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Projet de Fin d’Etudes
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Document de synthèse
Etude de sécurité-incendie
Construction d’un nouvel EHPAD et réhabilitation d’existants
sur le site des Hôpitaux Civils de Colmar (68)
Etudiant : Jérémy HUGEL
Génie Civil, Option Construction, 5ème année
Tuteur entreprise : Jean-Marie JOERGER
Chef d’unité bâtiment, APAVE Alsacienne
Tuteur INSA Strasbourg : Françoise FEUGEAS
Maître de conférences, INSA de Strasbourg
Juin 2011
Projet de Fin d’Etudes
Etude de sécurité-incendie
Construction d’un nouvel EHPAD et réhabilitation d’existants
Hôpitaux Civils de Colmar (68)
Résumé
La sécurité-incendie est un domaine vaste et complexe touchant de nombreux points de la
construction allant de la conception générale jusqu’au choix des matériaux en passant par le gros œuvre ou
le second œuvre. Elle constitue ainsi une préoccupation majeure lors de toute opération de construction.
L’étude de sécurité-incendie est ainsi une étape importante pour tout projet et plus spécialement
encore dans le cas présent où l’opération concerne la construction d’un établissement de soins. Pour
appréhender au mieux cette thématique, le Projet de Fin d’Etudes (PFE) consiste en la réalisation de la
notice de sécurité-incendie du projet comme le feraient en temps normal l’architecte et les
ingénieurs-conseils.
L’examen détaillé du règlement et l’application de ce dernier au projet de construction du nouvel
EHPAD (Etablissement d’Hébergement pour Personnes Agées Dépendantes) des Hôpitaux Civils de Colmar
forment le corps du PFE. Deux études de détail, l’une validant la stabilité au feu d’un élément de structure
et l’autre justifiant le dimensionnement des installations de désenfumage, complètent l’étude générale.
L’étude réalisée met principalement l’accent sur l’importance de la prise en compte des
nombreuses mesures liées à la sécurité-incendie et ce, idéalement, dès la genèse du projet. La sécurité des
personnes en cas d’incendie a en effet une incidence directe sur la conception globale du bâtiment puis sur
sa réalisation. Tout ingénieur, qu’il intervienne en phase d’études ou en phase de chantier, doit donc
disposer d’un minimum de connaissances de base dans ce domaine.
Mots clés : Sécurité-incendie, Protection des personnes, Etablissement Recevant du Public, Stabilité
au feu d’une structure
Zusammenfassung
Der Brandschutz ist ein umfangreiches und komplexes Gebiet, das auf viele Aspekte des Baues zu
sprechen kommt. Diese Sicherheit geht nämlich von der gesamten Konzeption über den Roh- und
Innenausbau bis zur Auswahl der verschiedenen Baumaterialen. Die Sicherheitsmaßnahmen gegen die
Feuergefahr bilden damit ein bedeutendes Anliegen für jedes Bauprojekt.
Die Studie der Brandschutzmaßnahmen ist also ein wichtiger Schritt jedes Projektes und besonders
in diesem Fall für den Bau eines Krankenhauses. Um dieses Thema bestenfalls zu erfassen, besteht diese
Studienarbeit aus der Verwirklichung der Brandschutznotiz des Projektes wie es normalerweise der
Architekt und die Planungsingenieure herstellen sollen.
Die erfassende Studie der Vorschrift und ihre Anwendung an dem Bau des neuen Altersheims des
Colmarer Bürgerspitals bilden den Hauptteil dieser Arbeit. Zwei ausführliche Studien vervollständigen sie.
Die erste bewährt die Feuerstabilität einer Decke und die zweite rechtfertigt die Bemessung der
Rauchentlüftungseinrichtungen.
Die durchgeführte Studie weist hauptsächlich auf die Wichtigkeit der frühen Berücksichtigung der
vielen Maßnahmen des Brandschutzes hin, im Idealfall gleich am Anfang des Projekts. Der Personenschutz
im Falle eines Brands hat nämlich eine unmittelbare Wirkung auf die gesamte Konzeption des Gebäudes
und auch auf seinen Bau. Jeder Ingenieur, ob er bei der Planung oder auf der Baustelle arbeitet, muss
mindestens über Grundkenntnissen in diesem Gebiet verfügen.
Stichwörter : Brandschutz, Personenschutz, Öffentliches Gebäude, Feuerstabilität eines Tragwerks
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Projet de Fin d’Etudes
Etude de sécurité-incendie
Construction d’un nouvel EHPAD et réhabilitation d’existants
Hôpitaux Civils de Colmar (68)
Synthèse
1. La problématique
En 2009, environ 100 000 incendies ont été recensés dans des bâtiments de tout type. Suite à des
incendies dans des ERP (Etablissement Recevant du Public), 16 personnes sont décédées et presque 900
ont été gravement blessées. La sécurité-incendie a ainsi pour finalité de protéger le public contre ce risque.
Ce PFE réalisé au sein de l’unité de contrôle technique des constructions de l’APAVE Alsacienne
concerne la réalisation de l’étude de sécurité-incendie du nouvel EHPAD des Hôpitaux Civils de Colmar (68).
Ce type d’établissement permet une étude complète du règlement de sécurité car la nature du public y
séjournant (personnes âgées, à mobilité réduite, …) rend la sécurité-incendie complexe et indispensable.
Le PFE consiste plus précisément en la réalisation de la notice de sécurité-incendie du projet
comme le feraient l’architecte et les ingénieurs-conseils à partir du dossier d’A.P.D.
2. La sécurité-incendie
La sécurité-incendie doit permettre de protéger les personnes, les biens et l’environnement. En
fonction de la destination du bâtiment, ce dernier sera donc soumis à des règles spécifiques.
Fig. 2.1 - Les trois axes de la sécurité-incendie
Concernant les ERP, le règlement de sécurité dicte des mesures et des prescriptions afin d’assurer
la protection du public mais ne les explique pas. Il repose, comme les autres textes applicables, sur :
- La réduction des risques d’éclosion du feu et la limitation de la propagation de l’incendie
- L’évacuation si possible des personnes et la simplification de l’intervention des secours
Le classement des ERP en types et catégories permet d’ajuster les exigences selon les risques créés.
La sécurité-incendie d’un bâtiment est aussi articulée autour de la protection active et passive.
La protection active est formée de dispositifs dynamiques tels que des équipements de détection et
d’alarme, des systèmes de désenfumage et d’extinction, … et est complétée par l’intervention humaine.
La protection passive est constituée de moyens destinés à limiter les effets d’un incendie tels que
l’emploi de matériaux et de dispositifs résistant au feu et/ou avec différentes réactions au feu. La résistance
au feu caractérise la durée de stabilité au feu (SF), la durée pare-flamme (PF) ou coupe-feu (CF) d’un
élément. La réaction au feu précise la combustibilité et l’inflammabilité d’un matériau.
3. Le projet étudié
Le projet consiste en la construction d’un nouvel EHPAD
de 180 lits en remplacement de trois bâtiments existants à
démolir. La restructuration d’une partie d’un autre bâtiment
existant est également prévue et une galerie vitrée intérieure
permettra de lier le nouveau bâtiment à l’existant.
Le bâtiment destiné à accueillir l’EHPAD sera en forme
de « L » et comptera trois niveaux (R+2) qui offriront au total
5120 m² de surface utile. La toiture sera accessible au public et
le sous-sol réservé au personnel.
L’ensemble des travaux est estimé à 17 M€.
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Fig. 3.1 - Vue en 3D du nouvel EHPAD
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4. La notice de sécurité
Un EHPAD est par définition un établissement de type U (établissement de soins). L’effectif
théorique de l’établissement étudié est évalué à 420 personnes ce qui le classe en troisième catégorie.
L’évacuation vers l’extérieur des personnes qui le peuvent est la règle. Mais, au regard de la
spécificité du public des établissements de type U, le transfert horizontal vers une zone protégée des
personnes ne pouvant se déplacer est nécessaire. L’évacuation verticale de ces personnes n’est envisagée
qu’en dernier recours. Pour cela le règlement impose des dispositions spécifiques comme par exemple :
- La création de zones protégées à chaque niveau comportant des locaux à sommeil
- Le renforcement du cloisonnement et l’augmentation de la résistance et/ou de la réaction au feu
- La création de cheminements praticables par le désenfumage des circulations
- La détection automatique d’incendie adaptée et performante permettant une alarme précoce
- La formation du personnel aux tâches de sécurité et l’organisation d’un service de sécurité-incendie
La notice est rédigée en abordant le règlement chapitre par chapitre et article par article. Les
thèmes relatifs à la sécurité-incendie sont donnés ci-après ainsi que leur portée et une brève description.
La construction
Ces articles ont une influence directe sur la géométrie, les surfaces et les volumes du bâtiment.
Ils ont pour objet aussi bien la desserte du bâtiment que l’isolement par rapport aux tiers, la
résistance au feu de la structure, la conception des façades et des couvertures ou encore la
distribution intérieure du bâtiment. L’identification et le traitement des locaux à risques particuliers
y sont également précisés. Les impératifs au sujet des dégagements y sont aussi explicités.
Les aménagements intérieurs, la décoration et le mobilier
Ce chapitre précise les exigences de réaction au feu des produits et des matériaux employés
pour les parois, les revêtements, les aménagements, la décoration, ...
Le désenfumage
Le désenfumage, qu’il soit naturel ou mécanique, est nécessaire dans les escaliers, les
circulations et dans certains locaux. Ce chapitre est aussi complété par une instruction technique.
Le chauffage, la ventilation, […] et l’installation d’eau chaude sanitaire
Les appareils utilisés sont des sources éventuelles d’incendie ou de danger. Leur implantation
ainsi que les réseaux de distribution associés à ces appareils sont donc soumis à des règles propres.
Les installations électriques
La remarque du point précédent s’applique aussi. Les installations électriques doivent
également être en mesure d’alimenter les équipements de secours en cas de besoin ou d’incident.
L’éclairage
Pour faciliter l’évacuation un éclairage spécifique, dit de sécurité, et son alimentation seront
mis en place. Ce chapitre précise aussi des dispositions au sujet de l’éclairage normal.
Les ascenseurs
La conception des gaines est règlementée afin qu’ils puissent contribuer sous condition à
l’évacuation verticale et à l’action des secours. De plus, ils ne desserviront aucune zone sinistrée.
Les installations d’appareils destinés à la restauration
Les appareils installés dans les offices de remise en température impliquent la prise de
dispositions particulières concernant à la fois ces appareils et les locaux les accueillant.
Les moyens de secours contre l’incendie
Ces moyens comprennent des équipements de détection, de traitement des informations et de
diffusion de l’alarme sélective. Ils sont complétés au moins par des moyens d’extinction fixes ou
mobiles. L’intervention d’un personnel spécialement formé est également primordiale.
Les dispositions spécifiques aux établissements de type U
Ces règles régissent principalement les installations et les réseaux de distribution de gaz
médicaux ainsi que la continuité de leur distribution dans les zones non concernées par le sinistre.
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5. Les études de détail
En complément de l’étude du règlement de sécurité, deux études de détail viennent valider la
stabilité au feu d’un élément de structure et le dimensionnement des installations de désenfumage.
La première étude concerne la vérification de la
stabilité au feu d’un élément de structure et plus
particulièrement d’un plancher. Un calcul courant de
béton armé permet de déterminer les sections d’acier à
mettre en œuvre afin d’assurer la stabilité « à froid ».
Mais, en cas d’incendie, il convient de tenir compte de la
baisse de résistance des matériaux constituant le béton
armé lors de leur échauffement. La résistance en
compression du béton diminue ainsi fortement dès
250 °C et celle de l’acier dès 200 °C ou 400 °C en fonction
de la catégorie des armatures.
L’étude confirme que le degré SF 1h exigé pour le
plancher étudié est obtenu mais ce même plancher ne
satisferait pas à l’exigence SF 2h. Cette étude a ainsi
permis de mettre en avant quelques paramètres
importants pour la stabilité au feu d’un plancher comme
l’épaisseur de l’enrobage, la catégorie de l’acier et la
quantité d’acier en travée et sur appuis, …
Fig. 5.2 - Désenfumage d’une salle à manger
Fig. 5.1 - Evolution de la résistance à la compression
du béton lors de l’élévation de la température
La seconde étude vise le dimensionnement
des équipements de désenfumage. Le désenfumage
naturel des escaliers et le désenfumage mécanique
des circulations sont en effet obligatoires dans ce
type d’établissement. Par ailleurs, des locaux ouverts
sur les circulations, disposition non autorisée dans un
établissement de type U, seront désenfumés
mécaniquement en mesure compensatoire. L’étude
de ces trois volumes particuliers a ainsi permis
d’analyser trois modes de désenfumage différents, à
savoir :
- Le désenfumage naturel d’une cage d’escalier
par un exutoire situé en partie haute
- Le désenfumage mécanique d’une circulation
en fonction de sa largeur
- Le désenfumage mécanique d’un local de
faible surface en fonction de son volume
6. La conclusion et le bilan
L’étude détaillée du règlement de sécurité contre l’incendie et son application à la construction
d’un nouvel EHPAD ont donc mené à la rédaction de la notice de sécurité du projet. Cette étude a
particulièrement mis en valeur la diversité des points abordés par le règlement : de la conception globale
du bâtiment (choix des matériaux et des éléments de structure, organisation de la distribution intérieure,
conception de la desserte et des accès, …) à la conformité et au dimensionnement des équipements
techniques (installations de désenfumage et de C.V.C., installations électriques et d’éclairage, …).
Ce PFE permet de se rendre compte plus précisément de l’importance des dispositions à prendre
afin d’assurer la sécurité des personnes à l’intérieur d’un bâtiment et du rôle de chacun des acteurs. Des
connaissances en sécurité-incendie sont ainsi indispensables pour tous les acteurs de la construction. En
effet, dès la phase de conception, l’architecte et/ou le maître d’œuvre, le bureau de contrôle ainsi que les
commissions de sécurité sont amenés à intervenir ensemble autour de cette thématique.
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