Des voies d'évacuation sans fumée à cent mètres de hauteur

Le quartier Tscharnergut se trouve à environ quinze minutes en tram de la gare centrale de Berne, dans le district urbain de Bethlehem, près de Bümpliz-Oberbottigen. Cette zone résidentielle tranquille est construite depuis 1958 et était à l'époque l'un des plus grands projets de construction de bâtiments en Suisse - la vue sur Bümplitz et les nombreux quartiers verts depuis le dernier étage des immeubles de vingt étages est impressionnante. Depuis les deux ascenseurs des deux cages d'escalier d'une tour, un petit ascenseur et un ascenseur de pompiers desservent chacun 40 à 60 appartements. Aujourd'hui, on ne construirait plus de cette manière : Conformément aux prescriptions, un nouveau bâtiment se composerait d'une place devant l'ascenseur ou d'un sas et d'une cage d'escalier séparée. Néanmoins, du point de vue de la protection contre les incendies, on a essayé de tirer la meilleure protection possible de ce qui était à l'origine en béton.

La rénovation des ascenseurs des trois tours de la Waldmannstrasse s'est accompagnée de l'obligation d'installer une nouvelle installation de protection par fumée sous pression (RDA), qui a été réceptionnée par le maître d'ouvrage fin mars 2021. Les installations de protection par fumée sous pression sont construites depuis des décennies. Depuis, les installations ont été continuellement améliorées, tant sur le plan technique que normatif. Alors que les premières installations disposaient encore de clapets de pression mécaniques, les installations modernes sont régulées par la vitesse de rotation des ventilateurs. Dès que de la fumée est détectée par la centrale d'alarme incendie, l'installation sous pression anti-fumée se déclenche automatiquement à l'aide de l'interface correspondante entre les deux installations. Cela permet de fermer les portes coupe-feu ouvertes et de démarrer un ventilateur via un clapet d'arrivée d'air au sous-sol. L'objectif d'un RDA est de maintenir une surpression régulée en cas d'incendie dans les voies d'évacuation telles qu'une cage d'escalier. Tous les composants, du grand ventilateur au système de ventilation à lamelles, en passant par les moteurs, le convertisseur de fréquence, les commandes et les capteurs, ont été installés par Minimax en tant qu'entrepreneur général RDA.

Étant donné qu'un renforcement de la protection incendie des bâtiments existants ne peut pas être simplement mis en œuvre selon les normes en raison des conditions locales et de la protection des monuments, une clarification et une définition approfondies des exigences entre les autorités, le maître d'ouvrage et le constructeur étaient impératives au préalable. Une bonne communication entre le maître d'ouvrage, les autorités, les architectes et le planificateur de la protection incendie est nécessaire dans un tel projet.

"La mise en œuvre de la rénovation des trois tours s'est faite par le biais d'un processus de construction échelonné dans le détail", souligne Matti Ragaz de Hitz Architekten AG.

L'Assurance immobilière s'est ainsi quasiment imposée à elle-même de contrôler périodiquement la sécurité incendie des immeubles de grande hauteur. Finalement, en juillet 2018, l'Assurance immobilière a envoyé un courrier aux propriétaires avec des propositions d'amélioration. Réaliser de telles interventions et installations en l'espace de huit mois est un véritable défi, souligne l'expert en protection incendie Urs Käser.

En tant que planificateur de la protection contre les incendies, on a été mis très tôt sur le bateau avec le propriétaire et l'architecte. Afin d'obtenir une plus grande marge de manœuvre dans la planification, il a été nécessaire de définir une catégorie de mesures immédiates et une série de mesures secondaires. Les mesures immédiates étaient axées sur la protection des personnes en ce qui concerne l'éclairage de sécurité et les portes de secours avec fonction anti-panique, explique l'expert en protection incendie.

"Normalement, les ascenseurs devraient mener directement dans le sas et non dans la cage d'escalier", explique Käser. Lors de la recherche d'une solution, le planificateur de la protection incendie a été aidé par la disposition. On voulait ainsi amener l'air frais dans la cage d'ascenseur, respectivement de la cage d'ascenseur dans la cage d'escalier et de la cage d'escalier à l'extérieur. Lorsqu'une porte s'ouvre, il en résulte un flux orienté afin que la fumée de l'appartement ne puisse pas "pousser" dans la cage d'escalier.

Moins de capteurs de pression nécessaires dans les bâtiments anciens

"Pour simplifier, nous aspirons de l'air dans la cage d'ascenseur avec le ventilateur qui a été installé au sous-sol et créons une surpression d'environ 30 à 50 pascals", explique Beat Christen, directeur de Minimax, Gnädingers Betriebs AG. Lors de la mise en service de l'installation, des pressions différentielles sont générées par les capteurs de pression pour réguler le ventilateur. Selon Christen, cela aurait été plus complexe dans le cas d'un nouveau bâtiment avec des vestibules d'ascenseur. Dans ce cas, des capteurs de pression correspondants auraient été installés à chaque étage. Dans le cas des tours Tscharnergut, un capteur de pression différentielle mesure directement dans l'atmosphère à l'étage inférieur ainsi qu'à l'étage supérieur. L'air frais aspiré de l'extérieur dans le ventilateur arrive alors dans la cage d'ascenseur et est distribué de manière homogène dans toute la cage d'escalier.

Les lamelles d'admission dans la façade au niveau du sol, sur laquelle se trouve le grand ventilateur, sont ouvertes par un moteur. Depuis la cage d'ascenseur, l'air frais issu de la surpression est finalement réparti sur tous les étages. L'air est ainsi quasiment "soufflé" dans la cage d'escalier.

"Si l'on se contentait d'injecter de l'air dans la cage d'escalier par le bas avec le grand ventilateur, on obtiendrait éventuellement une centaine de pascals dans la partie inférieure et une vingtaine de pascals dans la partie supérieure", explique Christen. L'objectif est toutefois de générer et de maintenir la même pression d'air à tous les étages. Et ce, compte tenu de la norme selon laquelle un flux d'air d'au moins 0,75 m/s doit être atteint au niveau de la porte de l'appartement à l'étage, pour autant qu'une fenêtre soit ouverte dans l'appartement. Ainsi, la fumée ne peut pas passer de l'appartement à la cage d'escalier.

Nouveaux systèmes de fermeture de porte

Les portes doivent être équipées de ferme-portes à roue libre pour le système RDA. Ceux-ci ne sont actifs qu'en cas d'incendie. Dès qu'un incendie est détecté, le mécanisme ferme la porte. Si quelqu'un s'enfuit et oublie de fermer la porte, cela se fait tout seul. Si un incendie se déclare par exemple dans l'un des appartements et qu'une porte est ouverte, l'installation démarre et génère une pression de 30 à 50 pascals dans la cage d'escalier. Si la porte de l'appartement est ouverte et qu'une fenêtre est ouverte dans l'appartement concerné, un flux d'air régulier doit être maintenu - la vitesse de rotation du ventilateur augmente. Si une porte claque, il se produit une énorme surpression : le ventilateur réduit sa vitesse et est activement freiné. Selon Christen, le système ne doit pas rester plus de trois secondes à une pression supérieure à 50 pascals, par exemple, avant de se stabiliser à nouveau. Dès que le capteur enregistre une pression plus basse, par exemple 50 pascals, la puissance est à nouveau augmentée. Si cela n'était pas fait de manière intelligente, il y aurait un effet de balancier permanent entre les pressions d'air élevées et basses. Les portes des étages se fermeraient certes d'elles-mêmes, mais il serait toujours possible de les ouvrir normalement en les ouvrant à fond et en exerçant un peu plus de force. Selon la norme, la force de pression d'un petit enfant de dix kilogrammes ne doit toutefois pas être dépassée.

Précautions d'emploi

Deux détecteurs de fumée spéciaux pour gaines sont installés devant le ventilateur dans la gaine de ventilation. Si, par exemple, un conteneur brûle à l'extérieur et que de la fumée est ainsi aspirée, l'installation s'arrête automatiquement. L'évacuation ciblée de l'air excédentaire ou des formations de fumée dans la cage d'escalier est assurée par le canal d'évacuation doté de deux ouvertures indépendantes du vent au dernier étage. Outre le grand caisson d'évacuation d'air, les fenêtres de la cage d'escalier peuvent être ouvertes à gauche et à droite.

"Pour que la présente installation puisse fonctionner comme prévu, il a fallu effectuer au préalable un grand nombre de travaux de forage et de fraisage, ce qui a entraîné un bruit de construction important", explique Ragaz.
Lors d'une rénovation, lors de laquelle de nouveaux ascenseurs ainsi qu'un RDA ont été installés, les interruptions des ascenseurs n'ont pas pu être évitées. Dans un immeuble de 20 étages avec au moins 40 appartements par cage d'escalier, c'était un véritable défi, explique l'architecte. De manière générale, il fallait qu'au moins un ascenseur fonctionne en permanence.

Depuis le 1.1.2020, les tours Tscharnergut sont soumises au groupe de risque un. Selon le responsable de la protection incendie, un test intégral est nécessaire tous les deux ans. Celui-ci relève de la responsabilité des propriétaires. Selon le spécialiste de la protection incendie, les autorités demanderaient en général les documents tous les huit ans. Un courrier est alors envoyé aux occupants. Les tests intégraux avec la détection d'incendie et la réception par l'intermédiaire de l'ingénieur de protection incendie ont tout de même permis de "s'entraîner une première fois", selon Beat Christen de Minimax.

Cet article spécialisé est paru dans l'édition imprimée de SicherheitsForum 3-2021.

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