Depuis la création du site, aux nouveaux membres qui nous parlent d'accidents thermiques, d'embrasement généralisé éclair et d'explosion de fumées, nous répondons progression rapides du feu, Flashover, Backdraft, Smoke Explosion ou Flash Fire... Le but de cet article est de vous apporter une information "rapide" et la plus claire possible sur les termes Backdraft, Smoke Explosion et Flash Fire.


Pour pouvoir parler de ces phénomènes, il nous semble plus logique de conserver le vocable anglo-saxons, car à ce jour il ne connaissent pas de retranscription officielle ne permettant pas l'ambiguïté.

La traduction qui semble à ce jour la plus appropriée au terme Backdraft telle que l'entendent les anglo-saxons serait: retour du courant de convection.
Note: le terme retour indique ici que le courant de convection était initialement présent, qu'il a disparu et qu'il réapparait. Le terme retour ne doit donc pas être pris dans le sens d'une inversion du sens du courant, car celui-ci va toujours dans le même sens.

Qu'est-ce qu'un courant de convection ? A quel(s) mécanisme(s) physique ce phénomène répond-il ?

Un courant de convection peut s'apparenter à un déplacement d'air généré du fait de la différence de température que peut connaître un même fluide en son sein.

Un fluide qui a une température homogène, est thermiquement stable. De ce fait, il ne connaît aucun mouvement remarquable en son sein. En apportant de la chaleur en un point donné d'une zone de ce fluide, cette énergie va permettre au volume ainsi réchauffer de voir son poids diminuer. Et, tout comme une bulle d'air remonte à la surface d'un liquide parce qu'elle est moins dense que le milieu dans lequel elle évolue, cette zone de gaz chaud va se déplacer par rapport à la zone froide qui l'entoure (et vice versa) de façon à ce qu'un nouvel équilibre physique soit mis en place. Cela engendre deux choses :

• Le volume soumis à la source d'énergie va du fait de son déplacement s'en éloigner. Donc il se soustrait à la zone de chauffe et chemine à travers le gaz froid qui l'entoure. Cela va contribuer à son refroidissement progressif au fur et mesure de son ascension. De ce fait, sa densité va augmenter de nouveau et il va redescendre etc.
• En s'extrayant de la zone de chauffe, le volume chaud permet au gaz froid placé à proximité de venir se réchauffer. Sa densité diminue à son tour, il s'élève etc.

Voilà une illustration de l'explication faite ci-dessus. Elle permet d'observer à la mise en service d'un convecteur électrique le déplacement des volumes d'air et l'évolution de leur température au fur et à mesure du déplacement. Plus le flux s'élève, moins il est soumis à la source de chaleur et plus il se refroidi. Ainsi un mouvement circulaire s'instaure dans la pièce. Ce mouvement de déplacement des flux du fait des variations de densité est connu sous le nom de courant de convection ou courant de gravité (gravity current) chez les anglo-saxons.

D'un point de vue opérationnel, à quoi cela correspond-il? Pourquoi parler de retour du courant de convection ?

Rappel : un local en situation de pré-backdraft est un local qui a connu précédemment le développement d'une combustion vive, contrôlée par le comburant (c'est lui qui commande l'évolution du feu). Le résultat, c'est une déplétion en oxygène de l'air qui a aboutit à l'interruption du processus de développement normale du sinistre ; le local contient donc un mélange de combustibles dispersés (fumées et gaz issues de la combustion), tout cela, dans une ambiance thermique généralement stratifié mais pas forcément très élevé, des températures de l'ordre de 250/350°C au plafond pouvant être suffisantes. Ce ciel gazeux chaud va interagir sur les revêtements muraux, le mobilier et le(s) revêtement(s) de sol en les faisant pyrolyser. Les gaz ainsi produit sont extrêmement inflammables et capable de s'auto-enflammer à des températures de l'ordre de 200°C.

L'absence d'entrée d'air dans la pièce sinistrée, conditionne la limitation des échanges de gaz de part et d'autre de la porte. De ce fait les échanges sont très limités (interstices) ; nous pouvons donc considérer qu'il n'y a pas de déplacement du flux chaud vers le flux froid et inversement, donc pas de courant de convection. Ces déplacements redeviennent possibles à l'ouverture de porte. Le flux chaud contenu dans la pièce sinistrée et le flux froid contenu à l'extérieur (couloir, etc.), vont pouvoir se déplacer : le courant de convection redevient observable, on parle donc d'un retour du courant de convection.

Au moins deux paramètres vont conditionner la vitesse d'établissement de ce retour et le temps nécessaire au déclenchement de la mise à feu :

• La différence de température qui conditionne la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur du local sinistré (voir le document "Influence du froid")
• Le délai d'intervention des secours et leur action

Ce qu'il est important de bien comprendre, c'est qu'une telle scène de feu peut évoluer de multiples façons, en fonction du temps que vont mettre les secours pour intervenir, des actions qu'ils vont mettre en place et aussi de la façon dont ils vont les mettre en oeuvre.

Exemple : l'ouverture complète d'une porte (90 cm) effectuer rapidement, n'engendrera pas les mêmes effets qu'une ouverture prudente et limitée à 20 ou 30 cm etc...

Schématisation de la rencontre des deux flux d'air à l'ouverture de la porte. Suivant la vitesse de déplacement des deux flux (chaud / froid) un brassage à l'interface des deux courants est généré. L'air frais en progressant se réchauffe, monte diluer la phase combustible concentrée pour la diluer et lui permet de descendre en dessous de sa LSE.

Arrivés à cette phase, deux scénarios peuvent être observés en fonction de la température qui règne dans la pièce sinistré :

• Soit la température d'enceinte est supérieure à la température d'auto-inflammation du mélange et permet donc sa mise à feu, une fois celui-ci redescendu en deçà de sa Limite Supérieure d'Explosibilité,
• Soit c'est un point chaud existant ou qui va se former par l'effet de " vent " généré par le courant de convection qui se chargera de la mise à feu.

Le backdraft correspond à la mise à feu accidentelle des gaz combustibles contenus dans un local jusqu'alors en déplétion d'oxygène dans lequel par le biais du retour d'un courant de convection nous avons pu faire entrer suffisamment d'air frais oxygéné.
(Voir le kit mini-maison disponible sur flashover.fr)

Explosion de fumée ­ Smoke explosion

En 1999, J.B. Sutherland, un chercheur de l'Université de Canterbury, New Zealand à publié un rapport d'étude intitulé Smoke Explosion : http://www.firetactics.com/Smoke,%20Sutherland.pdf (rapport en anglais).

La traduction de Smoke Explosion est : Explosion de fumée...

Ce rapport établit qu'un mélange fumée / air, placé en présence d'une flamme peut être mis à feu. Le fait d'admettre que l'ignition d'une telle source combustible et possible, nous permet de prendre conscience d'un danger non pris en compte jusqu'alors. L'ambiance dans laquelle nous évoluons pour accéder jusqu'au foyer, ou lors des recherches de victimes etc. avec nos ARI, est potentiellement aussi dangereuse que l'ambiance que nous rencontrons lors d'une fuite de gaz, car la fumée peut contenir une quantité non négligeable de combustibles inflammables Des précautions devraient alors être prises.

Le fait de ne pas parler de l'existence des Smoke Explosion, ou de le confondre avec d'autre phénomènes, fait que nous occultons complètement ce dangers. Il est banal pour un sapeur-pompier d'évoluer avec son ARI au milieu de la fumée. Mais, l'utilisation d'un poste portatif, d'un lampe, etc non adapté, tout comme la mise à nu de flamme, l'élévation d'une braise dans le plafond de fumée etc. peut mettre à feu le milieu enfumée et générer ainsi une explosion.

Contrairement à ce que nous connaissons, ce danger est d'autant plus sournois, qu'il peut se présenter dans une pièce qui est mitoyenne ou non à la pièce sinistrée, la fumée peut ne pas être très chaude

Le feu éclair - Flash fire

Les conditions d'occurrences sont les mêmes que pour la smoke-explosion : fumées en mélange avec l'air dans lesquelles est placée une source d'ignition (étincelle, braise, flamme, etc.) qui met à feu l'ambiance enfumée. La différence avec la smoke-explosion c'est que les effets engendrés par cette mise à feu ne génère pas une surpressions suffisante pour être qualifiée d'explosion.

En 2001, le National Fire Protection Association a définit le Flash Fire ainsi :

A fire that spreads rapidly through a diffuse fuel, such as dust, gas, or the vapors an ignitable liquid, without production of damaging pressure. [NFPA 921-2001]

Traduction : Un feu qui se propage rapidement dans un combustible dispersé, tel que la poussière, le gaz ou les vapeurs d'un liquide inflammable, sans production de pression nuisible.

nb : la version anglaise a volontairement été reproduite au cas où la traduction serait erronée, merci de m'en faire part.

Ce qui différencie le Flash Fire d'une Smoke Explosion et lié à la vitesse de déplacement du front de flamme. Car c'est cette vitesse qui conditionne les effets d'une progression rapide du feu.

Dans sa vidéothèque, le site www.flashover.fr dispose d'une séquence qui montre un phénomène thermique répondant à cette définition "Incendie magasin LIDL". Nous voyons sur cette vidéo qu'aucun effet remarquable de surpression n'est engendré par le phénomène thermique, les personnes qui sont prises dans le combustible en feu sont a peine abasourdies. Si le phénomène avait été une Smoke Explosion, les dégâts constatables sur les structures et les personnels auraient été tout autre.

La Smoke Explosion et le Flash Fire correspondent tout deux à une mise à feu accidentelle par apport d'une énergie suffisante (flamme, étincelle, etc) de gaz combustibles placé dans un milieu correctement oxygéné, tout comme le serait un gaz (méthane, propane, butane), ou des poussières combustibles (farine, cacao, riz, métaux). Ces deux phénomènes font partie d'une seule et même famille, distincte de celle des flashover et des backdraft, et nommée FGI (Fire Gaz Ignition).

Deux issus sont alors observables :

• Soit la vitesse de propagation du front de flamme est importante. Elle est alors accompagnée d'une vague de pression de l'ordre 50 à 100 mb (Croft, 1980). Le phénomène génère de ce fait des dégâts par surpression, ce sera une Smoke Explosion.
• Soit la vitesse de propagation du front de flamme, est faible. Elle n'est donc pas accompagnée par une vague de pression suffisante. Le phénomène ne génère pas de dégât par surpression et ne peut donc pas être qualifié d'explosion, il sera nommé Flash Fire (Wiekema 1984).

Prenez conscience des dangers liés aux fumées, quelques soient leurs aspects, apparences, couleurs, températures, localisations etc.

Alors, retour du courant de convection, Backdraft, explosion de fumée, Smoke Explosion, feu éclair, Flash Fire ; à vous de voir ou de savoir !

Assurez-vous simplement lorsque vous parlez de progressions rapide du feu, que votre (vos) interlocuteur(s) ai(en)t bien compris de quoi vous voulez parler...