La méthode "FRAME" .

"FRAME" est la méthode la PLUS COMPLETE, TRANSPARANTE et PRATIQUE pour le calcul du risque d'incendie dans des bâtiments. C'est un outil pour l'ingénieur qui doit sélectionner un concept de protection d'incendie à la fois performant et économique pour des bâtiments nouveaux ou existants.

Différent des codes de construction et des règlements orientés essentiellement vers la sécurité des personnes, "FRAME" vise aussi la protection du patrimoine et des activités. La méthode permet de juger d’une façon uniforme des cas différents, constitue un guide pour l’examen des risques et des protections, et permet de comparer des solutions alternatives.

La méthode "FRAME" calcule le risque d'incendie dans des bâtiments pour le patrimoine (contenant et biens contenus), pour les personnes et pour les activités. Une évaluation systématique des facteurs d'influence est faite, et le résultat final est une série de valeurs qui expriment en chiffres, ce qui devrait autrement être dit par une longue description d'aspects positifs et négatifs. La méthode n'est pas adaptée aux installations en plein air.

"FRAME" est développé à partir d'une méthode proposée dans les années '60 par l'ingénieur suisse M. GRETENER, et de plusieurs approches similaires: ERIC (Évaluation du Risque d’Incendie par le Calcul), une méthode développée en France par SARAT et CLUZEL les normes allemandes DIN 18230 et autrichiennes TRBV100, des systèmes tarifaires des assurances , etc.

La méthode GRETENER vise seulement le risque pour les biens. Il fallait y ajouter des volets pour évaluer le risque pour les personnes et risque de pertes d'exploitation pour arriver à l'approche complète de "FRAME". Bien que empirique, l’application qui en est faite à des cas réels a permis de vérifier qu’elle est un guide valable. Cette vérification a été faite dans les deux sens ci-après :

• a) pour une série de bâtiments qui sont considérés par des experts comme bien protégés, on obtient une valeur calculée qui confirme ce jugement,
• b) pour une série de bâtiments détruits par l’incendie, on obtient une valeur calculée qui confirme les points faibles.
• Actuellement, des centaines de calculs pratiques sont disponibles pour démontrer le bien fondé de la méthode "FRAME"

A QUOI PEUT-ON UTILISER LA METHODE "FRAME"?

Concevoir des protection d'incendie efficaces.

Le premier but de "FRAME" est d'aider l'ingénieur de sécurité de concevoir un protection d'incendie efficace et balancée. Le professionnel expérimenté sentira les points faibles d'un risque en faisant le calcul, mais le détail lui montrera les domaines où une amélioration s'impose et le résultat final confirmera le bien fondé de ses propos.

Vérification de situations existantes.

"FRAME" s'applique facilement pour vérifier des situations existantes, même si on en vise pas directement l'amélioration: Le calcul montrera le rapport entre points forts et points faibles, et indiquera l'écart entre la réalité et une situation favorable "FRAME" peut être utilisé pour démontrer qu' une situation, qui est légalement bien en ordre, ne signifie pas toujours que le patrimoine ou les activités sont à l'abri d'une catastrophe.

Estimations de dommages prévisibles.

L'expérience a montré qu'il y a une relation étroite entre le risque calculé R et les dommages prévisibles en cas de sinistre important. "FRAME" peut servir pour calculer un dommage raisonnablement escomptable. Dans le cas d'un dommage réel supérieur à ce dommage calculé, il est indiqué de chercher l'incendiaire. En effet, si la différence est prononcée, une "aide de l'extérieur" est l'explication la plus probable.

Comparaison de la méthode avec les codes de sécurité d'incendie.

L'approche "FRAME" diffère de celui des codes. La méthode dirige le concepteur d'abord vers la protection du patrimoine, avant d'adresser la sécurité des personnes. De cette façon, on définit d'abord une protection adéquate pour le bâtiment, et puis on vérifie si des mesures complémentaires sont nécessaires pour assurer la sécurité des personnes et des activités. Néanmoins, les codes et règlements préfèrent souvent les mesures préventives et passives. La stabilité au feu de la construction sera souvent imposée, par contre, le sprinklage est rarement obligatoire. Bien que "FRAME" permet une plus grande liberté dans le choix des mesures à appliquer, l'équilibre entre risques et protections est le même de ce qu'on trouve dans la plupart des règles.

Alternatives

Grâce à cet équilibre incorporé, "FRAME" peut servir à la vérification de concepts alternatifs, dans les cas où l'application de règles et de prescriptions explicites demande des modifications fort coûteuses à des bâtiments existants. Un premier calcul, suivant les règles, donnera le nouveau de sécurité imposé, et un deuxième calcul, suivant l'alternative proposée, peut prouver que le même but peut être atteint.

Contrôle de qualité pour l'ingénieur de sécurité d'incendie.

Une des meilleures applications de "FRAME" est l'autocontrôle de l'ingénieur de protection incendie: Son approche systématique des facteurs d'influence du risque d'incendie oblige l'ingénieur d'agir en professionnel et le calcul l'aide à réduire les appréciations subjectives.

PRINCIPES DE BASE

"FRAME" applique cinq principes de base.

1) La méthode part de l’idée qu'il y a équilibre entre le danger et la protection dans un bâtiment bien protégé. Exprimé en chiffres on peut écrire que le quotient danger:protection = risque est inférieur à 1, et que, par conséquence, une valeur plus grande de ce quotient reflète une situation plus mauvaise du bâtiment.

L'équilibre entre risque d'incendie et la protection qu'on retrouve dans "FRAME" est similaire à ce qu'on peut attendre "chez soi" quand on vit dans une habitation moderne de construction incombustible dans une zone urbaine: Le dommage causé par un incendie peut être limité à la pièce d'origine, il n'y aura pas de victimes et on peut reprendre son activité après le temps nécessaire pour le nettoyage et les réparations.

2) On peut calculer le danger par deux séries de facteurs.

La première série définit le cas le plus défavorable à considérer, la deuxième série définit l’étendue possible des conséquences. Le danger est donc défini par deux valeurs: "le risque potentiel P" et "le risque acceptable A".

3) On peut calculer la protection partant de valeurs spécifiques pour les différents techniques de protection.

Les valeurs à utiliser représentent les différents moyens disponibles:

a) le moyen d’extinction le plus courant: l’eau

b) les mesures constructives pour l’évacuation

c) la résistance au feu de la construction

d) les moyens manuels d’intervention

e) les moyens automatiques d’intervention

f) l’aide publique

g) la séparation physique des risques

4) Il faut faire trois calculs, correspondant à trois scénarios :

un premier calcul pour le bâtiment et son contenu, un deuxième pour les personnes qui l’occupent, et un troisième calcul pour l’activité (économique) qui se passe dans le bâtiment. Les facteurs d’influence ne jouent pas de la même façon pour le risque "biens" que pour le risque "personnes" ou pour le risque "activités". En effet, le risque potentiel et le risque acceptable ne sont pas les mêmes, et les moyens de protection donnent des résultats différents pour chaque aspect du risque.

5) L’unité de calcul est un compartiment à un niveau.

S’il y a plusieurs compartiments, ou plusieurs niveaux, il y a lieu de faire une série de calculs pour chaque compartiment et pour chaque niveau, ou au moins pour les compartiments les plus représentatifs ou dangereux.

DEFINITIONS ET FORMULES.

1) Pour les biens

Le risque pour les biens R est par définition :

R = P / ( A * D)

P = Risque Potentiel

A = Risque Acceptable

D = Degré de Protection

Le Risque Potentiel P est par définition : P = q * i * g * e * v * z

où : q est le facteur de charge calorifique, i est le facteur de propagation, g est le facteur de géométrie horizontale, e est le facteur des étages, v est le facteur de ventilation, z est le facteur d’accessibilité.

Le Risque Acceptable est par définition :

A = 1.6 - a - t - c

où : 1.6 est la valeur maximale de A, a est le facteur d’activation, t est le facteur d’évacuation, c est le facteur de contenu.

Le degré de protection D est par définition

D = W * N * S * F

où : W est le facteur des ressources d’eau, N est le facteur de protection normale, S est le facteur de protection spéciale, F est le facteur de résistance au feu.

2) Pour les personnes :

Le risque pour les occupants R1 est par définition :

R1 = P1 / ( A1 * D1)

P1 = Risque Potentiel

A1 = Risque Acceptable

D1 = Degré de Protection

Le Risque Potentiel P1 est par définition :

P1 = q * i * e * v * z

où : q est le facteur de charge calorifique, i est le facteur de propagation, e est le facteur des étages, v est le facteur de ventilation, z est le facteur d’accessibilité.

Le Risque Acceptable A1 est par définition:

A1 = 1.6 - a - t - r

où : 1.6 est la valeur maximale de A, a est le facteur d’activation, t est le facteur d’évacuation et r est le facteur d’environnement

Le degré de protection D1 est par définition:

D1 = N * U

où : N est le facteur de protection normale et U est le facteur de fuite.

3) Pour les activités :

Le risque pour les activités R2 est par définition :

R2 = P2 / ( A2 * D2)

R2 = Risque Potentiel

A2 = Risque Acceptable

D2 = Degré de Protection

Le Risque Potentiel P2 est par définition :

P2 = i * g * e * v * z

où : g est le facteur de géométrie horizontale, i est le facteur de propagation, e est le facteur des étages, v est le facteur de ventilation, z est le facteur d’accessibilité.

Le Risque Acceptable A2 est par définition:

A2 = 1.6 - a - c - d

où : 1.6 est la valeur maximale de A, a est le facteur d’activation, c est le facteur de contenu, d est le facteur de dépendance.

Le degré de protection D2 est par définition : D2 = W * N * S * Y

où : W est le facteur des ressources en eau, N est le facteur de protection normale, S est le facteur de protection spéciale ,Y est le facteur de sauvegarde

CALCUL DES RISQUES POTENTIELS

Les Risques Potentiels P, P1 et P2 sont définis comme des produits des facteurs q, facteur de charge calorifique; i, facteur de propagation; g, facteur de géométrie horizontale; e, facteur des étages; v, facteur de ventilation et z, facteur d’accessibilité.

le facteur de charge calorifique q est calculé en fonction de la charge calorifique, ce qui est la quantité de chaleur dégagée par unité de surface, par la combustion complète de toutes les matières combustibles se trouvant dans le local considéré. Elle se compose de la charge calorifique "mobilière" Qi pour le contenu et la charge calorifique "immobilière" Qm pour le bâtiment.

le facteur de propagation i indique la possibilité de propagation du feu. Il est calculé en fonction de T, l’augmentation de température nécessaire pour enflammer ou endommager les biens; de m, la dimension moyenne (en mètres) du contenu; et de M , la classe de réaction au feu des surfaces.

le facteur de géométrie g définit l’influence de la géométrie horizontale. Il est calculé en fonction de l, la longueur théorique du compartiment et de b, la largeur équivalente .

le facteur d'étages e définit l’influence de la géométrie verticale. Il est calculé en fonction de E, la numérotation des étages.

le facteur de ventilation v définit l’influence des fumées. Il est calculé en fonction de h, la hauteur du plafond du compartiment; du rapport entre la surface totale et la surface de ventilation, exprimé par le coefficient de ventilation, k; et de Qm, la charge calorifique "mobilière".

le facteur d'accessibilité z définit l’influence des possibilités d’accès. Il est calculé en fonction de b, la largeur du compartiment; de H ,la différence de hauteur entre le compartiment et le niveau du sol; et de Z, les directions d’accès.

CALCUL DES RISQUES ACCEPTABLES

Les Risques Acceptables reflètent le fait que l'homme accepte un certain niveau de risque d'incendie, tant que les conséquences ne soient pas irréversibles. Ils sont calculé avec : a, le facteur d’activation; t, le facteur d’évacuation; c le facteur de contenu; r, le facteur d’environnement et d, le facteur de dépendance.

le facteur d'activation a définit la présence de sources d’incendie dans le bâtiment. Celles-ci sont principalement les activités humaines, principales et secondaires; le mode de chauffage; les installations électriques; l’emploi de produits inflammables; les opérations dangereuses.

le facteur temps d'évacuation t définit le temps d’évacuation. Il est calculé en fonction du nombre et de la mobilité des personnes, des dimensions du compartiment, et des chemins d’évacuation.

le facteur de contenu c définit la valeur du contenu. Il est calculé en fonction de la valeur absolue des biens et des possibilités de remplacement.

le facteur d'environnement r définit dans quelle mesure l’environnement est hostile à l’évacuation. Il est calculé en fonction de la charge calorifique "immobilière" Qi ;et de M, la combustibilité des surfaces.

le facteur de dépendance d définit la dépendance de l’activité économique. C’est le rapport entre la valeur ajoutée et le chiffre d’affaires.

Pour choisir la protection la plus adaptée, "FRAME" calcule une valeur d’orientation, le Risque Initial Ro. La valeur obtenue pour Ro permet de s'orienter pour la protection incendie sur une échelle de risque.

CALCUL des DEGRES de PROTECTION

Les Degrés de Protection son calculé avec le facteur W, ressources en eau le facteur N, protection normale; le facteur S, protection spéciale; le facteur de résistance au feu F; le facteur de fuite U et le facteur de sauvegarde Y

le facteur W, ressources en eau définit la qualité des ressources en eau. On tient compte de la quantité d’eau disponible, de la pression du réseau, du système de distribution et du nombre de points de raccordement.

le facteur N, protection normale définit la qualité des moyens normaux de protection. On juge la qualité de la chaîne alerte- première intervention- secours.

le facteur S, protection spéciale définit dans quelle mesure la protection a été renforcée par des moyens automatiques, par l’abondance des moyens, par l’augmentation de la fiabilité.

le facteur de résistance au feu F définit la valeur de la résistance au feu des éléments constructifs, corrigée pour la valeur de la protection spéciale.

le facteur de fuite U définit dans quelle mesure les possibilités d’évacuation ont été améliorées, protégées et multipliées.

le facteur de sauvegarde Y définit la protection des points névralgiques, des données de base, et des