Système de Détection d’Incendie et d’Alarme

Exercice : Système de Détection d’Incendie et d’Alarme

Système de Détection d’Incendie et d’Alarme

Contexte : Le Système de Détection d'Incendie et d'Alarme (SDI)Ensemble des appareils électroniques permettant de déceler un début d'incendie et de l'annoncer aux occupants d'un bâtiment..

Cet exercice vous guidera à travers les étapes de base pour le dimensionnement d'un SDI de catégorie A pour un petit bâtiment de bureaux. L'objectif est de s'assurer que les personnes, les biens et les locaux sont protégés conformément aux normes en vigueur. Nous allons déterminer le nombre de détecteurs, de déclencheurs manuels (DM)Boîtier rouge permettant à toute personne de signaler manuellement un incendie. et de diffuseurs sonores (DS)Appareil, souvent une sirène, qui émet un signal sonore d'évacuation en cas d'alarme incendie. nécessaires.

Remarque Pédagogique : Cet exercice vous apprendra à appliquer les règles fondamentales de la norme NF S 61-936 pour l'implantation des composants d'un SDI, une compétence essentielle pour tout électricien du bâtiment.


Objectifs Pédagogiques

  • Comprendre le rôle et les composants d'un SDI de catégorie A.
  • Appliquer les règles de base pour le positionnement des détecteurs de fumée.
  • Calculer le nombre de déclencheurs manuels et de diffuseurs sonores.
  • Estimer les besoins en alimentation de secours (batteries).

Données de l'étude

L'étude porte sur un bâtiment de bureaux de type Établissement Recevant des Travailleurs (ERT), de trois niveaux (RDC, R+1, R+2). Chaque étage est un plateau de bureaux ouvert (open-space).

Fiche Technique du Bâtiment
Caractéristique Valeur
Type de bâtiment Bureaux (ERT)
Nombre de niveaux 3 (RDC + 2 étages)
Hauteur sous plafond \(2,80 \text{ mètres}\)
Plan d'un étage type
Plateau de bureaux "Open Space" 800 m² Escalier A Escalier B 40 m 40 m 20 m
Paramètre de Conception Description ou Formule Valeur Unité
Surface d'un étage \(L \times l\) \(800\) \(\text{m}^2\)
Niveau sonore ambiant Mesuré sur site \(60\) \(\text{dB(A)}\)

Questions à traiter

  1. Déterminer le nombre de détecteurs optiques de fumée nécessaires pour un étage.
  2. Calculer le nombre total de déclencheurs manuels (DM) pour l'ensemble du bâtiment.
  3. Définir le nombre de diffuseurs sonores (DS) requis par étage.
  4. Calculer la capacité minimale de la batterie pour l'alimentation de secours.
  5. Proposer un plan de zonage simple pour le SDI.

Les bases sur les Systèmes de Détection Incendie

Un SDI a pour but de détecter et signaler le plus tôt possible un début d'incendie. Il se compose principalement d'une centrale (ECS), de détecteurs, de déclencheurs manuels et de dispositifs d'alarme (diffuseurs sonores/visuels).

1. Implantation des Détecteurs Optiques de Fumée
La norme indique qu'un détecteur optique de fumée couvre une surface de \(60 \text{ m}^2\). Le rayon d'action maximal d'un détecteur est de \(5,3 \text{ mètres}\). La distance entre deux détecteurs ne doit pas excéder \(10,6 \text{ mètres}\).

2. Implantation des Déclencheurs Manuels (DM)
Les DM doivent être placés dans les circulations, à chaque niveau, près des issues et des escaliers. La distance maximale à parcourir pour atteindre un DM est de \(25 \text{ mètres}\). Ils doivent être placés à une hauteur de \(1,30 \text{ m}\) du sol.

3. Autonomie de l'Alimentation Électrique de Sécurité (AES)
L'AES doit pouvoir alimenter le système en veille pendant \(12 \text{ heures}\), puis en état d'alarme générale pendant \(5 \text{ minutes}\). La capacité \(C\) en Ampères-heures (Ah) se calcule par : \[ C_{\text{min}} = 1,25 \times (I_{\text{veille}} \times 12\text{h} + I_{\text{alarme}} \times \frac{5}{60}\text{h}) \] Le facteur 1,25 est un coefficient de sécurité.


Correction : Système de Détection d’Incendie et d’Alarme

Question 1 : Calcul du nombre de détecteurs par étage

Principe

Pour assurer une couverture complète et rapide, on doit répartir les détecteurs de manière à ce qu'aucun point du local ne soit trop éloigné d'un détecteur. Le concept physique repose sur la propagation de la fumée : elle monte et s'étend sous le plafond. Les détecteurs doivent former un maillage pour intercepter cette fumée le plus tôt possible.

Mini-Cours

Les détecteurs optiques de fumée sont les plus courants dans les environnements de bureau. Ils fonctionnent sur le principe de la diffusion de la lumière (effet Tyndall) : une LED émet un faisceau lumineux qui, en temps normal, n'atteint pas une cellule photoélectrique. Lorsque des particules de fumée entrent dans la chambre d'analyse, elles dévient la lumière vers la cellule, ce qui déclenche l'alarme.

Remarque Pédagogique

L'objectif n'est pas seulement de respecter un chiffre, mais de garantir une détection efficace. Pensez toujours à l'aménagement futur des locaux. Une cloison ou une grande armoire peut créer une "zone d'ombre" pour un détecteur. Il vaut mieux prévoir un détecteur en plus que d'avoir une zone non couverte.

Normes

L'installation des SDI est régie par plusieurs textes. Les principaux sont la règle R7 de l'APSAD (Assemblée Plénière des Sociétés d'Assurances Dommages) et la série de normes NF S 61-930 à NF S 61-940. Pour cette question, la norme NF S 61-936 est la référence pour l'implantation des détecteurs.

Formule(s)

Formule de base du nombre de détecteurs

\[ N_{\text{detect}} = \lceil \frac{S_{\text{étage}}}{S_{\text{détecteur}}} \rceil \]

Où \(S_{\text{étage}}\) est la surface de l'étage et \(S_{\text{détecteur}}\) est la surface de détection d'un détecteur (\(60 \text{ m}^2\)). Les crochets \(\lceil \rceil\) signifient qu'on arrondit toujours au nombre entier supérieur.

Hypothèses

Pour ce calcul de base, nous posons les hypothèses suivantes :

  • Le plafond est plat et horizontal.
  • La hauteur sous plafond est inférieure à \(6 \text{ mètres}\).
  • Il n'y a pas de flux d'air importants (ventilation forte) qui pourraient perturber la trajectoire de la fumée.
  • L'espace est un "open-space" sans cloisons de grande hauteur.
Donnée(s)
ParamètreSymboleValeurUnité
Surface de l'étage\(S_{\text{étage}}\)\(800\)\(\text{m}^2\)
Surface de couverture d'un détecteur\(S_{\text{détecteur}}\)\(60\)\(\text{m}^2\)
Astuces

Pour une première estimation rapide sur un plan, dessinez un cercle de \(5,3 \text{ m}\) de rayon autour de chaque détecteur. Assurez-vous que toutes les surfaces sont couvertes. Pour un maillage rectangulaire, la distance maximale entre les détecteurs est de \(7,5 \text{ m}\) pour respecter ce rayon d'action.

Schéma (Avant les calculs)
Plan de l'étage à équiper
Surface de 800 m² à couvrir
Calcul(s)

Application de la formule

\[ \begin{aligned} N_{\text{detect}} &= \lceil \frac{800}{60} \rceil \\ &= \lceil 13,33 \rceil \\ &\Rightarrow N_{\text{detect}} = 14 \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)
Proposition d'implantation des 14 détecteurs
Réflexions

Le calcul donne un minimum de 14 détecteurs. Le schéma propose une implantation en 2 rangées de 7 détecteurs. Cette disposition en grille est logique et assure une bonne couverture. La distance entre les détecteurs dans le sens de la longueur est d'environ \(40/7 \approx 5,7 \text{ m}\) et dans la largeur de \(20/2 = 10 \text{ m}\). Ces espacements respectent bien la distance maximale de \(10,6 \text{ m}\) entre détecteurs.

Points de vigilance

Attention aux poutres au plafond ! Si une poutre a une retombée de plus de 10% de la hauteur du local, elle est considérée comme une cloison et il faut des détecteurs de chaque côté. De même, la proximité des bouches de ventilation ou de climatisation peut provoquer des fausses alarmes ou retarder la détection.

Points à retenir

Pour un local standard (plafond plat < \(6\text{ m}\)), retenez ces trois chiffres clés pour un détecteur de fumée : \(60 \text{ m}^2\) de surface couverte, \(5,3 \text{ m}\) de rayon d'action, et une distance maximale de \(10,6 \text{ m}\) par rapport à un autre détecteur.

Le saviez-vous ?

Le premier détecteur de fumée domestique a été inventé par le physicien suisse Walter Jaeger dans les années 1930. Il était si sensible qu'il réagissait aux particules de fumée de cigarette, mais son coût élevé et sa taille imposante ont limité sa diffusion jusqu'aux années 60.

FAQ
Résultat Final
Il faut installer un minimum de 14 détecteurs optiques de fumée par étage.
A vous de jouer

Si l'étage faisait \(1000 \text{ m}^2\), combien de détecteurs faudrait-il ?

Question 2 : Calcul du nombre de déclencheurs manuels (DM)

Principe

Le concept physique est simple : la détection humaine. Une personne peut parfois voir un début de feu avant même que la fumée n'atteigne un détecteur. Le DM est le moyen le plus rapide pour cette personne de donner l'alerte générale. L'implantation vise donc à rendre cet outil visible, accessible, et sur le chemin naturel d'évacuation.

Mini-Cours

Les déclencheurs manuels font partie de la "Zone de Déclencheurs Manuels" (ZDM). Ils agissent comme un simple interrupteur. En brisant la membrane ou en appuyant sur le bouton, on ferme un contact électrique qui envoie une information d'alarme immédiate à la centrale (ECS). Ils sont conçus pour être à usage unique (la membrane doit être remplacée) pour éviter les acquittements abusifs.

Remarque Pédagogique

Quand vous placez un DM sur un plan, mettez-vous à la place d'un employé qui doit évacuer. Est-ce que le DM est sur son chemin ? Est-ce qu'il le verra ? Est-il à côté de la porte de sortie, là où son regard se portera ? Le bon sens est votre meilleur allié pour l'implantation des DM.

Normes

Les règles d'implantation sont définies dans le Code du Travail (pour les ERT) et la norme NF S 61-936. Elles imposent des positions clés : à chaque niveau, près de chaque escalier, près de chaque issue de secours, et plus généralement, de façon à ce que la distance à parcourir pour en atteindre un n'excède pas \(25 \text{ mètres}\).

Formule(s)

Règle de composition du nombre de DM

\[ N_{\text{DM}} = N_{\text{issues}} + (N_{\text{escaliers}} \times N_{\text{niveaux}}) + N_{\text{complémentaires}} \]
Hypothèses

Nous faisons les hypothèses suivantes basées sur le plan :

  • Le bâtiment possède 2 issues principales au RDC donnant sur l'extérieur.
  • Les 2 cages d'escalier traversent tous les niveaux.
  • Les plateaux sont des rectangles de \(40\text{ m} \times 20\text{ m}\).
Donnée(s)
ParamètreValeurUnité
Nombre de niveaux\(3\)
Nombre d'escaliers\(2\)
Nombre d'issues au RDC\(2\)
Plus grande distance (diagonale)\(\sqrt{40^2+20^2} \approx 45\)\(\text{m}\)
Astuces

La règle des \(25 \text{ mètres}\) de distance de parcours est la plus contraignante. Calculez la diagonale de vos plus grands espaces. Si elle dépasse \(50 \text{ mètres } (2 \times 25 \text{ m})\), il y a de fortes chances qu'il faille ajouter un DM au milieu de l'espace, en plus de ceux près des issues.

Schéma (Avant les calculs)
Plan d'étage avec points stratégiques pour les DM
Escalier AEscalier B
Calcul(s)

Nous allons décompter les DM nécessaires par un raisonnement logique plutôt qu'un calcul pur :

  • Issues au RDC : On suppose 2 issues principales vers l'extérieur. Soit 2 DM.
  • Escaliers : Il y a 2 cages d'escalier. Un DM est requis à chaque niveau pour chaque escalier. Soit \(2 \text{ escaliers} \times 3 \text{ niveaux} = 6 \text{ DM}\).
  • Circulations : Le point le plus éloigné des escaliers est le centre du mur opposé (distance \(20\text{ m}\)), ce qui est inférieur à \(25\text{ m}\). La règle de distance est respectée.
  • Total minimum : \(2 \text{ DM (issues RDC)} + 6 \text{ DM (escaliers)} = 8 \text{ DM}\).
Schéma (Après les calculs)
Implantation des 8 DM (minimum réglementaire)
R+1 / R+2DMDMRDC (avec 2 DM supplémentaires aux issues)
Réflexions

Le calcul minimum réglementaire donne 8 DM. Cependant, une personne au milieu du plateau (à \(20\text{ m}\) de chaque escalier) pourrait hésiter sur la direction à prendre. L'ajout d'un DM central sur chaque plateau, portant le total à 11, serait une mesure de sécurité pertinente et peu coûteuse, bien que non strictement obligatoire ici.

Points de vigilance

Ne jamais installer un DM dans un endroit où il pourrait être masqué (derrière une porte, un meuble, une plante verte...). Il doit être parfaitement visible et identifiable grâce à sa couleur rouge et sa signalétique. Vérifiez aussi qu'il est accessible aux personnes à mobilité réduite.

Points à retenir

Pour l'implantation des DM, retenez la "règle des issues" : 1 DM par issue/escalier à chaque niveau. Complétez ensuite si nécessaire pour respecter la distance maximale de parcours de \(25\text{ m}\).

Le saviez-vous ?

La couleur "Rouge Sécurité" (RAL 3001) des déclencheurs manuels et autres équipements de lutte contre l'incendie est normalisée au niveau international. Cette standardisation permet une reconnaissance immédiate de la fonction de l'appareil, quelle que soit la langue ou la culture des occupants d'un bâtiment.

FAQ
Résultat Final
Il faut installer un minimum de 8 déclencheurs manuels. Une installation plus sécuritaire en comporterait 11.
A vous de jouer

Si le bâtiment avait 4 étages (RDC+3) avec les mêmes caractéristiques, quel serait le nombre minimum de DM ?

Question 3 : Définir le nombre de diffuseurs sonores (DS)

Principe

Le concept physique fondamental est l'acoustique. Le son émis par une source s'atténue avec la distance. Pour garantir une évacuation efficace, le signal d'alarme doit être audible et reconnaissable en tout point du bâtiment, en dominant le bruit de fond habituel (conversations, ordinateurs, etc.).

Mini-Cours

Un diffuseur sonore est un transducteur qui convertit un signal électrique en onde sonore. Sa performance est donnée en décibels (dB) à une distance de référence (souvent 1m ou 3m). La propagation du son en champ libre (sans obstacles) suit une loi de décroissance logarithmique : l'intensité sonore diminue de \(6 \text{ dB}\) chaque fois que la distance à la source double.

Remarque Pédagogique

Ne vous contentez pas de la théorie. L'acoustique d'un bâtiment est complexe : les matériaux des murs et plafonds, le mobilier, et même la présence de personnes influencent la propagation du son. Une fois l'installation terminée, une mesure au sonomètre est indispensable pour valider la conception.

Normes

La norme NF S 32-001 (relative aux signaux sonores d'évacuation d'urgence) et la norme d'installation NF S 61-936 sont les références. Elles imposent un niveau sonore minimum de \(65 \text{ dB(A)}\) en tout point normally accessible, et une émergence d'au moins \(5 \text{ dB(A)}\) au-dessus du bruit ambiant.

Formule(s)

Formule de l'atténuation sonore

\[ L_{p(d)} = L_{p(\text{1m})} - 20 \log_{10}(d) \]

Où \(L_{p(\text{1m})}\) est le niveau sonore à \(1 \text{ mètre}\) du DS.

Hypothèses

Nous supposons :

  • Un DS standard avec une puissance de \(90 \text{ dB(A)}\) à \(1\text{ m}\).
  • Une propagation en champ semi-libre (un seul plan de réflexion : le plafond).
  • Le bruit ambiant est homogène dans tout l'open-space.
Donnée(s)
ParamètreSymboleValeurUnité
Niveau sonore ambiant\(L_{\text{amb}}\)\(60\)\(\text{dB(A)}\)
Puissance du DS à \(1\text{ m}\)\(L_{p(\text{1m})}\)\(90\)\(\text{dB(A)}\)
Dimensions du plateau-\(40 \times 20\)\(\text{m}\)
Astuces

Retenez la règle simplifiée : \(-6 \text{ dB}\) par doublement de distance. À \(1\text{ m} \Rightarrow 90 \text{ dB}\). À \(2\text{ m} \Rightarrow 84 \text{ dB}\). À \(4\text{ m} \Rightarrow 78 \text{ dB}\). À \(8\text{ m} \Rightarrow 72 \text{ dB}\). À \(16\text{ m} \Rightarrow 66 \text{ dB}\). C'est un moyen rapide de vérifier l'ordre de grandeur de votre calcul de portée.

Schéma (Avant les calculs)
Zone à couvrir par le signal sonore
Tout point doit recevoir au moins 65 dB(A)
Calcul(s)

Niveau sonore requis

Le niveau requis est le maximum entre \(65 \text{ dB(A)}\) et (Bruit ambiant + \(5 \text{ dB}\)). Soit \(\max(65, 60+5) = 65 \text{ dB(A)}\).

Atténuation maximale admissible

\(90 \text{ dB(A)} - 65 \text{ dB(A)} = 25 \text{ dB}\).

Calcul de la portée (rayon d'action)

\[ \begin{aligned} L_{p(d)} &\ge 65 \text{ dB(A)} \\ L_{p(\text{1m})} - 20 \log_{10}(d) &\ge 65 \\ 90 - 20 \log_{10}(d) &\ge 65 \\ 25 &\ge 20 \log_{10}(d) \\ \log_{10}(d) &\le 1,25 \\ d &\le 10^{1,25} \\ &\Rightarrow d \le 17,8 \text{ mètres} \end{aligned} \]

Chaque DS couvre efficacement un rayon d'environ \(18 \text{ mètres}\). Pour un plateau de \(40 \text{ m}\), un seul DS au centre ne couvrirait pas les extrémités (distance de \(20 \text{ m}\)). Deux DS suffisent largement à couvrir toute la surface.

Schéma (Après les calculs)
Implantation de 2 DS par étage et leur zone de couverture
Réflexions

Avec une portée de près de \(18\text{ m}\), nos deux DS couvrent chacun un diamètre de \(36\text{ m}\). En les plaçant à \(10\text{ m}\) de chaque petit côté (soit un espacement de \(20\text{ m}\) entre eux), on assure une excellente couverture sonore, bien au-delà du minimum requis. La solution est donc robuste.

Points de vigilance

Dans un vrai projet, il faudrait aussi considérer l'atténuation due aux obstacles (cloisons, mobilier haut). Le calcul en champ libre est optimiste. De plus, les diffuseurs sonores ne doivent pas être placés trop près des postes de travail pour ne pas causer de traumatismes auditifs (niveau max recommandé : \(105 \text{ dB(A)}\)).

Points à retenir

L'objectif est d'atteindre \(65 \text{ dB(A)}\) minimum, avec \(+5 \text{ dB(A)}\) par rapport au bruit ambiant. La puissance d'un DS (en dB) n'est pas linéaire et l'atténuation avec la distance est logarithmique. Pensez "rayon d'action".

Le saviez-vous ?

Le son d'alarme incendie normalisé en France (AFNOR NF S 32-001) est un son spécifique, avec une fréquence qui varie entre \(440 \text{ Hz}\) et \(554 \text{ Hz}\). Cette modulation a été choisie car elle est particulièrement efficace pour attirer l'attention du cerveau humain, même dans le sommeil.

FAQ
Résultat Final
Il faut installer 2 diffuseurs sonores par étage, soit 6 au total pour le bâtiment.
A vous de jouer

Si le bruit ambiant était de \(70 \text{ dB(A)}\), quel serait le rayon d'action d'un DS de \(90 \text{ dB(A)}\) ? (Niveau requis = \(75 \text{ dB}\))

Question 4 : Calcul de la capacité de la batterie

Principe

Le concept physique est celui du stockage d'énergie électrique. Une batterie stocke de l'énergie sous forme chimique et la restitue sous forme de courant continu. Sa capacité, mesurée en Ampères-heures (Ah), représente la quantité de courant qu'elle peut fournir pendant une certaine durée. L'objectif est de s'assurer que cette réserve d'énergie est suffisante pour couvrir une panne de secteur prolongée.

Mini-Cours

L'Alimentation Électrique de Sécurité (AES) est composée d'une source principale (le secteur) et d'une source de secours (les batteries). Un circuit de charge maintient les batteries à leur potentiel maximal. En cas de coupure, un inverseur bascule instantanément sur les batteries. La capacité d'une batterie (ex: \(7 \text{ Ah}\)) signifie qu'elle peut théoriquement fournir \(7 \text{ Ampères}\) pendant \(1 \text{ heure}\), ou \(1 \text{ Ampère}\) pendant \(7 \text{ heures}\).

Remarque Pédagogique

Le calcul de l'autonomie est un point critique de la conception. Une erreur ici peut rendre tout le système inopérant au moment où on en a le plus besoin. Soyez méticuleux : listez tous les composants, utilisez les fiches techniques des fabricants pour les consommations, et n'oubliez jamais le coefficient de sécurité.

Normes

La norme NF S 61-940 régit la conception des AES. Elle impose une autonomie minimale pour le SDI : \(12 \text{ heures}\) en état de veille (le système est sous tension mais pas d'alarme), suivies de \(5 \text{ minutes}\) en état d'alarme générale (tous les diffuseurs sonores sont activés).

Formule(s)

Formule de la capacité batterie

\[ C_{\text{min}} = k \times (I_{\text{veille}} \times T_{\text{veille}} + I_{\text{alarme}} \times T_{\text{alarme}}) \]

Avec \(k = 1,25\) (coefficient de sécurité), \(T_{\text{veille}}=12\text{ h}\) et \(T_{\text{alarme}}=5/60\text{ h}\).

Hypothèses

Pour ce calcul, nous devons poser des hypothèses sur la consommation des équipements, basées sur des valeurs courantes du marché :

  • L'ECS est un modèle de taille moyenne.
  • Tous les détecteurs et diffuseurs sonores sont activés simultanément en alarme générale.
  • Un seul déclencheur manuel est considéré comme activé.
Donnée(s)
ÉquipementConsommation VeilleConsommation AlarmeQuantité
ECS (Centrale)\(150 \text{ mA}\)\(500 \text{ mA}\)\(1\)
Détecteur\(0.1 \text{ mA}\)\(40 \text{ mA}\)\(42\)
Déclencheur Manuel\(0 \text{ mA}\)\(0 \text{ mA}\)\(8\)
Diffuseur Sonore\(0 \text{ mA}\)\(20 \text{ mA}\)\(6\)
Astuces

Attention aux unités ! Les consommations sont souvent données en milliampères (mA) et la capacité en Ampères-heures (Ah). Convertissez toutes les intensités en Ampères AVANT de commencer le calcul final pour éviter des erreurs d'un facteur 1000.

Schéma (Avant les calculs)
Principe de l'Alimentation Électrique de Sécurité
Secteur 230VChargeurBatteriesSystème Incendie
Calcul(s)

Étape 1 : Calcul du courant total en veille (\(I_{\text{veille}}\))

\[ \begin{aligned} I_{\text{veille}} &= I_{\text{ECS}} + (N_{\text{detect}} \times I_{\text{detect}}) \\ &= 150 \text{ mA} + (42 \times 0.1 \text{ mA}) \\ &= 154,2 \text{ mA} \\ &= 0,1542 \text{ A} \end{aligned} \]

Étape 2 : Calcul du courant total en alarme (\(I_{\text{alarme}}\))

\[ \begin{aligned} I_{\text{alarme}} &= I_{\text{ECS}} + (N_{\text{detect}} \times I_{\text{detect}}) + (N_{\text{DS}} \times I_{\text{DS}}) \\ &= 500 \text{ mA} + (42 \times 40 \text{ mA}) + (6 \times 20 \text{ mA}) \\ &= 500 + 1680 + 120 \\ &= 2300 \text{ mA} \\ &= 2,3 \text{ A} \end{aligned} \]

Étape 3 : Calcul de la capacité de la batterie (\(C_{\text{min}}\))

\[ \begin{aligned} C_{\text{min}} &= 1,25 \times (I_{\text{veille}} \times T_{\text{veille}} + I_{\text{alarme}} \times T_{\text{alarme}}) \\ &= 1,25 \times (0,1542\text{ A} \times 12\text{ h} + 2,3\text{ A} \times \frac{5}{60}\text{ h}) \\ &= 1,25 \times (1,8504 + 0,1917) \\ &= 1,25 \times 2,0421 \\ &\Rightarrow C_{\text{min}} \approx 2,55 \text{ Ah} \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)
Configuration de l'Alimentation de Secours
Batterie 1 12V / 3Ah + - Batterie 2 12V / 3Ah + - Liaison Série Sortie +24V Sortie 0V
Réflexions

Le calcul montre une capacité minimale de \(2,55 \text{ Ah}\). Les valeurs standard de batteries pour AES sont par exemple \(1,2 \text{ Ah, } 3 \text{ Ah, } 7 \text{ Ah, } 12 \text{ Ah}\). On doit donc choisir la valeur immédiatement supérieure disponible, soit \(3 \text{ Ah}\). L'AES sera donc probablement équipée de deux batteries \(12\text{V} / 3\text{Ah}\) montées en série pour fournir \(24\text{V}\).

Points de vigilance

La consommation des déclencheurs manuels en alarme est généralement nulle. Cependant, il est primordial de toujours se référer aux fiches techniques du matériel choisi car certains modèles peuvent avoir des consommations spécifiques (par exemple, un voyant d'état).

Points à retenir

La formule de calcul de capacité batterie est un incontournable. Retenez la structure : \(C_{\text{min}} = 1,25 \times (I_{\text{veille}} \times 12\text{h} + I_{\text{alarme}} \times 5\text{min})\). C'est la garantie de l'autonomie et de la conformité du système.

Le saviez-vous ?

La plupart des batteries d'AES pour la sécurité incendie sont de technologie "Plomb-Acide étanche à recombinaison de gaz (VRLA)". Cette technologie permet de ne pas avoir d'entretien (pas de remplissage avec de l'eau distillée) et d'éviter les dégagements gazeux dangereux, autorisant leur installation dans les locaux techniques sans ventilation spécifique.

FAQ
Résultat Final
La capacité minimale requise pour les batteries est de \(2,55 \text{ Ah}\). On choisira une valeur normalisée supérieure, par exemple \(3 \text{ Ah}\).
A vous de jouer

Avec les mêmes données, mais pour une autonomie réglementaire de \(24\text{ h}\) de veille, quelle serait la capacité minimale ? (\(C = 1,25 \times (0,1542 \times 24 + 2,3 \times 5/60)\))

Question 5 : Proposition d'un plan de zonage

Principe

Le concept ici n'est pas physique mais organisationnel. Il s'agit de découper le bâtiment en secteurs logiques, les "zones", pour qu'en cas d'alarme, les intervenants (pompiers, équipe de sécurité) puissent immédiatement savoir d'où vient le problème sans avoir à inspecter tout le bâtiment. Un bon zonage fait gagner un temps précieux.

Mini-Cours

On distingue plusieurs types de zones : la Zone de Détection (ZD) regroupe un ensemble de détecteurs automatiques. La Zone de Déclencheurs Manuels (ZDM) regroupe les DM. La Zone d'Alarme (ZA) est la zone géographique où le signal d'évacuation est diffusé. Dans les systèmes simples, la ZA couvre tout le bâtiment (on parle d'alarme générale).

Remarque Pédagogique

Le plan de zonage est un document essentiel qui doit être affiché clairement à côté de la centrale incendie (ECS). Il doit être simple à lire et correspondre parfaitement à la réalité du terrain. Imaginez un pompier arrivant sur site à 3h du matin : il doit comprendre le plan en quelques secondes.

Normes

La norme NF S 61-932 et la règle APSAD R7 donnent les contraintes de zonage. Une Zone de Détection (ZD) ne doit pas s'étendre sur plus d'un niveau (sauf cas particulier comme une cage d'escalier), sa surface au sol ne doit pas excéder \(1600 \text{ m}^2\), et elle ne doit pas comporter plus de \(32\) détecteurs.

Formule(s)

Il n'y a pas de formule pour le zonage, c'est une application de règles logiques et normatives.

Hypothèses

Nous supposons qu'une localisation par étage est suffisamment précise pour les besoins de ce bâtiment.

Donnée(s)
ParamètreValeurUnité
Nombre de niveaux\(3\)
Surface par niveau\(800\)\(\text{m}^2\)
Détecteurs par niveau\(14\)
Astuces

La méthode la plus simple et la plus courante pour les bâtiments à étages est de créer une Zone de Détection par niveau. C'est facile à comprendre et respecte quasiment toujours les contraintes de surface et de nombre de points.

Schéma (Avant les calculs)
Bâtiment à zoner
R+2R+1RDC
Calcul(s)

Ce n'est pas un calcul mais une application des règles.

  • Chaque étage fait \(800 \text{ m}^2\) (< \(1600 \text{ m}^2\)) et comporte \(14\) détecteurs (< \(32\)). On peut donc créer une ZD par étage.
  • L'alarme doit être générale pour évacuer tout le monde en même temps. On crée donc une seule ZA.
  • Les 8 DM peuvent être regroupés dans une seule ZDM.

Schéma (Après les calculs)
Proposition de zonage
ZD 03 : R+2ZD 02 : R+1ZD 01 : RDCZA 01 : Alarme Générale
Réflexions

Ce zonage est simple, logique et conforme. Il permet, en cas de détection au R+1 par exemple, à la centrale d'afficher "Alarme Feu - ZD 02 : R+1", ce qui est une information claire et immédiatement exploitable pour les secours.

Points de vigilance

Une erreur classique est de mélanger les étages dans une même zone de détection. C'est interdit et dangereux car cela ralentit l'intervention. Assurez-vous aussi que le libellé des zones sur la centrale correspond exactement au plan affiché.

Points à retenir

Retenez la trilogie du zonage : ZD pour LOCALISER, ZA pour ÉVACUER, ZDM pour l'action manuelle. La règle d'or pour la ZD est : 1 niveau = 1 zone (dans la plupart des cas simples).

Le saviez-vous ?

Dans les très grands sites comme les aéroports ou les centres commerciaux, le zonage est beaucoup plus complexe et est souvent couplé à des scénarios d'évacuation. Une alarme dans une zone peut déclencher une évacuation progressive : d'abord la zone concernée, puis les zones adjacentes, pour éviter les mouvements de panique et l'engorgement des issues.

FAQ
Résultat Final
On adopte un découpage en 3 zones de détection (une par étage), 1 zone de déclencheurs manuels et 1 zone d'alarme générale pour tout le bâtiment.
A vous de jouer

Pour un bâtiment de \(2000 \text{ m}^2\) sur un seul niveau, combien de ZD faudrait-il au minimum ?


Outil Interactif : Calculateur de Détecteurs

Utilisez cet outil pour estimer rapidement le nombre de détecteurs de fumée nécessaires pour un plateau de bureaux rectangulaire (hauteur < 3m).

Paramètres du Plateau
40 m
20 m
Résultats Estimés
Surface Totale (m²) -
Nombre de détecteurs requis -

Quiz Final : Testez vos connaissances

1. Quelle surface maximale un détecteur de fumée standard peut-il couvrir ?

2. Quelle est la hauteur réglementaire pour l'installation d'un Déclencheur Manuel (DM) ?

3. De combien de dB le signal d'alarme doit-il dépasser le bruit ambiant ?

4. Quelle est la durée de veille minimale requise pour l'alimentation de secours (AES) ?

5. Une Zone de Détection (ZD) peut-elle s'étendre sur plusieurs étages ?


Glossaire

SDI (Système de Détection d'Incendie)
Ensemble des équipements (centrale, détecteurs, déclencheurs, alarmes) destinés à détecter et à signaler un début d'incendie.
ECS (Équipement de Contrôle et de Signalisation)
Le "cerveau" du système, la centrale qui reçoit les informations des détecteurs/DM et active les alarmes.
DM (Déclencheur Manuel)
Boîtier rouge permettant un déclenchement manuel de l'alarme incendie par une action humaine.
DS (Diffuseur Sonore)
Sirène ou haut-parleur qui émet le signal sonore normalisé d'évacuation générale.
AES (Alimentation Électrique de Sécurité)
Source d'énergie autonome (généralement des batteries) qui alimente le SDI en cas de coupure du secteur.
Système de Détection d’Incendie et d’Alarme

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