Calcul au feu des gaines de ventilation des tunnels

S 26
Ouvrages souterrains
Calcul au feu des structures des
tunnels routiers
pose d’un caisson.
Maître d’ouvrage :
SFTRF/SITAF/DDE de l’Ariège
DIRIF/SAPN
Années :
2000-2001 : tunnels de Foix, d’Orelle
et du Fréjus
2007 : tunnels et tranchées couvertes
de Saint-Germain-en-Laye
2008 : tunnel de Nogent-sur-Marne
2009 : tunnels de A14-A86
Caractéristiques principales :
Tunnel d’Orelle (SFTRF) : 3680 m
Tunnel du Fréjus (SFTRF/SITAF) :
12800 m
Tunnel de Foix (DDE Ariège) : 2160 m
Tunnels de Saint-Germain (SAPN) :
3000 m
Tunnel de Nogent-sur-Marne (DIRIF) :
1800 m
Tunnels de A14-A86 (DIRIF) : 15000 m
La gaine d’air neuf pouvant assurer le rôle
de galerie d’évacuation des usagers en
cas d’incendie, il est essentiel de vérifier la
stabilité de cette structure sous l’effet du
feu et de déterminer les conditions de
température à l’intérieur de la gaine d’air
neuf.
La prise en compte de l’incendie de
référence HCM 120 dont la température
atteint 1300°C en quelques minutes a
conduit plusieurs maîtres d’ouvrage à
s’interroger sur le comportement des
gaines dans ces conditions. C’est dans ce
cadre appliqué aux tunnels de Foix,
d’Orelle et du Fréjus que SETEC TPI a mis
au point une méthode de calcul intégrant
le fonctionnement complexe de
l’échauffement du béton armé dans ces
conditions.
Pour 2 des 3 tunnels, les résultats théoriques obtenus ont été corroborés par des
essais au feu en laboratoire.
Cette méthode a fait l’objet en 2006 d’une
validation vis-à-vis du guide du CETU paru
en 2005 dans le cadre de l’établissement
du dossier de sécurité du tunnel d’Orelle.
Le cadre réglementaire a élargi ce champ
d’application du calcul en 2000 lors de la
promulgation de la circulaire interministérielle 2000-63 du 25 août 2000 et le
développement de la méthode mise au
point par SETEC TPI a été poursuivi et
étendu à toutes les structures enterrées.
C’est dans ce cadre que des ouvrages
souterrains majeurs ont été vérifiés plus
récemment.
Mission de SETEC TPI
•
Modélisation des échanges thermiques.
•
Vérification de structures en béton armé
à hautes températures.
•
Dimensionnement d’isolant thermique.
coupe longitudinale.
Une analyse pas à pas adaptée
Le modèle de calcul prend en compte aussi bien le schéma de
fonctionnement aéraulique en cas d’incendie
(modèle définissant la température à l’intérieur
des gaines et dans l’épaisseur du béton), les
auto-contraintes générées par ces variations de
températures, l’assouplissement du béton armé
sous l’effet de la chaleur (perte de
caractéristiques mécaniques) et la plastification
des sections avec des
rotules ou la mise en
butée sur les piédroits.
Cette méthode s’applique aussi lorsqu’un isolant
thermique a été défini.
setec tpi
Immeuble Central Seine
CS 71230
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caisson dans la Darse.
Septembre 2006