Méthodologie expérimentale pour la détermination des limites d'emploi des équipements de protection individuelle des sapeurs-pompiers : application à la lutte contre le feu par des essais sur l'homme en conditions opérationnelles

Validation and limits of performance for personal protective equipment used during fire-fighting by the Paris Fire Brigade.

• Auteur / Autrice : Francis Jacques
• Direction : Gilles Dusserre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science et génie de l'environnement
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Saint-Etienne, EMSE

Mots clés

Mots clés contrôlés

Incendies -- Prévention

Sapeurs-pompiers

Incendies -- Extinction

Résumé

L’évolution des règles de construction et la généralisation des matériaux de synthèse dans les aménagements des locaux d’habitation ou professionnels ont modifié les méthodes empiriques de l’attaque du feu en espace clos ou semi-confiné. Aujourd’hui, le soldat du feu doit sans cesse adapter ses moyens et ses méthodes pour rester efficace. Durement touchée par de dramatiques accidents, la Brigade s’est appuyée sur le retour d’expérience pour redéfinir les besoins opérationnels et ainsi doter ses personnels de nouvelles protections. La veste d’intervention en cuir et l’appareil respiratoire isolant (ARI) bi-bouteilles sont remplacés par des tenues d’intervention en textile et un ARI mono bouteille. Estimant cependant que la conformité aux référentiels normatifs ne suffisait par à garantir la sécurité du porte lance lors de l’attaque du feu, la Brigade a réalisé des essais ergonomiques afin de définir les limites d'emploi des nouveaux équipements par comparaison avec celles des anciens. Les bilans comparatifs des caractéristiques intrinsèques de poids et de perméabilité des deux types d’équipement, les durées estimées d’engagement du sapeur-pompier lors de l’attaque du feu obtenues par la simulation numérique et les mesures de l’évolution des comportements physiologiques du porte lance relevées d’abord en laboratoire puis lors de manœuvres d’extinction à la « maison du feu », dans le cadre de la loi « Huriet », sont les principales étapes du protocole d’essais. Ces travaux ont montré que les évolutions et les caractéristiques techniques des protections individuelles de nouvelle génération augmentent le niveau général de sécurité du porte-lance, mais l’augmentation de l’autonomie respiratoire offerte par l’ARI mono bouteille (environ 1 heure) pourrait conduire à une fatigue intense, une déshydratation importante ou même un risque de coup de chaleur du porte-lance, dus à sa charge de travail et aux contraintes thermiques liées à l’ambiance d’un feu. Cette étude a permis de limiter à 25 minutes l’engagement du porte-lance à l’attaque du feu en espace clos ou semi-confiné et à proposer une phase de reconditionnement si un deuxième engagement s’avère nécessaire. Par ailleurs, elle a posé le cadre méthodologique de validation d’équipements de protection intégrant les caractéristiques physiologiques du sapeur-pompier et non pas seulement les possibilités techniques offertes par les équipements.

Changes in construction regulations and the widespread use of synthetic material in fittings for housing and professional premises have affected the experimental methods used to fight fire in enclosed and semi-enclosed spaces. Nowadays, firefighters constantly have to adapt their equipment and methods to remain effective. Consequently to dramatic accidents, the Paris Fire Brigade exploits feedback to redefine operational needs and provide fire-fighters with new protective equipment. The protective leather jacket and the two-cylinder, self-contained breathing apparatus have been replaced by a protective textile jacket and a single-cylinder breathing apparatus. Nevertheless, the Brigade judged that compliance with relevant standards alone was insufficient in terms of guaranteeing the firefigther safety when fighting a fire and therefore carried out ergonomic tests to establish the limits of using this new equipment in comparison with the limits of the former equipment. In compliance with the bio-ethic Huriet law, the main stages of the test protocol covered the following steps. A] the comparison of important properties of clothing of both types of equipments (weight, permeability,. . . ) b] Numerical simulations based on physiological load for estimating recommended fire-fighting duration c] Tests on heat sensing manikins to assess the fire protection afforded by the different equipments d] Human subject’s tests performed first in a laboratory then in real conditions in a specific facility designed for fire-fighting training. This research did reveal the new personal protective equipment increase the firefighter’s general level of safety. However, the increased air capacity provided by the single air cylinder (about 1 hour) could lead to – if used to its full capacity – intense fatigue, considerable dehydration and even the risk of heat stroke, owing to longer working times and the heat constraints of fire environments. It is proposed to limit firefighting duration to 25 minutes for enclosed or semi-enclosed spaces followed by specific recuperative phase (including hydration, rest …) if a second working time is necessary. Furthermore, this work proposes a methodology for the evaluation of personal protective equipments based also on firefigheters’ physiology and not only based on technical equipment features.