Dans le cadre d'une approche intégrée pour la planification d'un système de tunnel (suffisamment) sûr, la conception et l'exploitation d'un tunnel doivent respecter des exigences minimales de sécurité. En outre, des mesures de sécurité alternatives ou supplémentaires peuvent être requises pour diverses raisons, comme par exemple
• pour contrebalancer l'influence de facteurs spécifiques augmentant le risque, comme la congestion fréquente dans un tunnel urbain ou une forte pente dépassant une valeur de référence définie
• pour compenser les insuffisances dans la construction ou l'équipement d'un tunnel existant, par exemple dans le cadre d'un processus de modernisation
La décision de savoir si des mesures de sécurité supplémentaires sont nécessaires ou non peut être fondée sur une approche normative ou sur une approche fondée sur les risques
En général, les mesures de sécurité peuvent être regroupées en 4 catégories, selon leur mode d'action et leurs principaux effets sur le risque :
• Mesures visant à prévenir la survenance d'incidents importants - et donc à en réduire la fréquence
• Mesures visant à atténuer les conséquences des incidents importants
• Mesures de soutien à l’auto-évacuation
• Mesures de soutien aux interventions d'urgence .
Les mesures peuvent concerner la structure ou les équipements du tunnel, ainsi que les procédures d'exploitation du tunnel ou les interventions d'urgence . Si le transport de marchandises dangereuses est autorisé dans un tunnel, des mesures spécifiques peuvent être requises. Toute mesure de sécurité supplémentaire doit être intégrée de la meilleure façon possible dans le système de sécurité complexe existant d'un tunnel, en tenant compte de tous les effets pertinents d'interaction.
La prévention est une approche clé afin de minimiser le risque de collisions et d'autres incidents importants dans un tunnel et donc cruciale pour le développement d'un système de tunnel sûr. Les mesures préventives sont celles qui anticipent un scénario dangereux afin de réduire la probabilité d'apparition de situations pouvant avoir un impact négatif sur la sécurité des usagers du tunnel.
Les mesures préventives sont élaborées à l'aide d'activités et de pratiques visant à anticiper, éviter et éliminer les causes possibles d'un événement dangereux.
Les mesures de sécurité en général sont basées sur une prise en compte systématique de tous les aspects du système de tunnel, c'est-à-dire l'infrastructure, l'exploitation, les usagers et les véhicules. Chaque tunnel pose des problèmes de sécurité qui lui sont propres, en fonction de son emplacement, de son tracé, de sa longueur et de sa section transversale, ainsi que des volumes et des schémas de circulation ; les mesures de sécurité doivent donc s'adapter au système de tunnels.
Dans l'environnement confiné spécifique du tunnel, l'incendie et le rejet de substances dangereuses sont les incidents les plus critiques qui sont considérés par rapport aux conséquences catastrophiques qu'ils peuvent engendrer. Pour cette raison, de nombreux objectifs de sécurité sont étroitement liés à ces phénomènes.
Un incendie dans un tunnel peut être la conséquence d'une collision, ou peut être déclenché par différentes autres causes telles que la surchauffe du moteur dans les embouteillages ou sur de longues portions de montée, la surchauffe du système de freinage des véhicules lourds sur de longues portions de descente, ou un court-circuit des circuits électriques.
Si l'entretien des véhicules ne relève pas de la responsabilité d'un exploitant de tunnel (ce qui est typique), plusieurs mesures techniques peuvent être mises en œuvre pour éviter les collisions dans un tunnel.
Tout d'abord, une conception sûre des routes est fondamentale pour minimiser les risques de collision, mais elle ne peut bien sûr pas être mise en œuvre comme mesure préventive supplémentaire dans les tunnels existants. Dans tous les cas, il est fondamental de créer (et de maintenir) un environnement permettant aux conducteurs d'évaluer la situation de la circulation et le tracé de la route et d'anticiper les actions nécessaires qu'ils doivent prendre dans le cadre de leur tâche de conduite pour minimiser le risque de collision.
Dans les tunnels en général, l’implantation d’un éclairage et d’une signalisation routière appropriés sont essentiels. La qualité de l'éclairage des tunnels assure une meilleure visibilité, une densité d'éclairage plus élevée, un effet calmant et, dans les longs tunnels, il peut être utilisé pour rompre la monotonie et maintenir l'attention de l'utilisateur. Un système d'éclairage de bonne qualité devrait réduire ou éviter, en outre, l'effet dit de "trou noir" lorsque le conducteur entrant dans un tunnel doit adapter ses yeux à des circonstances lumineuses changeantes, qui peuvent limiter la distance de vision ou inciter les conducteurs à ralentir. De plus, les aides optiques de guidage sur la voie, telles que les réflecteurs ou les feux de balisage à LED sur la paroi du tunnel, peuvent aider les utilisateurs à percevoir correctement le profil de la route. Le système de ventilation joue également un rôle important pour assurer la qualité de l'air et donc une bonne visibilité à l'intérieur du tunnel.
Les panneaux à message variable (activés par détection) sont également importants pour informer et alerter les usagers sur les situations dangereuses (comme par exemple: la présence d'un objet sur la route, la présence de véhicule arrêtés, des voies fermées, des conditions environnementales difficiles aux entrées du tunnel), pour réduire leur vitesse, pour augmenter leur niveau d'attention et éviter les comportements à risque ou pour fermer le tunnel afin d'éviter la congestion. De ce point de vue, tous les systèmes de surveillance (capteurs, vidéosurveillance, etc.) peuvent contribuer à minimiser l'apparition de situations critiques.
La mise en œuvre de Signaux d'Affectation de Voies (SAV) est essentielle pour le contrôle et la fermeture des voies. Les SAV permettent de diriger les véhicules à l’écart des voies fermées en aval. Les différences de vitesse entre les véhicules sont une autre cause fréquente de collisions. C'est pourquoi une interdiction de dépassement pour les poids lourds ou la mise en œuvre de limitations de vitesse et de contrôles de vitesse peuvent être des mesures efficaces, surtout lorsque la distance de visibilité est limitée. En outre, pour prévenir les collisions par l'arrière - un type de collision assez fréquent - il pourrait être utile de contrôler et de faire respecter une distance adéquate entre les véhicules roulant dans la même direction.
Une mesure préventive efficace est constituée par la maintenance préventive, surtout pour les systèmes liés à la sécurité qui ne sont pas redondés. Cela comprend des inspections, des tests et un nettoyage réguliers des parois du tunnel afin de maintenir des conditions de sécurité adéquates pendant toute la durée de vie du tunnel.
De plus amples informations sur les mesures de prévention des collisions dans les tunnels sont fournies dans le rapport technique 2019R03EN "Prévention et atténuation des collisions dans les tunnels".
En ce qui concerne la fonctionnalité des mesures de sécurité, une distinction claire peut être faite entre les mesures préventives , c'est-à-dire les mesures de sécurité visant à réduire les situations critiques, et les mesures d'atténuation (de protection), visant à réduire les conséquences en cas d'incident évolutif.
Les mesures d'atténuation sont liées à la réduction de l'impact mécanique (par exemple, les barrières de sécurité conçues pour absorber l'énergie afin de minimiser le degré d'impact sur un véhicule et ses occupants), à l'évitement des collisions secondaires (par exemple, en fermant une ou plusieurs voies ou le tunnel) ou à la réduction et au contrôle des conséquences en cas d'incendie dans un tunnel.
La question de la sécurité incendie dans les tunnels routiers a acquis une grande visibilité dans le passé à la suite d'une série d'incendies dramatiques qui ont fait des victimes, causé des dommages structurels majeurs et entraîné de longues perturbations du système de transport, avec un impact important sur les économies régionales. Dans un contexte où les tunnels vieillissants doivent faire face à l'évolution de la composition et du volume du trafic, et où de nouveaux tunnels de plus en plus longs sont construits dans des environnements urbains ou géologiques de plus en plus difficiles, il est primordial d'atténuer efficacement les risques d'incendie et leurs conséquences de grande
Dès lors qu’un incident s’est produit, des mesures de protection efficaces doivent être mises en œuvre afin que les usagers concernés puissent se mettre en sécurité et, en même temps, que tous ceux qui ne sont pas directement impliqués puissent réagir immédiatement afin d’éviter des blessures et des dommages supplémentaires.
Les dispositifs de détection permettent de signaler rapidement un incident de circulation ou des conditions anormales dans le tunnel, ce qui peut entraîner l’arrêt de la circulation. Les dispositifs de vérification et/ou les méthodes de gestion du trafic permettent aux exploitants de tunnels de confirmer rapidement un incident et de mettre en œuvre des scénarios d'intervention pour fermer systématiquement les voies ou réorienter la circulation afin d'éviter des collisions secondaires, et en cas d'incendie, de mettre en œuvre une évacuation sûre et efficace des usagers par des moyens d'information et de communication. En outre, les dispositifs automatiques de lutte contre l'incendie, tels que les systèmes fixes de lutte contre l'incendie, peuvent réduire considérablement les conséquences d'un incendie dans un tunnel en contrôlant le développement du feu jusqu'à l'intervention des équipes de secours.
Un certain nombre de facteurs distinguent un incendie dans un tunnel d'un incendie dans un bâtiment conventionnel. Les conditions d'évacuation des personnes peuvent être difficiles dans un tunnel. Des distances de plusieurs centaines de mètres peuvent être parcourues, de ce fait le temps d'évacuation peut être long. Les incendies peuvent présenter un potentiel calorifique important et être à croissance rapide. La production de fumée peut être intense et les fumées peuvent rapidement toute la section du tunnel. Les incendies dans les tunnels peuvent également provoquer des températures extrêmement élevées, ce qui peut non seulement entraîner l'effritement de la structure, voire son effondrement, mais aussi rendre les efforts de lutte contre l'incendie plus dangereux et plus longs.
La prévention des incendies est bien sûr la première priorité, mais il est essentiel d'intégrer également des systèmes appropriés de détection des incendies et d'intervention qui ralentiront la dégradation des structures, assureront l'évacuation en toute sécurité des personnes, empêcheront la propagation des incendies et faciliteront les efforts de lutte contre les incendies.
Dans un tunnel, la détection d'un incident quelques secondes plus tôt peut sauver des vies et réduire considérablement les dommages et les pertes d'infrastructure. L'identification précoce d'un incendie en cours de développement (par de la détection automatique d’incident (DAI), par des systèmes de détection de fumée ou de chaleur linéaire, etc. ) est un facteur de succès important pour en atténuer les conséquences. En effet, les fermetures à long terme de tunnels endommagés à la suite d'un incendie ont, par le passé, entraîné des conséquences économiques à long terme et un impact considérable sur d'autres parties du réseau de transport. La mise en œuvre de mesures appropriées d'atténuation des incendies peut donc être vitale, même d'un point de vue purement économique.
Outre la conception géométrique d'un tunnel (longueur, section, espacement des issues de secours, etc.), il a été démontré que les mesures les plus importantes pour atténuer les effets des incendies comprennent une surveillance permanente par un centre de contrôle, la mise en œuvre de systèmes de ventilation et de surveillance et des équipements permettant de fermer le tunnel. Les équipements doivent également respecter des exigences de résistance au feu. Enfin, les stratégies de ventilation sont fondamentales, elles doivent être correctement définies afin de pouvoir gérer le contrôle des fumées dans les différentes situations possibles.
Informer immédiatement le centre de contrôle lors de la première phase de développement du feu, mettre en œuvre les actions et les instructions appropriées peuvent permettre d'éviter des situations plus graves. Une rapide remontée d’information au centre de contrôle permet d'accélérer le processus d'évacuation au regard des informations délivrées aux usagers et de déclencher rapidement l'intervention des services d'urgence.
Le rapport technique 2019R03EN "Prévention et atténuation des collisions dans les tunnels" fournit de plus amples informations sur les mesures d'atténuation des collisions dans les tunnels.
L'auto-évacuation décrit la capacité des personnes impliquées dans un incident dans un tunnel à s'éloigner d'une source de danger par leur propre initiative et avoir un comportement approprié. Le retour d’expérience des incendies en tunnel montre que la fumée est le principal danger pour les usagers. La possibilité d'atteindre rapidement une zone sûre, qui n'est pas affectée par la fumée, est essentielle pour atténuer les conséquences de l'incident. C'est pourquoi le principe d'auto-évacuation est un pilier essentiel de la sécurité dans les tunnels en cas d'incendie.
Un incendie dans un bâtiment moderne donne normalement à ceux qui s'y trouvent une possibilité raisonnable de s'échapper vers une zone sûre située à proximité de la zone touchée par l'incendie. Dans un tunnel, les personnes doivent s'échapper de l'endroit où ils se trouvent vers l’une des têtes pour sortir du tunnel. Pour les longs tunnels routiers monotubes sans sortie de secours vers une voie d'évacuation indépendante, une zone de sécurité peut se trouver à plusieurs kilomètres, situation qui ne facilite pas le principe d’auto-évacuation. C'est pourquoi les directives modernes relatives aux tunnels comprennent des prescriptions concernant la distance maximale admissible des issues de secours menant à une zone de sécurité, qui peut être un tunnel d'évacuation, un puits d'évacuation, une sortie à l'air libre ou un second tube de tunnel parallèle. Par exemple, la directive européenne sur les exigences minimales de sécurité de l'annexe I définit une distance maximale admissible de 500 m et les directives nationales définissent souvent des exigences plus strictes.
Les incidents graves qui remettent en cause le principe d'auto-évacuation sont les incendies de véhicules à développement rapide impliquant des véhicules à forte charge d'incendie (principalement des poids lourds avec des charges combustibles) qui sont capables de produire beaucoup de fumée en peu de temps. Cependant, un incendie dans un petit véhicule peut également se transformer en un incendie plus important, par exemple en impliquant plusieurs véhicules.
Dans tous les cas, il est important d'évacuer rapidement. Par conséquent, en plus de fournir un cheminement d’évacuation vers un lieu sûr, des mesures sont nécessaires pour s'assurer que les gens réagissent rapidement et évacuent rapidement par les sorties de secours.
Un examen plus approfondi du processus d'auto-évacuation révèle que le comportement d'évacuation des personnes peut être divisé en plusieurs phases. Au début se trouve la phase de pré évacuation, qui comprend tous les événements précédant le début de l'évacuation et se termine par la décision d’évacuer. Dans la phase suivante, on peut faire la distinction entre une phase de pré-mouvement et une phase de mouvement. Pendant la phase de pré-mouvement, l'utilisateur du tunnel recherche des informations et sélectionne un itinéraire d'évacuation. La phase de mouvement correspond au comportement de l’usager lors de son déplacement jusqu’à ce qu’il atteigne sa cible
Il est donc important de soutenir cette procédure en fournissant des informations pertinentes et en donnant des instructions claires aux personnes - visuellement ou acoustiquement.
En outre, l'auto-évacuation peut être influencée par les paramètres du tunnel et les conditions de circulation. Par exemple, il existe un lien étroit entre l'auto-évacuation et les stratégies de gestion des fumées.
Dans les tunnels à deux tubes fonctionnant avec une circulation unidirectionnelle et une ventilation longitudinale, la ventilation favorise généralement une propagation de la fumée dans le sens de la circulation (le sens initial de la propagation de la fumée due au flux d'air induit par la circulation). La fumée affecte progressivement la partie vide du tube en aval de l'incident. Les personnes coincées dans la circulation derrière l'incident peuvent évacuer vers l'autre tube et ne sont normalement pas affectées par la fumée. Le deuxième tube est normalement fermé à la circulation et peut être considéré comme une zone sûre vers laquelle évacuer. Il existe alors un passage d'évacuation sûr entre les deux tubes. Dans les tunnels unidirectionnels avec un encombrement régulier ou dans les tunnels bidirectionnels, la situation est plus complexe, car les véhicules sont susceptibles d'être bloqués des deux côtés du site de l'incendie ; par conséquent, l'interaction entre l’auto-évacuation et la stratégie de ventilation d'urgence devient plus compliquée. Toutefois, les outils modernes d'évaluation des risques permettent d'étudier ce processus en détail pour des situations particulières, fournissant ainsi des informations précieuses pour optimiser l'interaction entre le comportement humain, les procédures et les équipements techniques.
De plus, un itinéraire d'évacuation abrupt peut également affecter la capacité d'auto-évacuation ainsi que le comportement de propagation de la fumée - c'est pourquoi les tunnels à forte pente nécessitent une attention particulière.
La formation du grand public est importante pour fournir aux usagers des tunnels routiers les connaissances et les compétences nécessaires aux initiatives d'auto-évacuation. Les campagnes et la publicité fournies par les exploitants de tunnels routiers ou les autorités peuvent aider à faire comprendre aux usagers des tunnels routiers le bon comportement à adopter en cas d'urgence. Dans le contexte de l'auto-évacuations, il faut tenir compte des questions particulières concernant les personnes à mobilité réduite - voir le rapport technique 2008R17 "Facteurs humains et sécurité des tunnels routiers en ce qui concerne les usagers".
Nombre de ces sujets sont également abordés dans la section I "Objectifs de la lutte contre l'incendie et la fumée" du rapport 05.05.B , qui comprend une discussion détaillée sur les critères de tenabilité dans les situations d'incendie.
Les mesures d'intervention d'urgence sont un groupe de mesures couvrant la réaction de l'exploitant du tunnel et des services d'urgence et autres organisations à un incident important dans le tunnel nécessitant une intervention au-delà des procédures d'exploitation normales. Comme il existe un large éventail d'incidents différents, les types de mesures requises en réaction sont divers. Par exemple, une simple panne d'un véhicule dans une voie de circulation nécessiterait la fermeture de cette voie (ou de tout le tube du tunnel). Cet exemple montre la complexité du thème "Mesures de sécurité", car cette mesure de réaction à l'incident de "panne" serait également considérée comme une mesure préventive contre les collisions.
Les mesures d'intervention d'urgence sont généralement complexes car elles interagissent avec les procédures de sécurité et les équipements de sécurité du tunnel ainsi qu'avec le comportement humain impliquant les usagers du tunnel, les exploitants du tunnel et les organisations d'urgence. Parmi les dangers possibles à prendre en compte dans les tunnels routiers, les incendies de véhicules sont particulièrement préoccupants car ils peuvent se produire assez souvent, et les conséquences peuvent être plus graves dans un espace confiné. C'est pourquoi il est fondamental que chaque tunnel rende possible les opérations de secours et de lutte contre l'incendie, même si les conditions peuvent être très différentes d'un cas à l'autre.
Alors que les exploitants connaissent assez bien leurs tunnels, les pompiers doivent effectuer un travail tactiquement exigeant dans une situation plus ou moins inconnue, en comparaison aux défis quotidiens de l'industrie et du bâtiment. Afin d’avoir des résultats positifs, il est primordial que les pompiers aient une formation de base aux méthodes tactiques de collecte d'informations, de recherche et de secours et de lutte contre les incendies dans les tunnels.
Le commandement des opérations de secours a besoin de connaissances sur les tunnels et la problématique des incendies en tunnel. Les caractéristiques spécifiques d'un tunnel doivent être connues ainsi les dispositions tactiques et spécifiques d’intervention. Le commandement des opérations doit prendre les bonnes décisions dans une situation très exigeante, en termes d'accès aux informations, de coopération efficace avec l'exploitant du tunnel et d'interaction dans un environnement complexe d'infrastructures et de systèmes techniques de sécurité. Afin de relever ces défis, il est important d'établir des liens de travail étroits entre les exploitants de tunnels et les organisations locales de lutte contre l'incendie afin de partager les connaissances sur les tunnels spécifiques dont ils ont la charge et de tenir les pompiers informés de tous les aspects pertinents pour la sécurité, tels que les changements d'équipement, les procédures opérationnelles, les conditions de circulation, etc.
Exercice de sécurité dans un tunnel avec les pompiers
Une partie du matériel inclus dans ces rapports concerne les caractéristiques spécifiques des tunnels et est traitée dans les chapitres correspondants de ce manuel, par exemple :
• la détection des incidents au chapitre Surveillance / Détection des incidents
• stratégies pour la ventilation d'urgence à la page Stratégies de ventilation et rapport 2011R02 ,
• les systèmes techniques d'atténuation des risques d'incendie au chapitre Atténuation des risques d'incendie
• mesures spécifiques pour les services d'urgence au chapitre Intervention des services d'urgence
Certains tunnels constituent une partie cruciale de l'infrastructure de circulation dans une région ou une ville. Si leur disponibilité est réduite, cela peut avoir un impact majeur sur la mobilité de toute une région. Pour ces tunnels, il est important d'évaluer les conséquences des incidents majeurs - accidentels ou intentionnels - sur la structure et les équipements du tunnel ainsi que le risque de fermeture à long terme du tunnel qui en résulte et d'envisager des mesures de lutte qui peuvent minimiser le temps de fermeture après un incendie dans le tunnel. Les capacités d'intervention d'urgence sont souvent un élément crucial de la protection de l'infrastructure, mais d'autres mesures de protection active et passive doivent également être envisagées.
Un projet de recherche conjoint OCDE/ACIPR (ERS2 project : 1997-2001) a conduit à une enquête sur les mesures qui pourraient réduire la probabilité et/ou les conséquences d'un incident impliquant des marchandises dangereuses dans un tunnel où elles sont autorisées.
Des mesures ont été identifiées et, dans un deuxième temps, on a tenté d'évaluer le rapport coût-efficacité de ces mesures eu égard aux risques liés aux marchandises dangereuses. L'accent a été mis sur l'efficacité des mesures car les coûts sont spécifiques à un projet de tunnel particulier et ne peuvent être évalués à un niveau général.
Certaines des mesures possibles de réduction des risques sont directement prises en compte dans le modèle d’évaluation quantitative des risques liés aux marchandises dangereuses (MD EQR) développée dans le cadre du projet. L'efficacité de chacune de ces mesures, ou de chaque combinaison de mesures, peut être évaluée en exécutant le modèle avec et sans la (les) mesure(s) et en comparant les résultats. Un grand nombre de tests ont été effectués, ce qui a montré qu'aucune conclusion générale ne pouvait être tirée concernant l'efficacité des mesures, car celle-ci dépend fortement du tunnel particulier étudié. Une évaluation de l'efficacité devrait donc être faite au cas par cas.
L'efficacité des autres mesures (qui ne sont pas directement incluses dans le modèle MD EQR) était beaucoup plus difficile à évaluer et des méthodes ont été proposées pour prendre en compte un certain nombre d'entre elles. De plus amples informations sont disponibles dans le chapitre VII du rapport relatif au projet susmentionné de l'OCDE (Mesures de réduction des risques).
Les procédures de sécurité visent à expliquer comment le personnel opérationnel doit appliquer les mesures de sécurité.
Un premier niveau général doit :
• Identifier les mesures à appliquer en permanence (par exemple la surveillance du tunnel) et les mesures à appliquer dans certaines circonstances, par exemple en cas d'incident (il s'agit généralement de mesures d'atténuation , ou de mesures visant à accompagner les actions d'auto-évaluation ou d'intervention d'urgence ). L'incident peut être lié à la circulation (panne, collision ou incendie par exemple) ou impliquer le personnel ou des équipements du tunnel.
• Identifier et décrire les circonstances pertinentes dans lesquelles une mesure donnée devrait être appliquée
• Pour chaque circonstance
o Énumérer, hiérarchiser et ordonner les mesures qui doivent être appliquées
o Indiquer les principaux objectifs de chaque mesure
o Identifier les personnes responsables de l'application de chaque mesure
o S'il y a plus d'une personne impliquée dans le processus de décision menant à l'application de la mesure :
Identifier le processus de décision
Identifier les personnes concernées
Un niveau plus précis doit expliquer plus en détail comment chaque mesure doit être appliquée :
• Description des sous-tâches à accomplir pour appliquer la mesure, y compris les équipements à utiliser
• Identifier le personnel ou les acteurs concernés et/ou affectés par l'application de la mesure
Ces procédures de sécurité doivent être concises et claires, afin que les personnes chargées d'appliquer une mesure de sécurité n'aient aucun doute sur les actions requises et puissent agir efficacement.