Qu’est-ce que le désenfumage naturel ?
Le désenfumage naturel est un système de sécurité incendie conçu pour évacuer les fumées et les gaz chauds d’un bâtiment en exploitant le principe de la convection thermique. Il repose sur l’utilisation d’ouvrants spécifiques, appelés Dispositifs d’Évacuation Naturelle de Fumées et de Chaleur (DENFC), placés en toiture ou en façade, qui facilitent l’extraction des fumées et l’entrée d’air frais. Cette méthode améliore la visibilité et la qualité de l’air, facilitant ainsi l’évacuation des occupants et l’intervention des secours en cas d’incendie.
Rôle dans la sécurité incendie
Le désenfumage naturel vise à atteindre plusieurs objectifs essentiels en matière de sécurité incendie :
- Limiter la propagation des fumées : En évacuant rapidement les fumées, on réduit leur accumulation et leur dispersion dans le bâtiment, ce qui diminue les risques d’asphyxie et d’intoxication.
- Améliorer l’évacuation des occupants : Une atmosphère moins enfumée permet aux occupants de repérer plus facilement les issues de secours, réduisant ainsi le temps d’évacuation.
- Faciliter l’intervention des secours : Des conditions de visibilité améliorées et une température ambiante plus basse permettent aux pompiers d’intervenir plus efficacement pour maîtriser l’incendie.
- Réduire les dommages matériels : En évacuant la chaleur et les gaz corrosifs, le désenfumage naturel contribue à limiter les dégradations des structures et des équipements du bâtiment.
Principaux avantages du désenfumage naturel
Le désenfumage naturel présente plusieurs avantages notables par rapport aux systèmes de désenfumage mécaniques :
- Économie d’énergie : Ne nécessitant pas d’alimentation électrique pour fonctionner, il réduit la consommation énergétique et les coûts associés.
- Fiabilité accrue : Avec peu de composants mécaniques en mouvement, le risque de défaillance est diminué, assurant une meilleure disponibilité du système en cas d’urgence.
- Simplicité d’installation et d’entretien : Les systèmes de désenfumage naturel sont généralement plus simples à installer et à maintenir, ce qui facilite leur intégration dans divers types de bâtiments.
- Conformité réglementaire : Ils répondent aux exigences de nombreuses réglementations françaises, notamment pour les Établissements Recevant du Public (ERP) et les bâtiments industriels.
Comment fonctionne le désenfumage naturel ?
Le fonctionnement du désenfumage naturel repose sur le principe physique de la convection thermique :
- Élévation des fumées : Lors d’un incendie, les fumées chaudes, moins denses que l’air ambiant, s’élèvent naturellement et s’accumulent sous le plafond.
- Évacuation par les DENFC : Les Dispositifs d’Évacuation Naturelle de Fumées et de Chaleur, situés en toiture ou en partie haute des façades, s’ouvrent pour permettre l’évacuation des fumées vers l’extérieur.
- Admission d’air frais : Simultanément, des amenées d’air frais, placées en partie basse du bâtiment, s’ouvrent pour introduire de l’air extérieur. Ce flux d’air frais favorise le balayage des fumées vers les exutoires, améliorant ainsi la visibilité et réduisant la température intérieure.
Principe de convection thermique et circulation de l’air
La convection thermique est le moteur du désenfumage naturel. La différence de densité entre l’air chaud (fumées) et l’air froid crée un mouvement ascendant des fumées. Ce phénomène est exploité pour évacuer les fumées sans recours à des systèmes mécaniques. L’efficacité de ce processus dépend de plusieurs facteurs :
- Hauteur du bâtiment : Une hauteur sous plafond suffisante permet une meilleure stratification des fumées et facilite leur évacuation.
- Dimension et position des ouvrants : Des exutoires correctement dimensionnés et judicieusement placés optimisent le tirage thermique et l’évacuation des fumées.
- Conditions météorologiques : Le vent et la température extérieure peuvent influencer le tirage naturel, d’où l’importance de prévoir des dispositifs adaptés pour garantir le fonctionnement optimal du système en toutes circonstances.
Éléments clés du système
Un système de désenfumage naturel efficace comprend plusieurs composants essentiels :
- Ouvrants en toiture (exutoires de fumée) : Ces dispositifs, conformes à la norme EN 12101-2, sont conçus pour s’ouvrir automatiquement en cas d’incendie, permettant l’évacuation rapide des fumées et de la chaleur accumulées en partie haute du bâtiment.
- Ouvrants en façade : Fenêtres ou grilles situées en partie basse des façades, elles servent principalement d’amenées d’air frais. Leur ouverture simultanée avec les exutoires crée un flux d’air ascendant qui facilite le balayage des fumées.
- Écrans de cantonnement : Des barrières verticales, généralement réalisées en matériaux résistants au feu, suspendues sous le plafond, qui limitent la propagation latérale des fumées en compartimentant le volume sous toiture en zones appelées “cantons”. Chaque canton ne doit pas dépasser 1 600 m², avec une longueur maximale de 60 mètres, conformément à l’Instruction Technique 246.
- Systèmes de commande : Les dispositifs de désenfumage naturel peuvent être actionnés de différentes manières selon les exigences du bâtiment et les normes en vigueur. Leur bon fonctionnement est essentiel pour garantir une évacuation efficace des fumées en cas d’incendie.
Systèmes de commande
Types de commande
- Commande automatique par détection incendie
- Reliée au Système de Sécurité Incendie (SSI), la commande automatique permet l’ouverture des exutoires dès la détection d’un départ de feu.
- Le déclenchement peut être provoqué par :
- Un détecteur de fumée (détection optique ou ionique)
- Un détecteur thermique (se déclenche lorsque la température atteint un seuil critique, souvent 70°C ou plus)
- Une détection multi-capteurs qui combine plusieurs critères pour réduire les risques de fausses alarmes
- Commande manuelle
- Réalisée via un boîtier de déclenchement manuel (BDM), installé à des points stratégiques du bâtiment (issues de secours, postes de sécurité, etc.).
- Le boîtier est souvent relié au SSI et permet une activation rapide des exutoires par une intervention humaine en cas de besoin.
- Commande pneumatique
- Système basé sur un circuit de CO₂ sous pression qui libère un piston et déclenche mécaniquement l’ouverture des ouvrants.
- Ce type de commande est apprécié pour sa fiabilité (pas d’alimentation électrique nécessaire) et son efficacité dans les bâtiments industriels ou ERP.
- Commande électrique
- Les exutoires peuvent être équipés de moteurs électriques (24V ou 48V DC) qui s’activent lors d’un signal de détection incendie.
- Ce type de commande est souvent utilisé dans les immeubles de grande hauteur (IGH) et les bâtiments avec gestion centralisée de la sécurité incendie (GTB/GTC).
Sécurisation et maintenance des commandes
- Les systèmes doivent être testés régulièrement pour vérifier leur bon fonctionnement.
- Un mode de secours est généralement prévu en cas de panne électrique (batteries de secours, commandes redondantes).
- Les câblages et circuits pneumatiques doivent être protégés contre les risques de coupure ou de détérioration liés à l’incendie.
Réglementation et exigences pour le désenfumage naturel
Le désenfumage naturel est soumis à une réglementation stricte, définie par différentes normes françaises et européennes visant à garantir l’efficacité des installations en cas d’incendie.
Normes en vigueur en France
Les principales références réglementaires pour le désenfumage naturel sont :
- Instruction Technique 246 (IT 246)
- Définit les règles de conception et d’installation des systèmes de désenfumage naturel.
- Fixe les critères de dimensionnement des exutoires en fonction de la surface et de l’usage du bâtiment.
- Impose un taux minimal d’évacuation des fumées pour assurer une extraction efficace.
- Norme NF EN 12101-2
- Spécifie les exigences relatives aux Dispositifs d’Évacuation Naturelle de Fumées et de Chaleur (DENFC).
- Détermine les tests de résistance aux conditions environnementales et mécaniques des exutoires.
- Code du travail et réglementation ERP
- Imposent des obligations spécifiques selon le type d’établissement (ERP, immeubles d’habitation, locaux industriels, etc.).
- Définissent les obligations de maintenance et de contrôle périodique des installations.
Obligations pour les bâtiments ERP, industriels et résidentiels
Les exigences varient en fonction du type de bâtiment :
- Établissements Recevant du Public (ERP)
- La surface des ouvrants doit représenter au minimum 2% de la surface au sol du local à désenfumer.
- Les exutoires doivent être répartis de manière homogène pour éviter les zones de stagnation des fumées.
- Le système doit être déclenchable manuellement et automatiquement.
- Immeubles de Grande Hauteur (IGH)
- Obligation d’un système combiné de désenfumage naturel et mécanique pour garantir l’évacuation des fumées des cages d’escaliers et des circulations.
- Présence de clapets coupe-feu pour éviter la propagation des fumées dans les gaines techniques.
- Bâtiments industriels et locaux tertiaires
- L’IT 246 impose un compartimentage par cantons de désenfumage pour éviter la propagation des fumées sur de grandes surfaces.
- Obligation d’entretenir les exutoires pour assurer leur bon fonctionnement en cas de sinistre.
Installation et maintenance d’un système de désenfumage naturel
Une installation bien dimensionnée et correctement entretenue est essentielle pour assurer l’efficacité du désenfumage naturel.
Critères de dimensionnement et implantation des exutoires
- Positionnement stratégique
- Les exutoires doivent être placés en toiture ou en partie haute des façades, dans les zones où les fumées s’accumulent naturellement.
- Ils doivent être positionnés de manière homogène pour éviter les points morts où les fumées pourraient stagner.
- Surface d’ouverture minimale
- Pour les ERP, les ouvrants doivent représenter 2% de la surface au sol du local concerné.
- Pour les bâtiments industriels, la réglementation impose un taux d’évacuation des fumées adapté à la charge calorifique du site.
- Zones de désenfumage (cantons)
- Chaque compartiment (canton) doit être limité à 1 600 m² maximum selon l’IT 246.
- La longueur d’un canton ne doit pas excéder 60 mètres.
Entretien et contrôles obligatoires
- Vérifications périodiques
- Inspection annuelle des mécanismes d’ouverture et des commandes (automatiques et manuelles).
- Test des exutoires pour s’assurer de leur bon déclenchement en cas d’incendie.
- Tests fonctionnels et maintenance
- Simulation de déclenchement des ouvrants et des circuits de commande.
- Vérification des câblages, des alimentations électriques et pneumatiques.
- Nettoyage et graissage des articulations des exutoires pour éviter tout blocage.
- Intervention par un professionnel agréé
- La maintenance doit être réalisée par une entreprise spécialisée en sécurité incendie, respectant les normes en vigueur.
- Un registre de sécurité doit être tenu à jour avec les dates des interventions et des tests effectués.
Conclusion
Le désenfumage naturel est un dispositif essentiel pour la sécurité incendie des bâtiments. Il permet une évacuation rapide des fumées et des gaz chauds sans recourir à des équipements mécaniques complexes. Il repose sur des principes physiques simples, mais son efficacité dépend d’un dimensionnement précis, d’une installation conforme aux normes et d’une maintenance rigoureuse.
Grâce aux réglementations strictes comme l’IT 246 et la norme NF EN 12101-2, les systèmes de désenfumage naturel offrent une solution fiable pour garantir la protection des personnes et limiter les dégâts en cas d’incendie.