L’Ineris a testé la performance des mesures de sécurité incendie envisagées dans le projet de restauration des charpentes de la cathédrale Notre-Dame de Paris. Le travail de l’Ineris a proposé une approche mixte avec des essais incendie sur mesure et des simulations numériques. Plusieurs expertises spécifiques de l’Institut ont été mobilisées.
L’incendie de la cathédrale Notre-Dame de Paris survenu le 15 avril 2019 a gravement endommagé l’édifice. Le choix d’une reconstruction à l’identique de la cathédrale s’accompagne de la volonté d’équiper la cathédrale de la meilleure sécurité face au risque d’incendie, notamment pour la protection de la charpente et de la flèche. Dans ce contexte, l’Ineris a été retenu par l’établissement public pour apporter son expertise sur ce volet, et répondre à trois finalités :
• quantifier l’efficacité des solutions de protection contre l’incendie qui avaient été envisagées dans le contexte particulier de Notre-Dame de Paris ;
• évaluer la cinétique, c’est-à-dire la vitesse de propagation de l’incendie ;
• apporter un éclairage scientifique pour le choix des solutions techniques permettant de circonscrire ou de ralentir la propagation d’un incendie et faciliter l’intervention des secours.
Pour répondre, l’Ineris s’est appuyé sur une méthodologie associant des outils numériques et expérimentaux.
Simulations 3D de l’incendie
Le développement de l’incendie a été simulé numériquement en 3D. Cela a permis d’évaluer l’efficacité de différentes mesures de protection envisagées. Les experts ont étudié en premier les mesures passives : désenfumage, compartimentage au moyen de paroi résistante au feu, système automatique de lutte incendie, de type brouillard d’eau. Une stratégie innovante, en matière de modélisation à cette échelle, a été adoptée pour répondre aux enjeux et objectifs : la complexité des échanges thermiques entre l’incendie et les matériaux a été reproduite.
Afin de conforter les choix méthodologiques sur une simulation d’une telle ampleur, l’Ineris s’est associé au LEMTA*, laboratoire de recherche renommé dans le domaine de la modélisation des incendies.
Expérimentions hors norme
Plusieurs expérimentations feu ont été réalisées à grande échelle, en reproduisant une partie de la charpente à l’échelle 0,4, dans la chambre 1000 m3 de l’institut, à des fins de vérification et validation. La réalisation de tels essais a été rendue possible par les performances uniques du système de traitement de fumées équipant les installations de l’Ineris. Ceci a permis de produire des données expérimentales non disponibles dans la littérature jusque-là. Ces essais ont ainsi permis d’évaluer la qualité et la pertinence des modélisations numériques tout en fournissant une démonstration expérimentale de la performance du système de protection.
Cette double approche « modélisation – essai » a été proposée, à chacune des étapes, pour répondre aux particularités propres à ce projet hors norme. Ainsi des éléments de décision déterminants permettant de finaliser la meilleure panoplie de dispositions de protection contre l’incendie de la cathédrale ont pu être mis à la disposition de l’établissement public Rebâtir Notre-Dame de Paris, maître d’ouvrage, et des architectes en chef des monuments historiques, maîtres d’œuvre.
Principales conclusions des travaux
Ces travaux ont permis de consolider deux familles de dispositifs pour répondre à tout départ de feu : le pilotage de la ventilation et le brouillard d’eau.
Le pilotage de la ventilation recoupe lui-même deux mesures : l’intégration dans la structure de travées coupe-feu. Ces travées sont destinées à limiter la propagation de l’incendie et à modifier l’écoulement des fumées pour limiter la ventilation du feu. Cette mesure s’accompagne d’une augmentation de la section des voliges, les éléments de bois supportant le plomb, dans l’objectif, là encore, de minimiser la ventilation du feu.
Pour en savoir + : L’Ineris et l’ingénierie incendie pour accompagner la restauration de Notre-Dame de Paris
A propos de l’Ineris
L’Institut national de l’environnement industriel et des risques (Ineris) est l’expert public pour la maîtrise des risques industriels et environnementaux. Ses activités contribuent à évaluer et prévenir les risques que les activités économiques font peser sur l’environnement, la santé, la sécurité des personnes et des biens. Il développe ses compétences scientifiques et techniques dans le domaine des risques technologiques, des risques liés à l’impact des substances chimiques sur la santé et l’environnement, des risques du sol et du sous-sol. Créé en 1990 sous la tutelle du Ministère chargé de l’environnement, l’Ineris compte 532 collaborateurs. Son siège de 40 hectares, situé à Verneuil-en-Halatte (Oise) accueille 30 000 m2 de laboratoires et halles d’essais, et 15 hectares dédiés aux plateformes d’essais, qui permettent de mener des expérimentations « sur mesure » à moyenne et grande échelle.
À propos de l’établissement public Rebâtir Notre-Dame de Paris
Prévu par la loi du 29 juillet 2019, l’établissement public chargé de la conservation et de la restauration de la cathédrale Notre-Dame de Paris a été créé le 1er décembre 2019. Présidé par Philippe Jost, placé sous la tutelle du ministère de la Culture, l’établissement public assure la conduite, la coordination et la réalisation des études et des opérations concourant à la conservation et à la restauration de la cathédrale. Il a également pour mission de valoriser le chantier et les métiers et savoir-faire qui y concourent.
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