Tunnel sous l'aéroport d'Anvers (R11)

La ventilation longitudinale assure une évacuation efficace de la fumée dans le tunnel

En 2015, le Krijgsbaan (R11) a été tunnelisé à l'aéroport d'Anvers. Colt International était en charge de la sécurité incendie de ce tunnel de 420 mètres de long.

Sécurité incendie tunnel

La sécurité incendie représente un défi majeur dans tout projet, d'autant plus s'il s'agit d'un tunnel. En situation d'incendie, les conditions présentes dans un tunnel diffèrent complètement de celles d'un bâtiment ordinaire. Par conséquent, une expertise technique est nécessaire pour extraire au plus vite la fumée du tunnel et évacuer les occupants dans les plus brefs délais.

Le maître d'ouvrage VMA a confié cette mission importante à Colt International. L'entreprise possède en effet un centre de connaissances en matière de sécurité incendie aux Pays­ Bas. Les spécialistes de ce centre ont mis leurs compétences au service de leurs collègues belges de Colt afin de mener ce projet à bon port.

La ventilation longitudinale assure une évacuation efficace de la fumée
La ventilation longitudinale assure une évacuation efficace de la fumée
  • Projet:
    • tunnel Krijgsbaan (R11)
  • Localité:
    • aéroport d'Anvers (Deurne)
  • Demandes:
  • Maître d'ouvrage:
    • Agentschap Wegen en Verkeer (AWV)
  • Entrepreneur:
    • THV Jan De Nul NV - Cit Blaton
  • Techniques:
    • VMA nv
  • produits Colt:

Gestion interne

« Nous offrons l'avantage de gérer le processus intégralement en interne, de la conception à la réception en passant par la certification, explique Erik Peeters, responsable commercial en matière de sécurité incendie auprès de Colt International.

Nous sommes en mesure

  • d'élaborer les conceptions et les modèles
  • de sélectionner et de développer les ventilateurs appropriés
  • de les monter sur le chantier et de les mettre en service.

Contrairement à d'autres entreprises, nous ne devons pas faire appel à des tiers. Cela nous permet de garantir une vitesse d'exécution accrue. Nous pouvons non seulement valider la conception, mais aussi la mettre en oeuvre techniquement dans la foulée. »

Effet rebond

Comme pour un incendie dans un bâtiment ordinaire, il y a deux priorités en cas d'incendie de tunnel :

  • évacuer les occupants en toute sécurité
  • guider les services de secours dans le tunnel.

Cela dit, les conditions et les défis de part et d'autre sont complètement différents.

« Dans un bâtiment industriel par exemple, la fumée et la chaleur montent vers le plafond et la toiture de l'immeuble, explique Peeters. En raison des propriétés thermiques de la fumée, celle-ci reste en suspension au plafond. La ventilation naturelle ou mécanique veille alors à l'extraction de la fumée hors de l'immeuble. Il n'en va pas de même dans un tunnel, en raison de la hauteur limitée. L'incendie provoque une force ascendante élevée qui propulse la fumée contre le plafond du tunnel. Elle est ensuite susceptible de s'échapper dans toutes les directions en raison de l'effet rebond. »

Ventilation du foyer d'incendie

Pour être efficace, la ventilation du tunnel doit ventiler fortement le foyer d'incendie de telle manière que la fumée ne se dirige plus arbitrairement dans n'importe quelle direction, mais s'écoule dans la direction souhaitée. « Moyennant une vitesse élevée, la fumée est repoussée en continu », précise Peeters.

Le type de tunnel

Le système de ventilation dépend généralement du type de tunnel : il faut notamment savoir en amont si la circulation dans le tunnel est ouverte aux poids lourds avec un chargement susceptible de présenter un risque d'incendie. « Sur la base de la puissance de l'incendie, on calcule la vitesse que le système de ventilation doit pouvoir atteindre afin d'éviter un backlayering (refoulement de la fumée dans la mauvaise direction). »

Ventilation transversale ou longitudinale

Il existe différentes techniques de ventilation dans les tunnels : ventilation transversale, ventilation semi-transversale ou ventilation longitudinale.

« Chacune de ces techniques suit un mode opératoire complètement différent, indique Peeters. La ventilation transversale consiste souvent à ventiler de gauche à droite au-dessus du foyer d'incendie, afin d'extraire la fumée du tunnel. La ventilation longitudinale, elle fait en sorte que la fumée se déplace le long d'un côté du tunnel. »

En règle générale, la ventilation longitudinale est la technique la plus efficace. C'est pourquoi elle est aussi utilisée pour le tunnel sous la R11. Souvent, la ventilation transversale ou semi-transversale n'entre en ligne de compte qu'en cas d'espace insuffisant dans le tunnel pour accueillir un grand ventilateur

Colt International était en charge de la sécurité incendie du tunnel sous l'aéroport d'Anvers
Colt International était en charge de la sécurité incendie du tunnel sous l'aéroport d'Anvers

CFD – Computational Fluid Dynamics

L'installation du système de ventilation dans le tunnel de la R11 a été précédée de calculs intensifs. Pour ce faire, Colt International a utilisé le CFD (Computational Fluid Dynamics), une technique de simulation qui fournit des informations détaillées concernant les flux d'air escomptés. « La simulation d'un foyer d'incendie dans le tunnel et d'un certain degré d'embouteillage permet de déterminer la vitesse critique ou "impulsion" requise des ventilateurs pour éviter tout backlayering, explique Peeters. Il faut ensuite calculer la vitesse exigée pour chaque point possible dans le tunnel. »

L'étape suivante a été de vérifier si l'installation respectait bien les exigences, au moyen d'un SAT (site acceptance test). « C'est un maillage dans Ie tunnel qui permet de tester les calculs réalisés par CFD : le système de ventilation est-il suffisamment puissant pour éviter le backlayering ? Il importe en effet de pouvoir valider Ie système de ventilation et de garantir la sécurité incendie. »

Surpression dans le conduit central du tunnel

Si l'évacuation de la fumée est importante, il faut aussi veiller à l'évacuation rapide et sûre des occupants. D'ou l'aménagement d'un conduit central dans les tunnels, qui leur sert d'issue de secours. Il faut éviter toute pénétration de la fumée une fois que la porte est ouverte.

C'est pourquoi Colt International a établi une surpression en cas d'incendie. « On augmente la pression dans le conduit, ce qui crée un certain débit d'air au-dessus de la porte, de telle manière que la fumée reste dans le tunnel. En définitive, nous créons un compartiment incendie sûr pour les occupants.

Excellente collaboration

Une fois que les modèles informatiques ont livré leurs résultats, les spécialistes de Colt International se sont assis autour de la table à dessin pour tout coucher sur le papier. Ces dessins 2D et 3D comprennent la sélection effective des ventilateurs et les schémas électriques. Après l'approbation du maître d'ouvrage, le service d'ingénierie a rassemblé les produits nécessaires.

Pendant la phase de construction, tout a été mesuré encore une fois sur le chantier proprement dit, afin de s'assurer de l'efficacité de tous les éléments théoriques. Les équipes de montage de Colt International ont ensuite procédé à l'installation des ventilateurs.

Erik Peeters conclut : « Nous sommes très satisfaits de ce projet. La collaboration avec le maître d'ouvrage et l'entrepreneur s'est déroulée à merveille, et nous avons été en mesure de respecter le calendrier serré du projet. »

Texte: Filip Van der Elst
Images: VMA
Edition: Fireforum Magazine nr.65