Simulation d'un incendie

La simulation passe par les étapes suivantes :

• Définition des réseaux de Petri Utilisée pour représenter les locaux concernés et les conditions rencontrées

• Définition d'un foyer de départ d'incendie dans l'un des locaux

• Estimation à chaque pas de temps des conditions de température et de fumée

• Synthèse des résultats

L'exemple simple représenté sur l'image suivante est constitué d'un local avec deux portes, deux fenêtres, et ce local est en contact avec un local couloir. Il sera représenté par :

• deux RdPE « fenêtre » pour représenter les états de F1 et F2 ;

• deux RdPE « porte » pour représenter les états de P1 et P2 ;

• un RdPE « état du local » pour le local Lc1 ;

• un RdPE « cloison » pour l'état de la cloison C1 ;

• un RdPE « transmission » du local Lc1 vers le local Lc2 ;

• un RdPE « état du local » Lc2.

Cette constitution de l'ensemble des réseaux de pétri est une tâche relativement complexe qui nécessite des procédures de contrôle afin d'être sûr que le système est correctement représenté par les réseaux de Pétri.

Etudier un bâtiment complet nécessitera largement quelques centaines, voire milliers, de réseaux de Pétri élémentaires.

Cela s'effectue grâce à un RdP spécifique que nous présentons à la Figure suivante pour le choix par exemple d'un départ de feu dans un des locaux parmi trois possibilités : Une dans le couloir L2 avec un local de type pièce de chaque côté, L1 et L3.

La transition Tr4, à délai nul, permet de tirer l'un des trois locaux. Les départs sont probabilisés en fonction de statistiques disponibles ; pour cet exemple, nous avons retenu 40% dans chaque bureau (local L1 et L3) et 20% dans le couloir (local L2). Les transitions Tr16, Tr17 et Tr18 de délai nul permettent de renseigner le message d'origine du feu à la valeur vrai. Par la suite, il sera possible d'intégrer à ce réseau le tir du jour de la semaine et de l'heure de départ du feu, ce qui influencera les conséquences de l'incendie.

Ces conditions doivent être connues à chaque pas de temps dans tous les locaux de façon à pouvoir évaluer les messages émis par les différents RdP et effectuer les transitions nécessaires.

Un réseau de Petri spécifique est réalisé pour gérer en boucle l'évolution du temps et l'évaluation des conditions.

Le réseau fonctionne de la façon suivante :

• Une première  transition initialise le calcul des conditions en fonction des paramètres de l'étude lus dans un fichier texte.

• Une seconde transition lit les messages des différents réseaux de Petri et affecte les valeurs rencontrées dans des variables des modèles physiques calculant pour chaque local :

  • la température de zone haute ;

  • la hauteur libre de fumée.

  Seules ces variables sont modifiées.

  Il est ainsi possible de prendre en compte les modifications des états des ouvertures, des états des équipements et des états des locaux, états qui modifient les conditions de calcul des deux paramètres physiques ci-dessus. Par exemple, savoir qu'une porte et ouverte ou fermée ou qu'une fenêtre est détériorée, sont des informations modifiant les volumes et les apports d'oxygène, ce qui influe évidemment sur les foyers et le dégagement de fumée ainsi que sur sa répartition dans les locaux.

• Une troisième transition permet d'incrémenter le temps de la valeur d'un pas et de revenir en boucle à la transition Tr31, qui réexamine les messages à chaque pas de temps. Le pas de temps que nous avons retenu est de 1 seconde.

Pour un départ de feu donné, le logiciel MOCA-RP est capable de générer de nombreuses simulations pour une durée de temps donnée en validant les transitions dans les réseaux de Pétri et en tirant les transitions selon les lois de probabilité indiquées.

Les résultats obtenus par la simulation dans Moca RP sont :

• Le nombre moyen de tirs de chaque transition ;

• Le temps moyen de séjour dans une place et l'écart type ;

• Le marquage moyen pour chaque place et écart type.

L'exploitation de ces résultats n'est pas aisée, car les informations des scénarios de développement du feu sont enregistrées dans des fichiers texte. En vue d'une analyse détaillée d'un ou plusieurs scénarios de développement du feu, ces fichiers doivent être transformés pour être mis sous une forme facilement exploitable et compréhensible par les utilisateurs.

Les résultats obtenus permettent alors non seulement de faire ressortir les probabilités d'occurrence des événements non souhaités, mais aussi d'autres informations temporelles sur le déroulement de l'incendie comme :

• le délai pour qu'un local soit enfumé,

• A quel instant un instant il sera détruit,

• A quel instant a lieu le premier décès, dans quel local.

Des graphiques sont disponibles concernant la répartition des fumées, notamment la hauteur libre dans les locaux, ou encore l'évolution du nombre de personnes dans les locaux.

L'analyse de ces résultats sur le déroulement des scénarios est très intéressante pour le concepteur, car elle lui permettra, tout d'abord, de vérifier que la modélisation représente bien le système réel, et ensuite, elle sera indispensable pour identifier les points sur lesquels les actions de réduction des risques doivent porter.