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Comment les fenêtres résistent-elles à une explosion ?

AP |  le 04/01/2011  |  TechniqueOiseFrance entière

Dans le cadre de la mise en oeuvre des Plans de Prévention des Risques Technologiques (PPRT), l'Institut national de l'environnement industriel et des risques (Ineris) a, à la demande de la DREAL Lorraine, étudié la résistance des fenêtres aux effets de surpression, grâce à un dispositif expérimental créé sur mesure : les conclusions obtenues montrent notamment que tous les éléments d'une fenêtre doivent être pris en compte pour protéger les personnes et les biens dans la zone de surpression 20-50 millibars.

Pour acquérir des données sur ce sujet peu étudié, les équipes de l'INERIS ont mis au point une méthodologie expérimentale spécifique, qui a permis de mener deux campagnes d'essais en 2009-2010 sur le site expérimental de Montlaville (Oise). Ces campagnes visaient à étudier la vulnérabilité de fenêtres qui seraient situées sur les deux faces les plus exposées d'un bâtiment ou d'une habitation située dans la zone de surpression 20-50 mbar autour d'une installation classée.
Après la réalisation d'un état de l'art sur les modes de construction et les typologies de fenêtres existants en France, l'analyse s'est concentrée sur le type de fenêtres le plus couramment rencontré : il s'agit de fenêtres avec ouverture à la française (vers l'intérieur) à deux vantaux, de dimensions (hxl) 1,25mx1,40m. A également été observée la réponse d'une fenêtre d'un autre type, fenêtre coulissante 2 rails à 2 ouvrants munis d'un système de fermeture 2 points.

L'ensemble châssis + vitrages à prendre en compte pour la sécurité

Le dispositif était constitué d'une « chambre » de 25 m3 à structure métallique installée en fond de galerie à explosion, dans laquelle était placée une charge explosive. Des capteurs de pression et un système d'enregistrement vidéo ont permis d'étudier le comportement, à l'explosion (surpression incidente de 20 à 50 mbar), de plusieurs catégories de vitrages (double vitrage standard, double vitrage avec vitrage feuilleté ou film « anti-fragments ») et de différents types de fenêtres, en tenant compte du mode d'ouverture (vers l'intérieur à la française), du mode de pose (applique, tunnel, feuillure), de la nature du châssis (PVC, aluminium et bois) et du système de fermeture (fermeture à crémone classique ou « retardataire d'effraction »).
Les résultats ont montré que les panneaux en double vitrage standard (c'est-à-dire uniquement les parties vitrées de la fenêtre) ne résistent pas à une onde de surpression 20-50 mbar, mais les films « anti-fragments » à fixation chimique ou le recours au vitrage feuilleté rendent le double vitrage efficace pour protéger les personnes et les biens.
Le vitrage n'est pas le seul critère à considérer en matière de sécurité. La nature du châssis, le mode de pose et le système de fermeture jouent un rôle important. Les ossatures en PVC et en aluminium n'assurent pas le maintien des battants fermés lors de l'explosion et peuvent même être projetés vers l'intérieur des locaux. Les ossatures en bois semblent plus résistantes, notamment
lorsqu'elles sont montées en tunnel et munies d'un système de fermeture renforcé (à crémone avec sortie de tringle et gâches métalliques, ou avec un système « retardateur d'effraction »).
Les campagnes d'essais ont permis de proposer un guide pratique résumant les recommandations à suivre pour réduire le plus efficacement possible la vulnérabilité des fenêtres aux effets de surpression dans la zone 20-50 mbar. Le guide est destiné aux maîtres d'ouvrage, maîtres d'oeuvre et professionnels de la construction pour les aider à mieux répondre aux demandes de
travaux faites par les propriétaires dans le cadre des PPRT.

 Lire tous les détails de l'étude ci-dessous

L'Ineris étudie la résistance des fenêtres à l’explosion pour une meilleure sécurité face au risque technologique
L'Ineris étudie la résistance des fenêtres à l’explosion pour une meilleure sécurité face au risque technologique
Plans de Prévention des Risques Technologiques (PPRT)

L'INERIS, expert en risques accidentels, travaille en appui des pouvoirs publics dans le cadre de la loi du 30 juillet 2003 sur les risques technologiques. Cette loi dite « loi Bachelot » exige la mise en place de Plans de Prévention des Risques Technologiques (PPRT) autour des installations classées dites « Seveso seuil haut », présentant des risques majeurs (installations AS -soumises à Autorisation avec Servitudes d'utilité publique).
Les PPRT ont pour objectif d'aider à résoudre les situations difficiles en matière d'urbanisme héritées du passé et à mieux encadrer l'urbanisation future. Leur élaboration se fonde sur le principe du dialogue entre les acteurs concernés pour aboutir à une solution acceptable pour tous : services de l'Etat, élus et collectivités locales, experts, riverains, industriels.
Ils consistent, pour chaque point du territoire jouxtant une installation, à évaluer et hiérarchiser le niveau de risque lié à l'activité de l'installation classée. Les phénomènes dangereux considérés sont thermiques (incendie), toxiques (dispersion de gaz) et de surpression (explosion). Cette analyse permet de définir plusieurs zones chacune caractérisée par des règles d'urbanisme et des mesures sur le bâti spécifiques. Pour les niveaux les plus forts, des secteurs d'expropriation et/ou de délaissement peuvent être proposés. Pour d'autres niveaux plus faibles, il est possible de prescrire des mesures constructives de renforcement du bâti (1).

(1) Dans le cadre des PPRT, l'orientation d'une habitation par rapport au centre d'une explosion potentielle fait partie des critères à
considérer : un numéro est attribué à chaque façade du bâtiment, de 1 (face la plus exposée) à 4 (face la moins exposée).

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