Hoja de repaso: Introduction aux principes du feu et de l'incendie

📋 Plan du Cours

1. Connaissance du risque incendie
2. Combustion et triangle du feu
3. Puissance du feu et régimes
4. Fumées et gaz de combustion
5. Phases de développement du feu
6. Lecture batimentaire
7. Indicateurs du feu
8. Objectifs de lutte contre l’incendie
9. Préparation et EPI d’intervention
10. Actions et tactiques de lutte
11. Fiches scientifiques du système feu
12. Transferts thermiques et effets de l’eau

📖 1. Connaissance du risque incendie

🔑 Notions clés & Définitions

• Combustion : La combustion est une réaction chimique entre un combustible et un comburant, nécessitant un apport initial d’énergie, qui produit des gaz et libère de la chaleur.
• Feu : Le feu est une combustion auto-entretenue dont le développement dans le temps et l’espace est maîtrisé pour produire des effets utiles.
• Incendie : L’incendie correspond à un feu dont l’évolution n’est pas maîtrisée ni dans le temps ni dans l’espace.
• Triangle du feu : Le triangle du feu est un schéma reliant les trois éléments nécessaires à la combustion et montrant leur dépendance mutuelle.
• Lecture bâtimentaire : La lecture bâtimentaire consiste à analyser les éléments d’une construction pour comprendre ce qui peut favoriser ou freiner l’évolution d’un incendie.

📝 Points essentiels

• La doctrine vise à relier la connaissance du système feu et des caractéristiques des structures aux situations opérationnelles pour guider les décisions.
• Le mécanisme de flamme peut se résumer en trois étapes : production de gaz de pyrolyse, inflammation du mélange gaz-air, puis maintien de la flamme si gaz, air et conditions thermiques restent suffisants.
• Le transfert de chaleur se fait par conduction, convection et rayonnement, avec conduction dans les matériaux, convection via fluides en mouvement, et rayonnement sans contact matériel.
• La puissance du feu est une énergie libérée par unité de temps, mesurée en watts, et elle peut être limitée par le combustible (FLC) ou par la ventilation (FLV).
• Les fumées correspondent aux particules et gaz issus d’une combustion ou d’une pyrolyse, avec une composition dépendant des matériaux impliqués et la présence fréquente de gaz combustibles imbrûlés.

📖 2. Combustion et triangle du feu

📝 Points essentiels

• La combustion requiert à la fois des réactifs (combustible et comburant) et un initiateur apportant de l’énergie.
• Le feu correspond à une combustion auto-entretenue avec un développement maîtrisé dans le temps et l’espace selon la norme ISO 13943.
• L’incendie est défini comme un feu dont le développement échappe à la maîtrise dans l’espace et dans le temps.

💡 Astuce mémo

Triangle du feu = Combustible + Comburant + Énergie d’initiation : sans un côté, pas de feu.

📖 3. Puissance du feu et régimes

🔑 Notions clés & Définitions

• Flashover (embrasements généralisés éclairs) : Le flashover est un embrasement généralisé très rapide qui survient quand la quantité d’air disponible permet une montée en puissance du feu jusqu’à l’inflammation généralisée.
• Backdraft (explosion de fumée) : Le backdraft est une explosion de fumées provoquée par une rupture soudaine du confinement d’un local où des fumées chargées de gaz de pyrolyse se sont accumulées.
• Fire gas ignition (inflammations de gaz) : Les fire gas ignition sont des inflammations de gaz issus d’un incendie qui se produisent dans des zones adjacentes lorsque des fumées combustibles se mélangent à l’air et reçoivent une énergie d’activation.
• Explosion de fumées (Smoke Explosion) : L’explosion de fumées est un phénomène de cinétique rapide associé au front de flammes qui génère une onde de pression lors d’une propagation brutale.

📝 Points essentiels

• Le flashover se produit dans la plupart des bâtiments si l’air est disponible, alors que des volumes à débit d’air naturel limité sont moins susceptibles de provoquer un embrasement généralisé avant consommation de l’air.
• Un apport d’air maintenu par les ouvertures augmente la puissance du feu et peut accélérer la survenue du flash, avec parfois des écoulements vers l’intérieur en partie basse donnant un sentiment de « respiration ».
• Le backdraft est probable quand le feu est confiné et qu’il y a rupture soudaine de l’enveloppe (fenêtre brisée, ouverture de porte sans précautions), avec un risque accru dans les bâtiments basse consommation bien isolés et étanches.
• Pour les fire gas ignition, les fumées chargées de gaz combustibles peuvent être transportées et s’accumuler dans des zones voisines comme couloirs, vides, conduits et cages, puis s’enflammer après apport d’énergie d’activation.

💡 Astuce mémo

Flashover = Air disponible ; Backdraft = Confinement rompu ; Fire gas ignition = Fumées transportées + énergie d’activation.

📖 4. Fumées et gaz de combustion

🔑 Notions clés & Définitions

• Toxicité des fumées : La toxicité des fumées correspond au niveau de danger des gaz et imbrûlés produits par la combustion, qui dépend des conditions de l’incendie et de l’alimentation en oxygène.
• Monoxyde de carbone : Le monoxyde de carbone est un gaz de combustion toxique pouvant participer à l’hypoxie et à l’incapacité à s’échapper en cas de danger.
• Acide cyanhydrique : L’acide cyanhydrique est un gaz de combustion cité parmi les produits toxiques présents dans les fumées d’un incendie.
• Hypoxie : L’hypoxie est un manque d’oxygène dans l’air qui réduit les performances, favorise la confusion et compromet la fuite.

📝 Points essentiels

• La toxicité de la fumée dépend du combustible, de la chaleur dégagée et de la quantité d’oxygène alimentant la combustion.
• L’hypoxie diminue les performances physiques, provoque de la confusion et peut empêcher l’évacuation en cas de danger.
• Parmi les gaz cités figurent le monoxyde de carbone, l’acide cyanhydrique et le dioxyde d’azote.
• Le niveau d’exposition aux fumées varie avec la mission, notamment entre l’accès dans un bâtiment en flammes et le déblaiement après l’extinction.
• Des polluants en particules solides (ex. amiante) peuvent aggraver l’exposition, y compris par voie cutanée via matériels souillés.

💡 Astuce mémo

Toxicité des fumées = Combustible + Chaleur + Oxygène (CCHO) → plus il y a de chaleur et d’oxygène, plus les dangers peuvent s’intensifier.

📖 5. Phases de développement du feu

🔑 Notions clés & Définitions

• Feu en développement : Le feu en développement correspond à une situation où les conditions favorisent la croissance des flammes et où l’extinction n’est pas engagée ou reste inefficace.
• Feu stabilisé : Le feu stabilisé décrit un état où le feu ne progresse plus, soit car il a atteint un niveau maximal, soit parce que les conditions limitent son développement.
• Feu en régression : Le feu en régression est la phase de décroissance du feu, généralement bornée par le combustible disponible.

📝 Points essentiels

• L’évolution d’un feu de structure peut se produire en quelques minutes, donc les actions doivent être anticipées avant l’arrivée de l’équipe d’attaque.
• L’anticipation s’appuie notamment sur le vent (facteur aggravant), la nature/destination du bâtiment, la ventilation (isolement ou communication des volumes) et la nature des occupants.
• Un retard entre reconnaissance et première attaque peut exposer à un feu déjà en plein développement, notamment si les moyens prévus sont trop modestes pour le niveau atteint.
• Le passage à une décroissance est en pratique lié à la réduction du combustible et se traduit par un feu en régression limité par ce qui reste à brûler.

💡 Astuce mémo

Développement → Stabilisé → Régression : D-S-R comme une courbe qui monte, plafonne puis redescend.

📖 6. Lecture batimentaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Feu circonscrit : Un feu circonscrit est un feu contenu dans un volume donné qui ne peut plus se propager hors de ce volume grâce à la construction et/ou aux actions des équipes.
• Maîtrise du feu : La maîtrise du feu correspond à une situation où les moyens engagés réduisent la production d’énergie par le feu, le faisant entrer en phase de décroissance.

📝 Points essentiels

• La qualification de la situation s’appuie sur la courbe de développement du feu pour décrire l’état opérationnel de manière partagée.
• Le passage de feu circonscrit à la maîtrise du feu sert d’indicateur d’efficacité des actions engagées.
• Tant que le feu n’est pas éteint, les équipes conservent une vigilance renforcée sur l’ensemble des dangers liés au feu.
• En vocabulaire opérationnel, « feu éteint » constitue l’objectif final recherché par le COS et marque la fin des opérations de lutte.
• Lors d’un feu en régression, l’ampleur du sinistre et les moyens disponibles dans le temps peuvent conduire à observer plusieurs étapes avant l’extinction définitive.

💡 Astuce mémo

Dév.—Stable—Régression : progresse → stoppe → décroît ; résultat : Circonscrit → Maîtrise → Foyer principal éteint → Feu éteint.

📖 7. Indicateurs du feu

🔑 Notions clés & Définitions

• Puissance du feu : La puissance du feu est le débit d’énergie libérée par l’incendie en fonction du temps.
• Pouvoir calorifique : Le pouvoir calorifique est l’énergie maximale que peut libérer une quantité de combustible, utilisée ensuite pour estimer la puissance.
• Régime FLV : Le régime FLV décrit un incendie dont la puissance est limitée par l’apport d’oxygène via la ventilation.
• Régime FLC : Le régime FLC décrit un incendie où la puissance est limitée par la quantité de combustible pyrolysé disponible.
• Phase de stagnation : La phase de stagnation correspond à un plateau de puissance quand la ventilation ne permet plus d’augmenter l’apport d’oxygène.

📝 Points essentiels

• La puissance s’exprime comme $Q=m\\dot;\\times;\\Delta H_C$ où $\\dot m$ est le débit de pyrolyse et $\\Delta H_C$ l’enthalpie de combustion.
• En phase de développement (combustible dominant), la puissance suit un modèle simplifié du type $Q=\\alpha t^2$ car elle dépend de la quantité de gaz combustible émise avec le temps.
• En régime FLV, la masse d’$O_2$ consommée est liée au facteur de ventilation $A\\sqrt{H}$, conduisant à une estimation $Q=1500,A\\sqrt{H}$.
• En régime FLC (local fermé puis décroissance), la puissance décroît progressivement parce que la quantité de combustible capable de pyrolyse diminue jusqu’à l’extinction.
• La transition entre FLV et FLC marque le passage d’un contrôle par l’oxygène disponible à un contrôle par le combustible restant, ce qui fait chuter la puissance après le plateau.

💡 Astuce mémo

Développement = combustible (montée), stagnation = ventilation (plateau), décroissance = combustible qui s’épuise (baisse).

📖 8. Objectifs de lutte contre l’incendie

🔑 Notions clés & Définitions

• Protection : La protection regroupe des actions menées pendant l’intervention pour limiter des conséquences indirectes du sinistre, au-delà des effets directs du feu et des fumées.
• Déblai : Le déblai est une action visant à faciliter l’extinction et à réduire les risques de reprise du feu en retirant des éléments après consommation.
• Surveillance : La surveillance consiste à vérifier en continu l’absence de reprise de feux et à éviter l’exposition de tiers aux dangers tant que les protections ne sont pas mises en place.
• Relogement : Le relogement est la prise en compte, par le COS, de l’impact rendant des logements inutilisables et l’information rapide du DOS pour organiser la suite.
• Préservation des traces et indices : La préservation des traces et indices limite l’altération et la contamination d’une scène afin d’aider l’analyse des causes, la prévention et les besoins judiciaires.

📝 Points essentiels

• Les actions de protection visent aussi des effets économiques et psychologiques, pas seulement l’extinction du foyer.
• Quand l’eau ruisselle déjà sur les biens à protéger, la protection est jugée trop tardive pour ces biens.
• Le déblai sert à faciliter l’extinction définitive et à éliminer les risques de reprise, tout en exposant aux toxiques et aux fragilités de structures.
• En situation courante, l’absence de point chaud vérifiée pendant 2 heures peut conduire le COS à considérer le feu comme totalement éteint.
• La préservation des traces et indices répond notamment à l’identification de la propagation, à la détection de comportements/équipements à risques, et au retour d’expérience pour améliorer les pratiques.

💡 Astuce mémo

Délais-Feu-Tiers-Preuves : Déblai = extinction & reprise, Surveillance = tiers, Préservation = preuves (propagation & amélioration).

📖 9. Préparation et EPI d’intervention

🔑 Notions clés & Définitions

• Énergie d’activation : L’énergie d’activation est la quantité minimale d’énergie nécessaire pour initier la réaction d’enflamment d’un mélange combustible-comburant.
• Feu auto-entretenu : Le feu correspond à une combustion auto-entretenue, capable de produire des effets et dont le développement est piloté dans le temps et l’espace.
• Incendie accidentel : L’incendie désigne une situation accidentelle de combustion non maîtrisée, sur laquelle les sapeurs-pompiers doivent intervenir.
• Gaz de pyrolyse : Les gaz de pyrolyse sont des produits gazeux issus de la décomposition thermique des solides, capables ensuite de s’enflammer.

📝 Points essentiels

• L’énergie d’activation ne suffit pas sans conditions favorables : la combustion ne s’établit et ne s’auto-entretiendra que si l’apport et les éléments du système permettent la réaction continue.
• Les gaz de combustion peuvent provenir d’origines variées : gaz industriels, changements d’état (évaporation) ou réactions comme la pyrolyse des solides.
• Quand l’apport d’air est empêché, l’absence d’oxygène augmente la production d’imbrûlés et de suies, avec risque de ré-inflammation en cas de rupture du confinement.
• Les EPI se chargent davantage en suies lorsque le manque d’oxygène limite le feu, ce qui impose un traitement post-intervention adapté aux contaminations.

📖 10. Actions et tactiques de lutte

🔑 Notions clés & Définitions

• Contrôle de l’air frais : Action consistant à limiter le débit d’air entrant dans le volume afin de réduire la puissance du foyer et ralentir la montée en régime du feu.
• Maîtrise des fumées : Ensemble d’actions visant à diminuer la contribution des transferts de chaleur des fumées, surtout le rayonnement qui stimule la pyrolyse.
• Création d’exutoire : Action qui réduit le volume de fumées en partie haute et diminue l’agression thermique des matériaux, tout en nécessitant une analyse du risque d’apport d’air.
• Refroidissement par l’eau : Action de l’eau qui absorbe l’énergie du feu lors de son vaporisation, ce qui baisse la température et l’intensité de l’incendie.
• Inhibition du combustible : Action visant à couper l’émission des gaz de pyrolyse en isolant ou recouvrant le combustible pour limiter la propagation du feu.

📝 Points essentiels

• Le refroidissement et l’inertage par l’eau sont les deux modes fondamentaux de l’action de l’eau sur les feux de volume.
• La création d’exutoire en partie haute diminue la pyrolyse et la propagation (hors flashover), mais comporte un risque si une arrivée d’air frais vient combler l’évacuation.
• Le rayonnement devient significatif à partir d’environ 200°C, avec des brulures possibles pour des personnes non protégées.
• Une première exposition à environ 1 kW/m² peut provoquer des premières brulures après quelques secondes, et 3 à 5 kW/m² pour des brulures du second degré.
• Le refroidissement par l’eau est théoriquement estimé à 1 g/s absorbant 2,8 kW, mais il faut minorer l’effet car toute l’eau projetée ne s’évapore pas.
• La technique dite de la part du feu soustrait du combustible pour stopper la propagation, mais elle est difficile à appliquer sur des feux de volumes ou quand le feu est limité par le combustible.

📖 11. Fiches scientifiques du système feu

🔑 Notions clés & Définitions

• Inertage par la vapeur d’eau : L’inertage par la vapeur d’eau correspond au fait que la vapeur produite par l’eau projetée est incombustible, ce qui dilue les vapeurs combustibles jusqu’à passer sous leur seuil d’inflammabilité.
• Tétraèdre du feu : Le tétraèdre du feu ajoute aux trois éléments du triangle du feu un volet « réactions en chaîne » dont l’existence dépend d’un apport d’énergie et du maintien d’un niveau d’énergie suffisant dans la flamme.
• Backdraft : Le backdraft est une inflammation/explosion des fumées accumulées après un apport d’air brutal quand le feu initial manque d’oxygène pour se développer naturellement.
• Fire gas ignition : Les inflammations de gaz issus d’un incendie (smoke explosion ou flash fire) naissent d’un mélange préalablement formé dans les fumées puis réinflammé dès qu’il rencontre une énergie d’activation.

📝 Points essentiels

• La puissance thermique absorbée par l’eau peut se décomposer en $Q1=m,c,\\Delta T$, $Q2=m,L$ et $Q3=m,c,\\Delta T$, avec $Q1$ sans changement d’état, $Q2$ lors du changement d’état et $Q3$ lors du réchauffement de la vapeur.
• Pour 1 litre d’eau passant de liquide à vapeur à 100°C (à pression atmosphérique), le volume de vapeur formé est d’environ 1700 L, soit un facteur d’environ 1700 sur le volume.
• L’existence et la persistance des réactions en chaîne nécessitent un apport d’énergie d’activation à l’inflammation et un niveau d’énergie suffisant maintenu par la combustion dans la flamme.
• Le flashover (embrasement généralisé éclair) correspond au passage brutal d’un feu localisé à l’embrasement généralisé de tous les combustibles ventilés, déclenché quand un taux minimal de dégagement de chaleur dépend notamment du volume et des ouvrants.
• Pour un backdraft, des produits de pyrolyse/combustion s’accumulent au-dessus de la LSE dans un local à échanges très faibles, puis un apport d’air frais brutal crée une zone de pré-mélange inflammable à laquelle une source d’ignition met le feu.
• Les « fire gas ignition » peuvent produire soit une smoke explosion quand les proportions du mélange sont proches de l’idéal, soit un flash fire quand elles s’en éloignent, et elles peuvent survenir à plusieurs phases de l’intervention sans signes annonciateurs fiables hors de la fumée.

💡 Astuce mémo

Eau = 3 marches (chauffer liquide → vaporiser → surchauffer) ; Feu en 4 lettres : Air + Combustible + Chaleur + Chaîne ; Risques air↔fumées : Flashover (taux de chaleur), Backdraft (air brutal), Fire gas ignition (mélange de fumées + activation).

📖 12. Transferts thermiques et effets de l’eau

🔑 Notions clés & Définitions

• Désenfumage hydraulique : Technique utilisant un jet ou un écoulement d’eau pour retirer fumées et gaz depuis un espace, en s’appuyant sur les effets hydrauliques pour améliorer la ventilation du volume.
• Transferts de masse et d’énergie : Échanges couplant le déplacement des gaz et la propagation de chaleur, qui peuvent s’intensifier très rapidement lors de variations d’écoulement et de turbulence.

📝 Points essentiels

• La restriction de section peut créer une dépression qui facilite l’aspiration de l’émulseur via un proportionneur.
• Le déplacement d’air devient perceptible à la restriction car le flux se accélère localement, ce qui modifie la circulation des fumées et gaz.
• Le Blow Torch effect correspond à une amplification quasi instantanée des transferts de masse et d’énergie, avec turbulence, quand le vent pousse un mélange flammes-fumées à travers un passage.
• Si des contraintes thermiques dues aux flammes sous contrainte de vent atteignent des couloirs ou escaliers non encloisonnés, les intervenants peuvent subir des effets thermiques graves jusqu’à des brûlures ou décès.

💡 Astuce mémo

Venturi = section ↓ → vitesse ↑ → dépression → aspiration (émulseur) ; avec vent, ça peut devenir chalumeau (masses+énergie ↑).

📅 Repères chronologiques

Date	Événement
16 avril 2018	Version du guide de doctrine opérationnelle « Interventions sur les incendies de structures » (DGSCGC/DSP/SDDRH/BDFE/NP).
29 septembre 2005	Référence pour les critères normatifs liés aux flux thermiques radiatifs reçus par les biens et les personnes.
28/03/2018	Date de création indiquée sur les fiches scientifiques (ex. FSCI-CSF-1 à FSCI-CSF-13, fiches scientifiques associées au système feu et aux effets sur l’homme).

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre « feu » et « incendie » : le feu est une combustion auto-entretenue dont le développement est maîtrisé, l’incendie échappe à la maîtrise dans le temps et l’espace.
2. Croire que l’apparition de fumées suffit à conclure au régime : un feu peut être en limitation diffusionnelle (donc pas forcément « contrôlé par la ventilation »).
3. Mélanger backdraft et flashover : backdraft = rupture soudaine du confinement et apport brutal d’air à des fumées accumulées ; flashover = basculement vers l’embrasement généralisé quand un seuil de dégagement de chaleur est atteint avec air disponible.
4. Inverser FLV/FLC : FLV est limité par l’oxygène apporté via la ventilation (plateau), FLC est limité par le combustible pyrolysé disponible (puis décroissance).
5. Sous-estimer l’effet du vent : le vent peut amplifier les transferts et créer des situations type « blow torch effect » (effet chalumeau) dans des couloirs/cages non encloisonnés.
6. Croire que « feu éteint » correspond à « feu circonscrit » : le feu éteint est l’objectif final COS et marque la fin des opérations de lutte ; tant que ce n’est pas éteint, vigilance renforcée.
7. Oublier la logique « éteindre puis analyser » : les déblaiements trop poussés dégradent les traces et indices, compliquant la recherche des causes et les suites judiciaires.

✅ Checklist Examen

1. Définir combustion, feu et incendie à partir de leurs caractéristiques (réactifs + initiateur ; auto-entretenu ; maîtrise ou absence de maîtrise).
2. Décrire le mécanisme de flamme en 3 étapes : gaz de pyrolyse, inflammation gaz-air, puis maintien de la flamme si gaz/air/conditions thermiques restent suffisants.
3. Énoncer les modes de transfert de chaleur (conduction, convection, rayonnement) et rappeler le rôle du rayonnement dans la pyrolyse (notamment via des ordres de grandeur du cours).
4. Relier l’évolution du feu aux régimes : développement (souvent FLC/contrôlé par combustible selon conditions), FLV avec plateau/stagnation, puis décroissance en FLC.
5. Reconnaître les phénomènes à cinétique rapide et leurs déclencheurs : flashover (air disponible + taux minimal de dégagement de chaleur), backdraft (confinement rompu + air brutal), fire gas ignition (fumées pré-mélangées + énergie d’activation).
6. Expliquer la toxicité et le rôle des fumées : toxicité dépendant combustible/chaleur/oxygène ; gaz cités (CO, acide cyanhydrique, NO2) ; hypoxie et effets sur la fuite.
7. Rappeler les phases opérationnelles et le vocabulaire du résultat des actions : feu en développement/stabilisé/régression, puis feu circonscrit → maîtrise → foyer principal(s) éteint(s) → feu éteint.
8. Justifier la lecture bâtimentaire : apprécier éléments favorables/défavorables (âge, matériaux, charpente, modifications, charges) malgré l’apparence trompeuse.
9. Présenter les objectifs de lutte et les actions associées en séquence logique : protéger, déblai, surveillance, relogement, préservation des traces et indices (avec l’idée « trop tard » quand l’eau ruisselle).
10. Décrire les principes de sécurité en intervention et la protection des équipiers : zonage/points PRV, binôme de sécurité/sauvetage de sauveteur, EPI de base et logique d’autonomie/restriction d’exposition.
11. Expliquer la marche générale des opérations (MGO) dans l’ordre : reconnaissances, placement engins, sauvetage/mise en sécurité, attaque, établissements, ventilation, protection, surveillance, déblai, remise en condition, préservation des traces et indices.
12. Décrire les actions tactiques contre le feu selon la ventilation/temps : attaque en ventilation positive, en antiventilation, attaque de transition (attenuation), repli défensif, et rappeler le choix du moyen hydraulique (LDV/jet et objectifs).