Le feu dans tous ses éclats un élément brûlant

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Appartement sinistré © BSPP
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Incendie d’habitation - © BSPP


Source de lumière et de chaleur, élément purificateur, le feu permet aux hommes de se chauffer, de cuire leurs aliments, de s’éclairer, de forger les métaux… Indispensable à la vie et à l’activité humaine, il est tout autant susceptible de les mettre en péril. L’incendie est effectivement un fléau qui menace en permanence notre environnement, en particulier notre milieu citadin. Mieux comprendre les règles qui régissent son existence, c’est mieux comprendre les techniques de lutte développées par les sapeurs-pompiers.

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Feu d’entrepôt - © BSPP

Bien connaître son ennemi

En 1777, Antoine Lavoisier pose les bases de la chimie moderne. En donnant la première explication scientifique du feu, il invalide la théorie du phlogistique, développée par Georg Ernst Stahl en 1718 qui voyait le feu comme une substance contenue dans la matière et libérée dans l’air. Le feu est une combustion caractérisée par une émission de chaleur et d’effluents (comme la fumée) accompagnée de flammes et/ou d’incandescence. La combustion est possible grâce à l’oxygène de l’air et à des gaz combustibles, directement présents dans cet état ou issus de la vaporisation de liquides ou de la pyrolyse (dégradation de la matière sous l’effet de la chaleur) de solides organiques. La présence simultanée de l’oxygène et d’un combustible, associée à une source de chaleur, appelée « énergie d’activation », est la condition de l’existence du feu. Cette combinaison est représentée sous la forme d’un triangle, dit « triangle du feu » (cf. encadré en bas de page).

Les flammes apparaissent lorsque les gaz combustibles réagissent avec l’oxygène. Elles manifestent une réaction chimique libérant de l’énergie sous forme de chaleur et de lumière. La température y atteint de 1 200 à 1 500 °C alors qu’au-dessus, dans le panache de fumées, la température chute au-dessous de 600 °C. Ces fumées sont des particules solides et/ou liquides en suspension. Il existe plusieurs types de feux selon la matière combustible (cf. tableau en bas de page). Cette classification est primordiale pour les sapeurs-pompiers, car elle détermine les différentes méthodes d’extinction à employer.

Quand le feu déclare sa flamme

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Incendie d’habitation - © BSPP

L’incendie est un feu qui se développe sans contrôle dans le temps et dans l’espace. Dans la minute qui suit la naissance d’un feu sec (un feu de matériaux solides comme le bois, le papier, le tissu) un verre d’eau suffit à l’éteindre. Après deux minutes, un seau d’eau sera nécessaire. Au delà de trois minutes, les moyens rudimentaires ne suffisent plus et seuls les moyens des sapeurs-pompiers sont en mesure de maîtriser ce qui est désormais un incendie.


Dans le cas des incendies en milieu clos (cf. schéma de l’évolution du feu dans un local ci-dessous), le point critique est le moment du passage à une combustion généralisée en surface de l’ensemble des matériaux combustibles présents dans le local. À ce stade, les gaz issus de la pyrolyse occupent tout le volume du local et s’embrasent soudainement. Ce phénomène est appelé « embrasement généralisé éclair » ou « flashover  ». Lorsque cela se produit, la situation est critique, car ensuite c’est l’ensemble du bâtiment qui devient très vulnérable : production massive de chaleur et de fumées vers les autres locaux, effets destructeurs sur les structures pouvant entraîner leur effondrement, etc.

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Courbes de développement du feu. Ce schéma représente de manière générale l’évolution du feu dans un local
© CRDP de Versailles

Pas de feux sans fumées…mortelles

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Appartement sinistré © BSPP

Les incendies domestiques sont extrêmement fréquents. Ainsi en France, un incendie se déclare toutes les deux minutes et un Français sur trois y sera un jour confronté. Bien souvent les conséquences sont dramatiques. En effet, le feu cause entre six cents et sept cents décès par an. Les effets de l’incendie sur le corps humain sont connus et parfois même quantifiables. Les plus évidents sont les effets thermiques, ils résultent de la chaleur dégagée par la combustion. Les grandeurs à considérer sont la température ambiante et le flux thermique reçu par la peau. À titre indicatif, le corps peut supporter jusqu’à une température de 60 °C et des flux thermiques de 2,5 kW/m2. Une pièce en proie aux flammes atteint 600 °C en cinq minutes ! On comprend la nécessité de quitter très rapidement les lieux.

Les effets de perte de visibilité, dus à l’opacité des fumées, ne sont pas moins dangereux : en réduisant considérablement la luminosité et donc la visibilité, les fumées désorientent les personnes et les empêchent de repérer les cheminements d’évacuation. Des études ont montré que lorsque la visibilité est inférieure à trois mètres, les personnes ont tendance à revenir en arrière pour rechercher un endroit moins obscurci. Enfin, la question de la toxicité des fumées d’incendie est extrêmement complexe. Malgré l’abondance de travaux sur le sujet, peu de résultats solides ont pu être obtenus. Pour certains gaz, considérés individuellement, des seuils de létalité (de risque d’entraîner la mort) sont identifiés. Le monoxyde de carbone, reconnu comme le toxique majeur car toujours présent dans les incendies, est mortel en moins de cinq minutes à 1 % de présence dans l’air (cf. Risques & Savoirs n° 1, p. 18). D’autres gaz, comme l’acide cyanhydrique ou les oxydes d’azote sont mortels à des teneurs bien moindres (0,02 à 0,04%). Dans une atmosphère très enfumée, lorsque la concentration en oxygène tombe en dessous de 10 %, des risques sérieux d’évanouissement apparaissent, car la quantité d’oxygène distribuée aux tissus du corps humain est insuffisante (anoxie). Aussi, ce sont les particules présentes dans les gaz (suie ou aérosols) qui peuvent entraîner le colmatage des alvéoles pulmonaires et provoquer l’étouffement des victimes. Aujourd’hui, les experts s’accordent à dire que la majorité des victimes d’incendie décèdent asphyxiées par les fumées plutôt que brûlées par les flammes.

Les feux en voie d’extinction

La plus ancienne, la plus connue et la plus utilisée des méthodes pour lutter contre le feu est la projection d’eau. De manière générale, toutes les techniques qui neutralisent l’une des composantes du triangle du feu (chaleur, comburant ou combustible) permettent de combattre un incendie. Cependant, l’eau reste l’arme principale des sapeurs-pompiers.

Avant de passer à l’état de vapeur (à une température d’environ 100 °C dans des conditions de pression atmosphériques normales), elle neutralise l’énergie d’activation du triangle du feu, à savoir la chaleur. Facilement disponible, très efficace, peu onéreuse, aisément transportable (que ce soit à bord des véhicules, dans les citernes et jusqu’aux foyers grâce aux tuyaux), l’eau est le moyen de lutte contre les incendies par excellence. Alors que la façon d’appliquer cette eau sur les foyers était au début plutôt sommaire (arrosons et ça s’éteindra !), les techniques se sont depuis bien développées.

Pour être efficace, l’eau arrivant à la lance doit avoir une certaine pression. Le conducteur du véhicule de sapeurs-pompiers a aussi pour fonction de manœuvrer la pompe ; il doit compenser les « pertes de charges » entre la pompe et la lance, c’est-à-dire la perte de pression due au frottement de l’eau dans le tuyau et à la gravité (notamment quand la lance est amenée en hauteur).

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Sapeur-pompier utilisant le jet d’attaque © BSPP


Le priver de chaleur

Le sapeur-pompier qui manœuvre la lance (appelé aussi « porte-lance ») doit pour sa part adapter le jet d’eau selon l’évolution du sinistre.

Par exemple, le « jet droit » est utilisé pour abattre les flammes visibles, il provoque, outre un fort refroidissement à un endroit ciblé, un effet mécanique permettant de pénétrer le foyer grâce à la force du jet.

Être alerté du danger

Détecteurs et avertisseurs

La majorité des décès liés à un incendie est causée par une asphyxie de la victime par les fumées, le plus souvent dans son sommeil. Ce constat plaide en faveur de l’installation dans les pièces principales des logements de « détecteurs avertisseurs autonomes de fumée » qui alertent par un signal sonore en cas de départ de feu. La loi va rendre cette disposition obligatoire. Un appareil conforme aux normes de sécurité est certifié NF et répond à la norme EN 14604.

Le « jet diffusé d’attaque » correspond quant à lui à une ouverture du jet de 40° environ, il est utilisé pour neutraliser un danger croissant au fil de l’incendie, le risque d’embrasement généralisé éclair. Ce risque est directement issu des évolutions de construction des bâtiments (augmentation du potentiel calorifique, isolation des pièces, etc.). Il contraint les sapeurs-pompiers à revoir leurs méthodes d’intervention et à attaquer les fumées avant d’attaquer les flammes. Le jet diffusé d’attaque permet de refroidir les gaz chauds dangereux et aussi d’éteindre les foyers de faible intensité.

Un autre jet, le « jet diffusé de protection », permet la plus grande ouverture possible (180°), à un débit maximum. Il sert à protéger les personnels d’attaque, agissant comme un bouclier.

Enfin, il existe un autre procédé par lequel le sapeur-pompier cherche à diminuer la température du feu en augmentant la surface d’échange avec la flamme par la production de gouttelettes. Cette technique, transposée dans les systèmes dits « à brouillard d’eau » est actuellement en plein développement.

Le priver d’oxygène

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L’utilisation de mousse permet de lutter contre les feux d’hydrocarbures © J. Houyvet

Certains types de feu, tels les feux gras (hydrocarbures) et d’auxiliaires de cuisson (feu de friteuse) ne tolèrent pas l’application d’eau (cf. tableau en bas de page). Comme il n’est pas possible de combattre l’énergie d’activation (chaleur), il convient d’étouffer le feu en le privant de comburant, c’est-à-dire d’oxygène. Par exemple, le sapeur-pompier peut créer un écran de mousse (eau additionnée d’émulseur) entre le combustible et l’air. Pour un feu de friteuse, il convient de couper l’apport d’air grâce à un couvercle ou à un drap humide. Une autre solution consiste à appauvrir la proportion d’oxygène dans l’air. En effet, en dessous de 10 %, la plupart des objets courants ne peuvent plus brûler. Cet appauvrissement se fera directement dans la zone de la flamme en y projetant par exemple du gaz carbonique à l’aide d’un extincteur ou en larguant dans un volume fermé des gaz inertes, c’est-à-dire qui ne participent pas à la combustion (par exemple gaz carbonique, azote, argon ou un mélange de ces gaz). Enfin, dans la technique utilisant des extincteurs à poudre, c’est un processus en quelque sorte mixte qui est exploité : la chaleur de la flamme est absorbée et la concentration en oxygène diminuée.

Le priver de nourriture

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La troisième composante du triangle du feu qui peut être neutralisée est le combustible : en supprimant le matériau susceptible de brûler ou en le remplaçant par des matières résistantes au feu. Cette approche de la lutte contre l’incendie est développée au travers des politiques de prévention.

Outre les conséquences dramatiques sur la vie humaine, les incendies ont des effets dévastateurs sur les biens. Parmi les plus marquants, on retient ceux touchant les monuments historiques, comme le parlement de Bretagne en 1994 (cf. portfolio : Le feu au parlement de Bretagne) ou encore le théâtre de La Fenice, à Venise, en 1996. Largement relayés par les médias, de tels sinistres ne doivent pas faire oublier ceux qui touchent l’activité économique : sept entreprises sur dix, victimes d’un incendie majeur, disparaissent dans les cinq ans qui suivent.

En effet, malgré l’amélioration constante des techniques d’extinction développées par les sapeurs-pompiers, le meilleur moyen de se protéger contre l’incendie reste de prévenir tout départ de feu, mais aussi de savoir quels comportements adopter face à ces risques.

Le triangle du feu

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Le triangle du feu

Chaque côté du triangle du feu symbolise l’une des composantes indispensables à l’existence d’un feu. Le côté gauche correspond à l’énergie d’activation, c’est-à-dire à la source de chaleur qui peut être d’origine électrique (courant, électricité statique), thermique (un autre feu), chimique (réaction exothermique, qui produit de la chaleur), biochimique (par fermentation), mécanique (frottements, chute d’un corps…) ou naturelle (soleil, foudre).


Le côté droit correspond au combustible qui peut être organique s’il contient du carbone (bois, papier, gaz naturel…) ou inorganique s’il n’en contient pas (métaux, magnésium, phosphore…). Enfin, la base du triangle représente le comburant qui est presque toujours l’oxygène de l’air ambiant. Le comburant est l’élément chimique qui permet la combustion.

CLASSES DE FEUXCOMBUSTIBLESCARACTÉRISTIQUES
Feux de classe A
Feux secs
Matériaux solides :
bois, papier, tissus…
Combustion vive avec flammes ou combustion lente avec braises incandescentes. Fumées épaisses avec forte émanation de monoxyde de carbone.
Feux de classe B
Feux gras
Liquides ou solides liquéfiables :
hydrocarbures, alcools, huiles, plastiques,graisses, produits chimiques…
Combustion vive uniquement.
L’eau ne suffit pas toujours pour l’extinction.
Feux de classe C
Feux de gaz
Combustibles à l’état gazeux :
propane, butane, acétylène, gaz naturel ou méthane...
Très fort dégagement calorifique (de chaleur), risque d’explosion, dégagement de vapeurs toxiques s’il s’agit de produits chimiques.
Feux de classe D
Feux de métaux
Métaux : limaille de fer,phosphore, poudre d’aluminium, poudre de magnésium, zinc...Risque d’explosion au contact de l’eau, vapeurs toxiques, combustion très violente et luminescente.
Feux de classe F
Feux d’auxiliaires de cuisson
Combustibles liés à la cuisson :
huiles végétales, animales…
Pas d’extinction à l’eau mais par étouffement ou coupure de la source de chaleur.