2.1.12. LES PHASES DE L'INCENDIE

Dans le déroulement d'un incendie sur lequel on n'entreprendrait aucune action volontaire visant à en réduire les effets, on peut distinguer cinq phases successives, caractérisées par l'élévation de la température en fonction du temps. Il s'agit évidemment d'une représentation tout à fait arbitraire, car si l'on peut à peu près estimer l'évolution des températures en fonction de paramètres connus, il est pratiquement impossible d'évaluer le temps de déroulement de chaque phase.

Phase d'initiation

Sous l'action de sources de chaleur de nature variées (cigarette, étincelle, échauffement électrique ou mécanique...), il y a début de combustion. Il n'y a pas encore de flammes, mais de la fumée peut être produite. L'élévation de température du local est quasiment nulle.

La durée de cette phase est très variable : une fraction de seconde, quelques minutes, quelques heures, voire plusieurs jours (à l'intérieur de balles de foin par exemple).

Phase de croissance

La première flamme bénéficie généralement d'une quantité suffisante d'oxygène pour se développer régulièrement. Si la masse de combustible est suffisante, la combustion s'étend. Si le feu se développe dans un local fermé, il pourra s'éteindre de lui-même par manque d'air.

Ainsi, par exemple, un local de 20 m² contenant du bois, ayant un potentiel calorifique de 10 kg/m³ (ou 170 MJ/m²) exigerait 1 200 m³ d'air (il faut en effet 6 mètres cubes d'air pour brûler 1 kg de bois) alors qu'il ne peut normalement en fournir qu'environ 60. Si ce local est parfaitement étanche, le feu s'éteindra en quelques minutes, après de fortes émissions de fumées.

Dans cette phase, l'échange thermique se produit d'abord par convection des gaz chauds sur les parois environnantes, puis par rayonnement des flammes vers les éléments voisins, enfin par conduction au sein des éléments proches du foyer.

Si le foyer est alimenté en air frais, ce qui, dans un local, se produit le plus souvent par le bris des vitres (vers 70 à 100 °C), le développement de l'incendie est brusquement accéléré. Ceci sera d'autant plus rapide que le feu rencontrera des matériaux facilement inflammables. La température augmente rapidement, mais l'arrivée d'air étant souvent moins rapide que l'augmentation de l'intensité du foyer, il peut se produire une accalmie, généralement provisoire, de l'incendie, avec forte production de fumées.

C'est dans cette période qu'un grand nombre de paramètres interviennent, notamment :

- la nature du combustible, sa masse et sa capacité d'inflammation ; - l'alimentation en air neuf et d'une manière générale, les conditions de ventilation ; - la position relative des éléments combustibles ; - la géométrie du local ; - le revêtement des parois (en particulier leur aptitude à rayonner ou non la chaleur) ; - la force et la direction du vent ; - la température extérieure.

De la multiplicité des paramètres, il résulte que le développement de l'incendie est extrêmement aléatoire. Les températures varient très sensiblement en différents points du local et la propagation du feu est discontinue. C'est au cours de cette phase que l'incendie peut cesser de lui-même ou, au contraire, se généraliser. En outre, à ce stade, le développement de l'incendie n'est pas absolument inéluctable ; le temps d'évolution peut être très long et les températures peuvent rester modérées, laissant une possibilité d'extinction par des moyens manuels.

Phase d'inflammation généralisée

L'inflammation généralisée se produit après une abondante émission de gaz de distillation qui, en mélange avec l'air ambiant s'enflamment sous l'effet de la chaleur, la température moyenne des gaz près du plafond étant de 600 °C. Un embrasement est susceptible de se produire dès que le flux thermique sur toutes les surfaces combustibles atteint environ 20 kW/m².

Cette phase intermédiaire est généralement d'une durée très courte, de l'ordre de quelques minutes, mais c'est la plus importante car le développement de l'incendie est alors inéluctable.

La phase de feu pleinement développé

La durée de cette phase et son intensité varient, bien entendu, en fonction du potentiel calorifique du local et de l'arrivée d'air frais par les issues.

La température s'élève très rapidement, atteignant 1 000 à 1 200 °C, suivant l'importance de la charge calorifique. L'importance de la masse totale de produits combustibles fait que l'incendie sera principalement influencé soit par la ventilation, soit par le combustible.

La qualité de la ventilation permet de classer les incendies en deux types :

- si la surface de l'ouverture est réduite, l'apport d'oxygène entrant dans le local sera insuffisant pour assurer une combustion complète. Le régime de combustion dépendra uniquement de l'apport d'air neuf. Cet apport limitant la combustion, on dit que l'incendie est « gouverné par la ventilation » ; - si les surfaces d'ouvrants sont importantes et d'une forme permettant un apport correct d'air neuf (plus hautes que larges), celui-ci sera suffisant pour assurer une combustion complète. Le régime de combustion sera lié, non plus à la ventilation, mais au potentiel calorifique du local, notamment à la surface des matériaux combustibles exposés au feu. On dit que l'incendie est « gouverné par le combustible ».

Au cours de cette phase les éléments de construction tels que portes, cloisons ... fissurés ou détruits favorisent la propagation de l'incendie au moyen de toute communication verticale ou horizontale. La chute d'éléments en combustion, les déplacements de brandons, flammèches et escarbilles transportés par les flammes ou les gaz bien au-delà des zones de combustion, étendent rapidement le sinistre à l'intérieur du bâtiment. Les structures et les toitures, portées à haute température ou déstabilisés par la destruction d'un plancher, se déforment, entraînant à leur tour l' effondrement d'éléments. Les gaines et les escaliers sont les voies de prédilection des fumées et gaz chauds, ces derniers pouvant achever leur combustion en s'enflammant au contact d'air frais, loin du foyer d'origine.

La propagation de l'incendie a lieu également par les ouvertures vers l'extérieur du bâtiment. Les flammes qui se dégagent des ouvertures suivent une trajectoire ascensionnelle, soumettant les façades aux effets combinés du rayonnement et de la convection. Les flammes ont tendance à se courber le long de la façade ou à jaillir en torche des fenêtres. Elles peuvent atteindre jusqu'à 5 m de hauteur. La direction et la force du vent jouent évidemment un rôle prédominant dans leur comportement. Un autre phénomène est l'expulsion par les ouvertures des gaz de combustion, brûlés et imbrûlés susceptibles de transporter le feu vers les bâtiments adjacents.

La phase de décroissance

Lorsque le combustible s'épuise, l'incendie perd de son ampleur, les flammes régressent laissant la place aux braises. La température commence à décroître lentement, de façon linéaire, de 7 à 10 °C par minute, suivant la durée de combustion vive. En règle générale, plus la phase active d'un incendie a été longue, plus longue sera sa phase de décroissance. Toutefois, on peut encore souvent constater pendant cette période la naissance de nouveaux foyers générés par les phénomènes de conduction ou de rayonnement des braises, ainsi que la destruction de structures entamée lors de la phase précédente.