Tout incendie se développe grâce à la présence de trois éléments importants, présents dans le triangle du feu : le combustible, le comburant et la chaleur. Le comburant qui est en général l’oxygène présent dans l’air, et dans le cas de l’incendie de Notre Dame est en quantité quasiment inépuisable compte tenu du volume du bâtiment et également par le fait que ce genre de structure est parfaitement aérée. Rappelons qu’une bonne aération était souhaitée par les bâtisseurs afin que les poutres de la charpente soient bien sèches, car si le feu est l’ennemi du bois, l’humidité peut également créer nombre de problèmes : de la moisissure à la fragilisation.
Comment le bois s’enflamme
Le combustible, lui, provient de la pyrolyse du bois de charpente. Cette réaction chimique consiste en la décomposition d’un composé organique (ici le bois) en d’autres produits sous l’effet d’une augmentation de chaleur. Sous l’action d’une source de chaleur (source d’allumage), le bois se dégrade et produit des gaz dits de pyrolyse qui sont des gaz inflammables comme le monoxyde de carbone. Une fois que ces gaz rencontrent de l’oxygène, et que la chaleur élève la température de ce mélange à la température d’inflammation, ce mélange réagit et produit une flamme !
Cette flamme va ensuite céder de la chaleur à des éléments de charpente non impactée par l’incendie par rayonnement (mode de transfert de chaleur que vous ressentez lorsque vous ouvrez la porte d’un four) ou par convection thermique (lorsque les gaz chauds rentrent en contact avec les éléments non impliqués par l’incendie). Une fois que cette source de chaleur est cédée à un élément combustible, le cycle du triangle du feu peut redémarrer et l’incendie peut continuer à se propager.
Les techniques pour lutter contre le feu de bois
Pour limiter la propagation de ces incendies ou les éteindre, il n’y a de meilleur moyen que l’application d’eau, ou d’eau dopée en additifs. Ces derniers sont généralement utilisés pour que l’eau s’accroche mieux à la structure à éteindre. Ils vont par exemple permettre la formation de mousse qui ruissellera moins que les gouttes d’eau. Dans le cas de Notre-Dame c’était une nouvelle fois complexe. En effet, si l’utilisation de mousse améliore l’efficacité de l’eau pour éteindre les flammes ou éviter leur propagation, elle peut également rester fixée à la structure et provoquer plus tard des moisissures.
Lorsque l’eau est appliquée sur des éléments bois en feu, cette eau va capter une partie de la chaleur du combustible pour diminuer sa température et donc limiter la quantité de gaz inflammable qui sera produit. De manière parallèle, la projection de l’eau sous la forme d’une aspersion fine va limiter également la propagation de chaleur de la flamme vers les éléments non impactés par l’incendie. En effet, les gouttes d’eau peuvent d’absorber le rayonnement thermique envoyé et vont refroidir les fumées d’incendie.
Dans le cas de Notre-Dame, gérer le sinistre a été d’une extrême complexité. Si le président Trump suggérait l’utilisation de canadairs, ce qui aurait été efficace pour éteindre le feu, la conséquence aurait été la destruction des trésors voire du bâtiment. Les pompiers de Paris ont dû travailler avec prudence, pour eux et pour le patrimoine. Ainsi, certaines zones de la cathédrale, trop chaudes pour y faire intervenir les hommes, ont été atteintes grâce au robot Colossus.
Limiter les risques
Pour limiter l’occurrence de ces sinistres, les enjeux majeurs de la sécurité incendie sont de détecter au plus tôt les signes précurseurs de la naissance d’un incendie. Les détecteurs de fumées ou les détecteurs optiques de flammes (qui analysent en continu des images pour identifier la présence éventuelle de flammes naissantes) permettent d’alerter de manière précoce tout départ d’incendie.
Ces incendies peuvent être alors traités soit par l’utilisation d’extincteur soit par l’intervention rapide des moyens de secours. Si le sinistre n’est pas détecté dans les plus brefs délais, il aura tout le temps de se développer et de prendre en puissance.
Les enjeux des services de secours sont alors d’enrayer sa propagation afin de limiter son étendu. La détection incendie est parfaitement efficace lorsqu’il s’agit de protéger des zones parfaitement délimitées dans l’espace, comme une chambre ou un couloir à l’aide d’un détecteur de fumées, par exemple. Pour de grands ensembles architecturaux, comme Notre Dame, où de grands volumes sont communiquant entre eux et où les configurations géométriques peuvent être très complexes, la détection d’un incendie est un exercice particulièrement délicat.
De plus, un incendie peut « couver » pendant plusieurs heures avant de se développer pleinement ce qui ne facilite pas sa recherche. Un incendie qui couve n’est pas encore un feu, tous les ingrédients sont là, mais le sinistre n’est pas encore visible.