Etude de cas : Ingénierie incendie des halls d'airbus, Toulouse, France Une usine d'assemblage a été construite pour le plus gros avion du monde, l'airbus A380. Elle comprend sept bâtiments à structure métallique de grande portée. Les divers scénarios d'incendie envisagés lors de leur conception, dont un incendie à l'intérieur d'un avion, ont démontré un niveau de sécurité acceptable. L'usine d'assemblage de l'airbus A380 (Photographie E. Grimault) Sommaire 1. Le projet 2 2. Introduction 2 3. La structure 2 4. Etude de sécurité incendie 4 5. Informations générales 5 6. Références 6 Page 1
1. Le projet Ce projet de construction d'une importante usine de production à Toulouse, actuellement l'un des plus gros projets en France, s'est déroulé comme suit : Construction de sept halls de grande portée pour la production de l'airbus A380, le plus gros avion du monde. La construction de poutres treillis avec arbalétrier courbe et de grands poteaux en treillis. La stabilité est assurée par l'action d'une ossature en treillis rigide. Divers scénarios ont été examinés, de l'incendie dans un camion de livraison à celui d'un avion avec des réservoirs de carburant pleins, afin de mettre au point un modèle de sécurité incendie. Des scénarios d'effondrement progressif ont également été étudiés. Il a ainsi été constaté que la ruine d'une partie de la structure ne se répercuterait pas sur le reste. 2. Introduction L'usine d'assemblage de l'airbus A380, qui sera le plus gros avion de ligne du monde, occupe une superficie de 300 hectares. Il s'agit également de l'un des plus importants projets industriels en cours en France. Le premier A380 assemblé dans cette usine sera livré en juillet 2006. Le projet a exigé la construction de structures de grande portée, capables d'accueillir un si gros appareil en cours d'assemblage. 3. La structure Les bâtiments de l'usine d'assemblage sont disposés le long d'un axe nord-sud correspondant au parcours d'assemblage d'un A380, de la livraison de ses tronçons au nord du site, jusqu'au transport de l'appareil terminé vers la zone aéroportuaire. Le plan général du site est illustré sous forme de diagramme par la Figure 3.1. Une fois que les tronçons ont été transportés sur le site, ils sont déchargés dans un bâtiment situé dans la partie nord, puis transférés dans un autre bâtiment, appelé «abside» pour la préparation avant assemblage. L'avion est assemblé dans le «hall d'assemblage», puis transféré aux «halls d'équipement» pour l'installation d'équipements supplémentaires (équipements hydrauliques et électriques), pour certains tests spécifiques et pour l'installation des moteurs. Enfin, l'avion est transféré à une zone externe où il est soumis aux essais finaux avant son premier vol. Un hall indépendant et séparé est prévu pour les essais statiques en vue de la certification de l'appareil. Un second hall de taille similaire, à 40 m du hall d'essais statiques, est utilisé pour les activités de finition, de pesée et de retouches peinture de l'a380. Page 2
Légende : a Essais statiques d Halls d'assemblage g Atelier de logistique b Hall pesée et peinture e Abside c Halls d'équipements f Hall réservé au stockage des tronçons Figure 3.1 Structures métalliques de l'usine d'assemblage de l'airbus A380 (Photographie reproduite avec l'autorisation d'eads Airbus) Les principales caractéristiques de ces bâtiments sont : h Zone externe réservée aux essais et aux livraisons Hall de stockage des tronçons : superficie de 44 m 135 m, hauteur libre intérieure de 14 m, hauteur maximum hors tout de 16 m. Atelier de logistique : superficie de 85 m 70 m, hauteur libre intérieure de 10 m, hauteur maximum hors tout de 14 m. Abside, pour la préparation à l'assemblage : superficie de 50 m 250 m, hauteur libre intérieure de 20 m, hauteur maximum hors tout de 23 m. Hall d'assemblage : superficie de 115 m 250 m, hauteur libre intérieure de 32,30 m, hauteur maximum hors tout de 46 m. Hall d'équipement : superficie : 6 cellules de 95 m 100 m, hauteur libre intérieure de 32,30 m, hauteur maximum hors tout de 44 m. Hall d'essais statiques : superficie de 100 m 100 m, hauteur libre intérieure de 32,30 m, hauteur maximum hors tout de 44 m. Hall pesée et peinture : superficie de 100 m 100 m, hauteur libre intérieure de 32,30 m, hauteur maximum hors tout de 44 m. Tous ces bâtiments ont été construits à partir de structures métalliques de longue portée. Dans la majorité des cas, leur stabilité latérale est assurée par un système de contreventement utilisant une structure en treillis. La structure métallique est illustrée par la Figure 3.2. Page 3
a) Vue extérieure pendant les travaux b) Vue intérieure Figure 3.2 Le hall d'assemblage (Photographie reproduite avec l'autorisation d'eads Airbus) 4. Etude de sécurité incendie Les exigences normales en matière de sécurité incendie ne sont pas applicables à un projet et une installation de production d'une telle envergure. Par conséquent, une discussion importante a été nécessaire avec le corps de pompiers et la compagnie d'assurance afin d'identifier des stratégies et solutions appropriées et de tirer les enseignements de projets similaires. Il a été décidé d'utiliser une cloison pare-feu entre le hall d'assemblage et les halls d'équipement, de manière à limiter les pertes potentielles en cas d'incendie grave. Se pose alors la question de l'effondrement progressif éventuel des bâtiments attenants en cas de ruine de l'un d'eux sous l'effet d'un incendie. Page 4
Pour y répondre, une étude de sécurité incendie a été effectuée par le CTICM, basée sur le concept de feu naturel, selon les trois scénarios d'incendie suivants : Incendie dans un camion de livraison près d'un poteau critique ; Incendie d'un appareil sans carburant et divers outils de travail ; Incendie d'un appareil avec réservoir plein de carburant. Le modèle de structure employé pour l'évaluation de la sécurité incendie est illustré par la Figure 4.1. Une analyse de structure globale a été appliquée. Elle a indiqué que l'effondrement des poteaux pourrait donner lieu à un impact dynamique d'une poutre treillis métallique sur une cloison de béton, entraînant son endommagement. Par conséquent, l'intensité des sprinklers autour des poteaux a été accrue, de manière à éviter un tel effet. Figure 4.1 Les halls d'équipement : modélisation appliquée dans l'analyse de structure globale et l'ingénierie incendie 5. Informations générales Client : EADS - AIRBUS France Architecte : ADPi et CARDETTE et HUET Planification de la structure métallique : Jaillet-Rouby Entreprises impliquées dans le projet : - URSSA (Espagne) - CIMOLAI (Italie) - CASTEL et FROMAGET - JOSEPH PARIS - RICHARD DUCROS Page 5
- BUICK - GAGNE - RENAUDAT Expertise en protection incendie : CTICM et autres. Période de construction : 2000 2004 Principaux paramètres : Portée commune des bâtiments 100 m Hauteur moyenne des bâtiments 45 m Plan en rez-de-chaussée : 200 000 m² 6. Références CTICM Revue Construction Métallique N 1 2004, «Usine d assemblage de l Airbus A380 sur le site aéro-constellation à Toulouse». Page 6
Enregistrement de la qualité TITRE DE LA RESSOURCE Etude de cas : Ingénierie incendie des halls d'airbus, Toulouse, France Référence(s) DOCUMENT ORIGINAL Nom Société Date Créé par Bin Zhao CTICM 2003 Contenu technique vérifié par Haller Mike PARE 08/11/05 Contenu rédactionnel vérifié par Brasseur Marc PARE 08/11/05 Contenu technique approuvé par les partenaires STEEL : 1. Royaume-Uni G W Owens SCI 20/1/06 2. France A Bureau CTICM 20/1/06 3. Suède A Olsson SBI 20/1/06 4. Allemagne C Müller RWTH 20/1/06 5. Espagne J Chica Labein 20/1/06 6. Luxembourg M Haller PARE 20/1/06 Ressource approuvée par le Coordonnateur technique G W Owens SCI 13/7/06 DOCUMENT TRADUIT Traduction réalisée et vérifiée par : eteams International Ltd. 31/03/06 Ressource traduite approuvée par : P.-O. Martin CTICM 10/04/06 Page 7