Désenfumage des cages d’escalier : importance, réglementation, techniques

Objectifs d’un système de désenfumage

Un système de désenfumage correctement conçu permet de réaliser deux objectifs :

  • sécuriser l’évacuation : garantir aux occupants des locaux les conditions nécessaires pour quitter le bâtiment en toute sécurité ;
  • soutenir l’action des secours : faciliter l’accès aux équipes des sapeurs-pompiers en maintenant la visibilité et en faisant baisser la température et la concentration des substances toxiques.

 

Types de systèmes de désenfumage

Pour répondre à ces exigences, deux types de systèmes de désenfumage sont utilisés dans les cages d’escalier :

  • les systèmes de désenfumage par balayage naturel (dotés ou non d’amenées d’air mécaniques), permettant d’évacuer la fumée qui afflue de la zone incendiée et envahit la cage d’escalier pendant l’évacuation ;
  • les systèmes de mise à l’abri de fumée (de mise en surpression), basés sur la différence de pressions entre la zone incendiée et la zone protégée, permettant d’empêcher la propagation de la fumée vers la cage d’escalier.

Désenfumage par balayage naturel

Le système de désenfumage par balayage naturel met en œuvre le phénomène physique de convection. Lors d’un incendie, les fumées chaudes provenant de la zone incendiée, moins denses que l’air frais ambiant, s’élèvent et s’accumulent sous le plafond de la cage d’escalier. L’ouverture des appareils de désenfumage situés en toiture ou en partie haute de la façade permet alors de les évacuer vers l’extérieur.

 

Dispositifs d’évacuation naturelle de fumée et de chaleur

Selon la norme PN-EN 12101-2 « Systèmes pour le contrôle des fumées et de la chaleur – Partie 2 : dispositifs d’évacuation naturelle de fumées et de chaleur », il existe deux types de DENFC :

  • les DENFC de toiture, les plus courants, installés en toiture plate ou inclinée, au point le plus haut de la cage d’escalier ; ils doivent résister à la charge du vent et de la neige et garantir une ouverture infaillible en cas d’incendie ;
  • les DENFC de façade, moins fréquents, installés en mur extérieur à l’étage le plus haut (dans des bâtiments hauts avec des amenées d’air mécaniques).

Dispositifs d’amenée d’air de compensation

Ce sont des dispositifs assurant l’apport de l’air neuf dans la cage d’escalier, à ouverture automatique le plus souvent, à savoir :

  • les portes d’entrée,
  • les fenêtres à l’étage le plus haut.

Pour ces ouvrants, il est indispensable de calculer la surface d’ouverture effective (Aeff), en multipliant la surface géométrique (Ai) par le coefficient de correction (Cz), variable selon le type d’amenée d’air et l’angle d’ouverture.

Dans les bâtiments hauts (de catégorie W) ou lorsque la mise en place d’une amenée d’air naturelle est impossible, il faut prévoir une amenée d’air forcé (mécanique). Les paramètres du ventilateur de soufflage sont alors définis en fonction des caractéristiques de la cage d’escalier, conformément aux règles de l’art.

Système de commande et d’alimentation

Le déclenchement de la mise en sécurité se fait de deux manières :

  • automatiquement, par les détecteurs de fumée ponctuels situés à l’intérieur de la cage d’escalier et raccordés à la centrale de désenfumage ou au système d’alarme incendie ;
  • manuellement, par les boutons de désenfumage situés aux entrées de la cage d’escalier, à l’étage le plus bas et le plus haut et à un étage sur trois.

La centrale de commande (équipement qui reçoit le signal provenant des détecteurs, des boutons manuels ou, éventuellement, du système d’alarme incendie et le transmet aux vérins) doit assurer l’ouverture simultanée des dispositifs de désenfumage et d’amenée d’air. Elle doit être dotée d’une source d’alimentation de secours (batterie) pour garantir le fonctionnement autonome du système pendant au moins 30 minutes en cas de coupure d’électricité.

Erreurs de conception et d’exploitation les plus fréquentes

Amenée d’air réalisée par le hall d’entrée (utilisé par exemple comme réception). L’espace traversé par l’air de compensation ne doit pas remplir de fonctions secondaires ni contenir de matériaux combustibles. Il doit être mis à l’abri de la fumée provenant des locaux voisins.

Voie d’amenée d’air trop longue. L’allongement de la voie d’amenée d’air de compensation risque de réduire l’efficacité du désenfumage de la cage d’escalier.

Amenées d’air situées à des étages supérieurs. Pour assurer l’évacuation efficace de la fumée, les ouvertures de compensation doivent être situées à l’étage le plus bas.

Ouverture bloquée. Les amenées d’air doivent s’ouvrir automatiquement après la détection de la fumée et maintenir la position ouverte. L’ouverture ne doit pas être empêchée par d’autres signaux (provenant par exemple d’un système de contrôle d’accès). Le passage de l’air de compensation ne doit pas être entravé par aucun obstacle.

Ouvrants de désenfumage en façade situés au-dessus du dernier étage. Lorsque les ouvrants de désenfumage sont installés trop bas, la fumée risque de s’accumuler au plus haut point de la cage d’escalier et d’empêcher l’évacuation du dernier étage. Les ouvrants de désenfumage en façade doivent donc être installés au plus haut, en sous-toiture.

Comment garantir l’efficacité du système de désenfumage par balayage naturel ?

Le système de désenfumage par balayage naturel de la cage d’escalier est une composante importante du système de sécurité incendie du bâtiment. Il permet de sécuriser les voies d’évacuation verticales, en favorisant une évacuation rapide des occupants et en facilitant grandement l’intervention des équipes de secours.

Comme il a été démontré plus haut, installer un exutoire en toiture ne suffit pas pour garantir l’efficacité du désenfumage. Il s’agit en effet d’un système complet qui nécessite le fonctionnement coordonné et infaillible des trois composantes :

  • des dispositifs de désenfumage offrant une surface utile d’évacuation nécessaire,
  • des dispositifs d’amenée d’air naturelle ou mécanique installés à l’étage le plus haut,
  • des équipements de commande et d’alimentation assurant le déclenchement simultané infaillible de tous ces dispositifs.

Notons par ailleurs que même le système le mieux conçu peut s’avérer inefficace, si des erreurs ont été commises à l’étape de l’exécution ou de l’exploitation. Un savoir-faire d’ingénieur, une conception rigoureuse conforme aux réglementations, normes et règles de l’art ainsi qu’une maintenance et vérification régulière sont des conditions indispensables pour garantir le fonctionnement sans faille du système de désenfumage et la protection efficace des vies humaines face à l’épreuve de l’incendie.

* Le présent article s’applique au contexte polonais, mais les règles décrites sont universelles. N’hésitez pas à nous contacter pour profiter de l’expertise des consultants MERCOR : export@mercor.com.pl