Incidents significatifs dans les tunnels routiers

L'AIPCR définit le terme "incident" de la manière suivante : Un incident est un "événement anormal et imprévu (y compris les accidents) qui affecte négativement l'exploitation et la sécurité d'un tunnel". 

Cette définition d'"incident" est assez large et comprend toutes sortes d'événements qui peuvent se produire dans un tunnel routier. Du point de vue de la sécurité, le rapport 2016R35 "Retour d’expérience en matière d’incidents significatifs dans les tunnels routiers"  recommande de se concentrer sur les incidents significatifs. Selon la définition de ce rapport, les incidents significatifs sont "des incidents qui nécessitent une attention particulière parce qu'ils sont, ou sont susceptibles de se transformer en événements ayant des conséquences graves pour la santé ou la vie des personnes, les biens, l'infrastructure ou l'environnement, ou qui sont utiles pour une évaluation plus approfondie des facteurs de risque fondamentaux sous-jacents". Les incidents significatifs comprennent notamment les collisions et les incendies, qui sont traités respectivement dans les pages Collisions  et Incendies  ; le rejet de marchandises dangereuses (traité dans la page « Risques liés au transport des matières dangereuses ») est un autre exemple typique d'incident significatif. Toutefois, la définition des incidents significatifs diffère d'un pays à l'autre ; dans certains pays, d'autres incidents comme les pannes de véhicules ou les incidents qui provoquent la fermeture d'un tunnel sont également considérés comme significatifs.

La notion d’incidents significatifs est illustrée dans la Figure 1.

Collisions

La sécurité routière est un facteur clé de la sécurité des tunnels routiers. En général, plupart des blessures et des décès décomptés annuellement dans les tunnels sont liés à des collisions qui pourraient également se produire à l’air libre. Toutefois, comme un tunnel est un espace clos, si une collision provoque un incendie ou le déversement de marchandises dangereuses, les conséquences pourraient être bien plus graves qu’à l’air libre. En effet, davantage de personnes que celles directement impliquées dans la collision pourraient alors être exposées par exemple à la chaleur, la fumée, une explosion ou des toxiques. En outre, le tunnel lui-même peut être un facteur causal d’une collision ou en aggraver les conséquences, par exemple en raison des changements de luminosité (effet "trou noir" à l'entrée du tunnel) ou parce que la paroi du tunnel est un "obstacle impitoyable" qui peut aggraver l'impact mécanique d'une collision ou empêcher la réussite d’une manœuvre d’évitement.

Pour résumer :

•    La prévention et l'atténuation des collisions dans les tunnels routiers (et à proximité) nécessitent une attention particulière par rapport à l’air libre;
•    Assurer la sécurité routière dans les tunnels et à proximité est très efficace pour assurer la sécurité générale de ces ouvrages (bien qu'il faille noter que beaucoup, sinon la plupart, des incendies dans les tunnels sont liés aux véhicules et non aux collisions ; c'est pourquoi des mesures supplémentaires pour assurer la sécurité des tunnels restent nécessaires, même dans l'hypothèse où les collisions seraient totalement exclues).

Par rapport à l’air libre, il existe plusieurs facteurs qui peuvent influencer positivement ou négativement la probabilité de survenance ou les conséquences d'une collision dans les tunnels (et à proximité) :

Positif :

•    Les conditions environnementales sont mieux contrôlées à l'intérieur des tunnels : absence de pluie, de neige, de glace, de vent, de brouillard, d'avalanches, de chutes de pierres, etc. (mais des changements soudains peuvent se produire aux portails des tunnels).
•    Les tunnels peuvent offrir un itinéraire plus court ou plus sûr que les itinéraires alternatifs (comme un col de montagne avec de nombreux virages et de fortes pentes). 
•    En général, il y a moins (ou pas du tout) de bretelles, d'échangeurs, de carrefours et d'intersections (en revanche, une attention particulière est nécessaire s'ils sont présents dans un tunnel ou à proximité).
•    Les piétons et les véhicules lents (comme les cyclomoteurs, les motocyclettes, les tracteurs agricoles ou d'autres équipements) sont généralement interdits dans les tunnels routiers (ou du moins séparés de la circulation automobile plus rapide).

Négatif :

•    Les conducteurs doivent percevoir, analyser et comprendre un environnement de conduite différent. 
•    En particulier pendant la journée, les conducteurs sont confrontés à des conditions de lumière changeantes lorsqu'ils entrent et sortent du tunnel. 
•    Les tunnels sont des structures fermées avec un espace confiné qui peut susciter de l'anxiété chez certain conducteurs et un comportement particulier des personnes en cas de collision (qu’elles soient directement ou indirectement impliquées).
•    Si la qualité de l'air n'est pas contrôlée et maintenue dans les limites autorisées, le comportement des conducteurs peut en être affecté. 
•    La proximité d'obstacles fixes (comme les portails de tunnel, les panneaux de signalisation, le plafond, les parois du tunnel) peut avoir des effets perturbateurs majeurs ; en outre, ces obstacles peuvent aggraver l'impact mécanique d'une collision. 
•    Les mesures de protection typiques des routes à l’air libre (par exemple, les barrières ou autres systèmes d'absorption d'énergie) ne sont pas présentes dans tous les tunnels. 
•    Les bandes d'arrêt d'urgence sont souvent absentes des tunnels routiers. 
•    Le caractère monotone des longs tunnels peut diminuer la vigilance du conducteur. 
•    L'état du tunnel peut entraîner une mauvaise appréciation des alignements horizontaux et verticaux, ainsi que de la distance de sécurité par rapport aux autres véhicules et aux obstacles ; en outre, les parois et le plafond du tunnel peuvent limiter la distance de visibilité des conducteurs en cas de courbes ou de pentes dans l'alignement.

Au total, le gestionnaire du tunnel doit considérer la sécurité du trafic dans un ouvrage en termes de risques et de mesures ; il doit analyser et évaluer les risques (sur la base de critères de sécurité routière et d’autres pour la sécurité générale du tunnel) et il doit envisager, choisir et mettre en œuvre des mesures pour contrôler ces risques. Pour les nouveaux tunnels à construire, cela doit déjà être pris en compte dans la phase de planification et de conception. Pour les tunnels existants, le gestionnaire du tunnel doit évaluer la mise en œuvre pratique des dispositions liées à la sécurité (retour d'expérience, apprentissage à partir d'incidents réels ou de quasi-incidents) et prendre des mesures pour améliorer la situation si nécessaire.

Bien sûr, toutes les causes, comme la conduite en état d'ivresse, l'utilisation de téléphones portables au volant ou l'état technique défectueux d'un véhicule, ne sont pas dans le cercle d'influence du gestionnaire du tunnel. Il en va de même pour les effets des collisions. Cependant, les causes et les effets liés aux tunnels peuvent être des cibles efficaces pour les mesures visant à réduire le risque lié aux collisions.

Le rapport 2016/R35 "Expérience des incidents importants dans les tunnels routiers" , notamment son chapitre 3, contient des informations qualitatives et quantitatives supplémentaires utiles pour l'évaluation des risques de collision dans les tunnels routiers. Au cours du cycle 2016-2019, le GT2 (Sécurité) du CT D.5 (Exploitation des tunnels routiers) a élaboré un rapport "Prévention et atténuation des collisions dans les tunnels" sur l'efficacité (en termes de coûts) des différentes mesures dont dispose le gestionnaire de tunnel pour contrôler les risques de collision.

Parmi les autres rapports utiles sur le sujet, on peut citer

•    Rapport 2016/R16 "Garages et protection contre les obstacles latéraux dans les tunnels, pratiques actuelles en Europe" ; 
•    Rapport 05.04.BEN "Sécurité routière dans les tunnels" (1995). 
 

Incendies

Parmi les dangers possibles à prendre en compte dans les tunnels routiers, les incendies de véhicules sont particulièrement préoccupants car ils ne sont pas très rares et leurs conséquences peuvent être beaucoup plus importantes dans un tunnel qu'à l'air libre si aucune mesure appropriée n'est prise. 

Le sujet des incendies en tunnel est souvent dominé par les événements extrêmes qui se sont produits dans le tunnel du Mont Blanc, le tunnel du Tauern et le tunnel du Gothard. Cependant, en réalité, la majorité des incendies de tunnel sont des événements relativement petits en comparaison. Ils peuvent néanmoins avoir le potentiel de se transformer en événements plus graves, en fonction de divers facteurs d'influence. Notamment, l'espace confiné d'un tunnel offre un environnement dans lequel des conditions intenables peuvent se développer rapidement en cas d'incendie. Des séries d'essais d'incendie réel ont été réalisées dans le cadre de divers programmes de recherche nationaux et internationaux afin de confirmer les hypothèses sur la taille et le comportement des incendies ; dans ces essais, l'accent a été mis une fois de plus sur les incendies de grande ampleur avec des taux de dégagement de chaleur élevés. 

Il exis

te quelques paramètres clés pour caractériser un incendie dans un tunnel : la vitesse de développement du feu et la taille de l'incendie sont d'une importance significative pour la sécurité du tunnel. Ces deux paramètres sont influencés par la nature de la charge d'incendie, les caractéristiques techniques des véhicules impliqués, les conditions de circulation de l'air dans le tunnel pendant le développement de l'incendie ainsi que la conception technique de la sécurité incendie de l’ouvrage. Le taux maximum de dégagement de chaleur d'un incendie dépend de la quantité et du type de matériau, de la charge d'incendie ainsi que des conditions limites de l'alimentation en oxygène, des caractéristiques du tunnel et de la réponse du système, etc. Les incendies dans les véhicules personnels se développent rarement avec des taux de dégagement de chaleur élevés, alors que les incendies complètement développés de cargaison des poids lourds et les feux de flaques de liquides inflammables peuvent potentiellement se développer avec taux de dégagement de chaleur très élevés. 

On peut distinguer deux types d'incendies dans les tunnels (déclenchés par une collision ou un défaut du véhicule) en fonction de leurs caractéristiques : les incendies résultant d'un défaut du véhicule commencent généralement dans le moteur, le système d'échappement, les roues ou les freins ; rarement dans la charge. Dans la plupart des cas, il s'agit d'incendies protégés par la carrosserie du véhicule qui se développent lentement dans la première phase, puis progressivement dans les phases ultérieures pour aboutir à un incendie complet. Ce type de dynamique de l'incendie favorise son extinction ou le ralentissement de son développement  soit par l'utilisation d'extincteurs manuels, de systèmes fixes de lutte contre l'incendie et/ou grâce à l’intervention des pompiers, avant qu'il ne puisse menacer la santé et la sécurité des personnes dans le tunnel. Les incendies après une collision sont souvent accélérés par le carburant (en quantité limitée) qui s'est échappé à la suite de la collision, d'où un développement généralement plus rapide. Les incendies de liquides inflammables, c'est-à-dire les incendies de flaques contenant de grandes quantités de liquides inflammables, sont extrêmement rares et nécessitent le rejet d'une grande quantité de liquide inflammable (à la suite d'une collision ou pour d'autres raisons).

Dans le chapitre 4 du rapport technique 2016 R35 " Expérience des incidents significatifs dans les tunnels routiers ", de  nouvelles informations sur les taux d'incendie ont été compilées, basées sur les statistiques d'incendie dans les tunnels de 12 pays. La collecte de données à des fins statistiques nécessite une définition claire des événements qui doivent être considérés comme des incendies. Dans le cadre de ce rapport, la définition du terme "incendie" selon la Direction norvégienne de la protection civile a été appliquée : un incendie est "un processus de combustion non désiré ou non contrôlé caractérisé par un dégagement de chaleur et accompagné de fumée, de flammes ou de rougeoiement".

Il semble qu'un "tunnel moyen" ait un taux d'incendie de l'ordre de 5 à 15 incendies par milliard de véhicules-kilomètres. Cependant, la dispersion des taux d'un tunnel à l'autre peut être très importante car un certain nombre de facteurs peuvent influencer les taux d'incendie enregistrés, par exemple : la conception du tunnel, l'emplacement du tunnel, la géométrie de la route, la surveillance, le niveau technique des véhicules, la régulation du trafic, les limitations de vitesse, la culture de conduite, etc. 

Obtenir des informations statistiques sur le type et la gravité des incendies est une question encore plus complexe. C'est pourquoi un avis d'expert est nécessaire, en plus des connaissances et des informations disponibles sur les incendies réels et les essais d'incendie. Sur la base des données de l'Autriche, de l'Italie et de la Corée du Sud, certaines indications sont présentées au chapitre 4.6 du rapport 2016 R35 " Expérience des incidents significatifs dans les tunnels routiers " .

La compréhension du comportement des fumées pendant un feu en tunnel est essentielle pour de nombreux aspects de la conception du tunnel et de son exploitation.. Cette compréhension influencera le type et le dimensionnement du système de ventilation à installer, son fonctionnement en cas d'urgence et les procédures d'intervention qui seront élaborées pour permettre aux exploitants et aux services d'urgence de gérer l'incident en toute sécurité. Une discussion détaillée sur le sujet peut être trouvée dans le rapport technique 05.05.B Contrôle des incendies et des fumées dans les tunnels routiers, Section I "Objectifs du contrôle des incendies et des fumées  et la section III "Comportement de la fumée" ainsi que dans le rapport technique 05.16.B "Systèmes et équipements de maîtrise des incendies et des fumées dans les tunnels routiers", section 1 "Principes de base de la progression de la fumée et de la chaleur au début d'un incendie" et section 2 "Concepts de sécurité pour les incendies dans les tunnels " qui, par exemple, analysent en détail l'influence de différents paramètres (trafic, taille de l'incendie, conditions de ventilation, géométrie tunnel) sur le développement d'un incident.

Quelques exemples choisis au hasard d'incendies réels dans des tunnels (y compris une brève description et analyse de l'événement) figurent à l'annexe 5 du  rapport technique 2016 R35 "Expérience des incidents significatifs dans les tunnels routiers".
 

 

Risques liés au transport des matières dangereuses

Les marchandises dangereuses ou les matières dangereuses sont des solides, des liquides ou des gaz qui peuvent nuire aux personnes, aux autres organismes vivants, aux biens ou à l'environnement, compte tenu de leurs propriétés chimiques ou physiques. Une substance ou une matière présentant un danger particulier doit être utilisée, manipulée ou transportée en tenant compte des caractéristiques de ce danger. Une substance ou une matière est considérée comme dangereuse lorsqu'elle

-    peut causer des dommages aux personnes qui la manipulent,
-    peut causer des dommages aux tiers et à leurs biens,
-    peut causer des dommages à l'environnement (atmosphère, sol, eau, plantes, animaux, chaîne alimentaire) ;
-    peut mettre en danger la sécurité des transports,
-    peut causer des dommages au véhicule avec lequel il est transporté.

Une marchandise dangereuse peut présenter plus d'un type de danger et donc plus de risques. Les différents types de danger qui peuvent survenir au cours du transport routier sont codés comme suit 

-    D - explosivité, 
-    Inflammabilité F, 
-    Combustion S-spontanée, 
-    SR-self réactif, 
-    Réactif à l'eau, 
-    O-oxydant, 
-    P-peroxyde organique, 
-    T-toxicité, 
-    I-infectieux, 
-    C-corrosivité. 

Le tableau suivant décrit les dangers présentés par les marchandises dangereuses en fonction de leur classe selon la classification ADR. 

Tableau 1 : Classes de dangers des marchandises dangereuses.

Numéro de la classe	Description de la classe	Description des risques
Classe 1	Substances ou objets explosifs	- peuvent provoquer une explosion non désirée et incontrôlée, - peuvent provoquer une expansion des gaz et générer une onde de choc, - peuvent causer des dommages matériels et physiques, - peuvent provoquer la projection de fragments à grande vitesse et sur de longues distances.
Classe 2	Gaz	- peuvent être inflammables, - peuvent être oxydants ou présenter un risque d'oxydation, - dans les pièces fermées et closes, ils peuvent provoquer une asphyxie sans être perçu, - ils peuvent être toxiques, - s'ils sont sous pression, ils peuvent provoquer une rupture (avec explosion possible du récipient), - s'ils sont réfrigérés (cryogéniques), ils peuvent mettre en danger les tissus humains, ou si la température du récipient augmente rapidement, la pression peut provoquer une explosion ; ces gaz peuvent également être inflammables.
Classe 3	Liquides inflammables	- cause possible d’un incendie.
Classe 4.1	Solides inflammables, substances auto réactives, substances polymérisantes et explosifs désensibilisés solides	- inflammabilité, - transmission du feu, - fumées, - blessures, - dommages.
Classe 4.2	Substances susceptibles de s'enflammer spontanément	Les dangers des substances de cette classe sont liés à leur possible inflammation automatique au contact de l'air et sans cause (étincelle ou flamme) ; au contact de l'oxygène, ils peuvent s'auto-enflammer
Classe 4.3	Substances qui, au contact de l'eau, dégagent des gaz inflammables	- création de gaz inflammables, - auto-inflammation - feu.
Classe 5.1	Substances oxydantes	- inflammation - le feu - la fumée.
Classe 5.2	Peroxydes organiques	- inflammation facile, - explosion facile, - incendie violent.
Classe 6.1	Substances toxiques	- dangers pour la santé humaine, - tuent lorsqu'elles pénètrent dans le corps par la bouche, la peau et le nez en quelques heures ou quelques jours selon la dose, - haute toxicité.
Classe 6.2	Substances infectieuses	Les substances sont dangereuses car elles contiennent des micro-organismes (bactéries, parasites, virus) qui peuvent provoquer des infections chez l'homme et les animaux ; elles peuvent également contenir des bactéries, des organismes parasitaires ou des virus sans antidote en cas d'infection.
Classe 7	Matières radioactives	Dangers résultant du transport de substances radioactives contaminées A l’air libre, elles peuvent : - causer des dommages environnementaux, - contaminer la peau, - susciter d'autres dangers pour la faune et la flore qui peuvent survenir même après une longue période de temps. Les radiations peuvent affecter les humains de façon externe ou interne : - externe, lorsque la source est à l'extérieur du corps, - interne, lorsque l’intérieur du corps est exposé à des matières radioactives par inhalation, absorption de poussières, lésions de la peau ou des yeux et ingestion.
Classe 8	Substances corrosives	- dommages causés à la peau, aux yeux, aux muqueuses et la nécrose des tissus, - corrosion ou combustion d'autres matériaux.
Classe 9	Substances et articles dangereux divers	- risque pour la santé s'ils pénètrent dans le système respiratoire (amiante par exemple) - source de gaz toxiques en cas d'incendie

Aspects relatifs à la sûreté

Dans le contexte des infrastructures routières, en particulier des tunnels, la sûreté est comprise comme la préparation, la prévention et la préservation d'une infrastructure routière contre les risques exceptionnels d'origine humaine. Cette définition de la sûreté est complémentaire de celle de la sécurité, qui est définie comme la protection des infrastructures routières contre des événements involontaires tels que les accidents et qui est couverte par des normes pertinentes. Ainsi, la distinction essentielle entre la sécurité et la sûreté est la suivante :

•    La sécurité traite des événements couverts par les normes pertinentes, tandis que la sûreté se concentre sur les risques exceptionnels d'origine humaine (événements de faible fréquence et à fortes conséquences) ;
•    La sécurité concerne les risques non intentionnels (d'origine humaine et naturelle), tandis que la sûreté se concentre uniquement sur les événements intentionnels (d'origine humaine). Le terme anglais « Security » n’a pas de traduction directe en français dans le domaine des infrastructures routières. Le terme « security » se comprend généralement, de prime abord, comme faisant référence au traitement des évènements du registre de la sûreté. Mais dans son sens strict, il inclue aussi le traitement des événements du registre de la sécurité. Il est donc une combinaison des notions de sécurité et de sûreté française même si son emploi pratique concerne principalement les événements du registre de la sûreté. 

Les risques liés à la sûreté qui peuvent affecter l'infrastructure, l'exploitation et les usagers des tunnels routiers sont par exemple le terrorisme, la cybercriminalité, le vol ou les canulars. 

Afin d'analyser le niveau de sûreté d'une infrastructure et de décider de la mise en œuvre de mesures de protection, une évaluation de la sûreté doit être effectuée. L'évaluation de la sûreté consiste en une analyse des dangers et des scénarios, en une détermination de la vulnérabilité de la ressource et de ses composants importants (au niveau de l'objet) et enfin en la prise en compte de la criticité du tunnel (niveau du réseau), c'est-à-dire de son importance pour le réseau routier, ainsi qu'en l'examen des interdépendances avec d'autres infrastructures de transport et d'autres secteurs. Afin de classer par ordre de priorité les tunnels devant être renforcés par des mesures de protection, la criticité de la ressource est le critère clé. Il est recommandé de classer les éléments d'infrastructure en fonction de leur criticité avant de décider de l'allocation budgétaire pour les mesures de protection.

En ce qui concerne les mesures de protection qui pourraient être mises en œuvre afin de renforcer la sûreté, il y a généralement un chevauchement important avec les mesures de sécurité (les frontières entre la sécurité et la sûreté ne sont souvent pas claires). Ce chevauchement peut être utilisé pour renforcer à la fois la sûreté et la sécurité et pourrait aider à obtenir le financement nécessaire pour les mesures de protection. Il en va de même pour les mesures déjà mises en œuvre dans les tunnels routiers existants : de nombreuses installations de sécurité structurelles et opérationnelles existantes pourraient être utilisées pour prévenir ou atténuer les événements liés à la sécurité et à la sûreté (par exemple, les caméras (CCTV) ou les systèmes de détection des incidents (IDS)). En général, il est recommandé d'inclure les principes de sûreté dès les phases de conception et d'avant-projet d'un nouveau tunnel ("Sûreté par la conception"). La mise à niveau d'une infrastructure existante par des mesures de sûreté est souvent beaucoup plus coûteuse. Lorsque l'on envisage des mesures de protection pour des structures existantes, il convient de mettre en œuvre des solutions de sûreté à faible budget en particulier ou des mesures présentant des synergies avec la sécurité. En outre, les mesures dites "soft" doivent être prises en compte (par exemple, les mesures organisationnelles, la formation du personnel, etc.)

Pour des informations plus détaillées, voir le rapport technique 2015 R01 "Sûreté des infrastructures routières". Le rapport contient également des références et des liens utiles vers la littérature internationale existante ainsi que des procédures et des outils pour l'évaluation de la sûreté. Quelques exemples utiles de mesures de protection sont également mentionnés dans ce rapport. D'autres résultats de l'AIPCR liés à la sûreté qui pourraient être pertinents sont par exemple

1.    La Sûreté et la sécurité des tunnels routiers et des autres infrastructures essentielles (R/R 350), 
2.    Risks associated with natural disasters, climate change, man-made disasters and security threats (2013R12EN), 
3.    La mise en place d'un programme de gestion de la continuité des activités au ministère des Transports du Canada-Québec (R/R 370).