28/12/2006 Parcs de stationnement aériens ouverts à structure métallique
L’évolution de la réglementation française en matière de sécurité incendie a permis l’ouverture du marché des parcs de stationnement aériens ouverts et largement ventilés aux structures métalliques non protégées. La démarche de justification exposée ci-après ne constitue nullement une dérogation par rapport aux critères de sécurité habituels. Au contraire elle traduit une meilleure appréciation du risque et conduit à un dimensionnement tel qu’un feu sévère impliquant plusieurs véhicules ne pourra pas provoquer d’effondrement structurel, même sans intervention des pompiers ou de moyens d’extinction quelconques. Le processus justificatif se fonde sur l’arrêté dit « de résistance au feu » du 22 mars 2004 (J.O. du 1 avril 2004). En alternative à une justification habituelle par rapport au feu conventionnel normalisé (courbe dite ISO 834), cet arrêté ouvre la porte à une analyse plus raffinée basée sur l’échauffement résultant d’un feu réel sévère comprenant une phase de refroidissement naturelle (sans arrosage) après la montée rapide en température consécutive à un embrasement. Les moyens de calcul numériques modernes rendent possible une analyse des échanges thermiques entre le feu et la structure porteuse, de même qu’une simulation du comportement mécanique de celle-ci à haute température. Une telle démarche de justification au feu « naturel » - appelé ainsi par opposition au feu conventionnel d’essai en laboratoire – exige cependant un accord préalable des autorités sur les scénarios envisagés. Il convient de définir le feu de calcul à partir du nombre et du type de véhicules en feu, de la connaissance de leurs propriétés combustibles, de la progression dans le temps d’un véhicule à l’autre, et du positionnement des véhicules sinistrés par rapport aux éléments structurels. L’Arrêté du 9 mai 2006 (J.O. du 8/7/2006) régit à présent les parcs de stationnements couverts. Il exige pour la structure une résistance au feu normalisé de 60 ou 90 minutes selon le nombre de niveaux. Conformément à l’Arrêté du 22 mars 2004 cette exigence peut être remplacée par une étude démontrant une absence de ruine sous un feu réel consécutif à des scénarios préalablement définis et acceptés. Un travail de longue haleine avec le MEDD (1) – qui couvrait auparavant les permis de bâtir pour les grands parkings - et la collaboration de l’INERIS (2) et du CTICM (3) a permis de dégager à partir des statistiques et des essais disponibles des scénarios standardisés reconnus pour les parcs de stationnement largement ventilés tels que définis dans l’Arrêté. Ces scénarios impliquent jusqu’à sept véhicules en feu et sont majorant par rapport aux statistiques extraites des sinistres dans différentes villes françaises et européennes. Ils constituent une base de calcul des champs de température et de l’échauffement des éléments structurels en fonction de leur positionnement par rapport aux véhicules qui s’embrasent successivement. Les calculs de vérification de la stabilité effectués sur base de ces scénarios ont montré que le calcul en situation d’incendie était dimensionnant et qu’il était particulièrement utile pour éviter toute protection rapportée sur l’acier de faire collaborer en flexion la dalle en béton et les poutres métalliques, en assurant une connexion complète entre les matériaux béton et acier par les goujons soudés sur l’aile supérieure des poutrelles. Pour faciliter le travail de pré-dimensionnement préalable à un chiffrage sécurisé, une étude paramétrique a été commandée par ARCELOR au CTICM en considérant le fait que les dispositions courantes de places de stationnement conduisent à un nombre relativement limité de trames structurelles pour couvrir la plus grande partie du marché potentiel. Les calculs ont permis de valider des profilés laminés acceptables dans différentes configurations géométriques et pour différents niveaux de chargement suivant la présence ou non d’une couche d’étanchéité plus ou moins lourde sur les dalles. Ces résultats sont disponibles dans une brochure éditée par ARCELOR et disponible sur demande. En pratique, pour des dispositions voisines de celles adoptées dans les tableaux, il est possible à un ingénieur maîtrisant la construction mixte acier-béton d’interpoler pour rechercher le profilé minimum en se basant sur les paramètres essentiels en matière de comportement au feu des structures métalliques : le niveau de chargement et le facteur de massiveté du profilé, calculés suivant les Eurocodes 3 et 4. Des situations spécifiques non couvertes par les conditions définies dans le « Guide » nécessitent une analyse thermique et mécanique plus poussée. C’est notamment le cas lorsque les véhicules occupent des positions relatives sous les poutres différentes de celles envisagées par les scénarios utilisés, ou lorsqu’on envisage des schémas statiques plus complexes (continuités, porte-à-faux, etc.). De telles dispositions sont à éviter dans la mesure du possible pour simplifier la démarche de validation. Dès la passation d’un marché de parc de stationnement aérien, le constructeur ou son bureau d’études doivent soumettre les scénarios de calcul à l’approbation des « autorités locales compétentes », en fait à la sous-commission départementale pour la sécurité contre les risques d’incendie dans les ERP/IGH. Ensuite, il convient d’établir une note de calcul justificative, basée éventuellement sur une interpolation entre les résultats du Guide, ou faisant intervenir un calcul de simulation plus poussé. La procédure de l’Arrêté de 2004 veut que cette note soit soumise pour validation à un laboratoire agréé : CTICM ou CSTB (4). Le laboratoire missionné émet après examen détaillé un « avis sur étude » qui, s’il est favorable, donne le feu vert pour la réalisation de l’ouvrage. Bien entendu, la conception doit répondre aux règles habituelles de construction, et en particulier à l’Eurocode 4 qui couvre les constructions mixtes acier-béton. Il convient de noter à ce sujet un avantage pratique offert par les structures mixtes : le nombre très réduit – voire l’absence – de joints de dilatation dans la structure, moyennant un calibrage adéquat du ferraillage de la dalle. Ce plus s’ajoute aux avantages habituels de la construction métallique : rapidité, légèreté, faible encombrement, facilités d’extension et de transformation, etc.. Des projets de petite taille (< 250 places) ont été réalisés en structure métallique et mixte acier-béton (Aubervilliers, Saverne), et les premiers grands parkings du même type (Carrefour Aix-en-Provence, Auchan Aubières, Auchan Amiens,..) ont vu le jour. Bien d’autres sont actuellement en chantier ou en gestation. Ces premiers succès sont de bon augure pour une large ouverture à l’acier d’un marché prometteur. Jules MATHIEU Ing. Assistance Technique A.C.S. (1) MEDD : Ministère de l’Ecologie et du Développement Durable (2) INERIS : Institut National de l’Environnement Industriel et des Risques (3) CTICM : Centre Technique Industriel de la Construction Métallique (4) CSTB : Centre Scientifique et Technique du Bâtiment
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