est moins rapide qu’un réseau de sprinkleurs, mais beaucoup plus circonstanciée. Ils s’adaptent à la situation », reprend Olivier Renaud. « Ces agents, des pompiers ou d’anciens pompiers, détiennent des formations SSIAP (services de sécurité incendie et d’assistance à personnes), réalisent régulièrement des exercices de sécurité incendie et assurent une présence 24 heures sur 24. » Sogaris s’appuie sur l’expertise développée à Rungis pour ses autres sites en France. Lesquels bénéficient également d’agents de sécurité incendie en plus des systèmes de sprinkleurs et de détection incendie. Tous les rapports d’alarme sont centralisés à Rungis.

Coupler le sprinkleur à un détecteur

« Pour les matériaux sensibles à protéger et les risques critiques, nous utilisons également les systèmes Vesda à détection précoce de fumée par aspiration qui utilisent des réseaux de prélèvement placés à l’intérieur même des rayonnages », décrit Yann Boutin, directeur Marketing de Tyco. « Grâce à des orifices distribués tout au long de ces réseaux et à un système d’aspiration, l’air est amené vers un boîtier comprenant une chambre d’analyse au sein de laquelle la présence de fumée, même faible, est détectée par une technique de dispersion de lumière. » Dès qu’ils détectent la présence de fumée dans le lieu à protéger, ces deux capteurs envoient l’information à la centrale de détection Zettler ZX qui déclenche l’alarme.

Barjane

Prix de l’innovation logistique 2011 de SITL, le salon international du transport et de la logistique, le parc des Bréguières, aux Arcs-sur-Argence dans le Var, conçu et réalisé par l’aménageur Barjane, cherche à concilier sécurité incendie et environnement. « Nous avons installé un réseau d’eau enterré qui alimente chaque parcelle d’entrepôt et mutualise un seul réservoir d’eau de 3 000 m³ qui est doublé, selon la demande de l’assureur Axa », précise Léo Barlatier, le codirigeant de Barjane. « Ce réseau alimente les systèmes de sprinkleurs ESFR [Early Suppression Fast Response] qui sont renforcés par un système de détecteurs laser de fumées. » Certifié Iso 14001, le parc des Bréguières, aménagé sur 65 ha, dispose de 220 000 m² d’entrepôts occupés par Lidl, GLS (filiale de Royal Mail) et dotés d’une centrales photovoltaïques d’une puissance de 4,5 Mwc.

Le désenfumage : la protection incendie rejoint l’écologie