ISO 16730-1:2015
(Main)Fire safety engineering - Procedures and requirements for verification and validation of calculation methods - Part 1: General
Fire safety engineering - Procedures and requirements for verification and validation of calculation methods - Part 1: General
ISO 16730-1:2015 establishes a framework for the verification and validation of all types of calculation methods used as tools for fire safety engineering by specifying specific procedures and requirements for the purpose. It does not address specific fire models, but it is applicable to analytical models, algebraic correlations and complex numerical models, which are addressed as calculation methods in the context of this International Standard. This International Standard includes - a process to determine that the relevant equations and calculation methods are implemented correctly (verification) and that the calculation method being considered is an accurate representation of the real world (validation), - requirements for documentation to demonstrate the adequacy of the scientific and technical basis of a calculation method, - requirements for data against which a calculation method's predicted results are checked, and - guidance on use of this International Standard by developers and/or users of calculation methods, and by those assessing the results obtained by using calculation methods.
Ingénierie de la sécurité incendie — Procédures et exigences pour la vérification et la validation des méthodes de calcul — Partie 1: Généralités
L'ISO 16730-1:2015 établit un cadre pour la vérification et la validation de tous types de méthodes de calcul utilisées comme outils dans l'ingénierie de la sécurité incendie, en spécifiant à cette fin, des procédures et des exigences. Elle ne concerne pas des modèles de feu spécifiques, mais est applicable aux modèles analytiques, aux corrélations algébriques et aux modèles numériques complexes, qui sont abordés sous forme de méthodes de calcul dans le contexte de la présente Norme internationale. La présente Norme internationale comprend ? un processus pour déterminer si les équations et les méthodes de calcul pertinentes sont implémentées correctement (vérification) et la méthode de calcul envisagée représente la situation réelle avec exactitude (validation), ? des exigences pour que la documentation démontre l'adéquation du fondement scientifique et technique d'une méthode de calcul, ? des exigences relatives aux données par rapport auxquelles les résultats prédits d'une méthode de calcul sont vérifiés, et ? des conseils sur l'utilisation de la présente Norme internationale par des développeurs et/ou des utilisateurs de méthodes de calcul, et par les personnes qui évaluent les résultats obtenus à l'aide de méthodes de calcul.
General Information
- Status
- Published
- Publication Date
- 19-Jul-2015
- Technical Committee
- ISO/TC 92/SC 4 - Fire safety engineering
- Drafting Committee
- ISO/TC 92/SC 4/WG 7 - Verification and validation of calculation methods
- Current Stage
- 9093 - International Standard confirmed
- Start Date
- 18-Jun-2021
- Completion Date
- 13-Dec-2025
Relations
- Effective Date
- 19-May-2012
Overview
ISO 16730-1:2015 - Fire safety engineering - Procedures and requirements for verification and validation of calculation methods - Part 1: General provides a structured framework for verification and validation (V&V) of calculation methods used in fire safety engineering. It applies to analytical models, algebraic correlations and complex numerical models (collectively called calculation methods), and defines requirements for demonstrating mathematical correctness (verification) and real‑world predictive accuracy (validation). The standard emphasizes documentation, quality assurance and appropriate reference data without prescribing specific fire models.
Key topics and requirements
- Verification processes
- Code checking, temporal and spatial discretization checks, iterative convergence and consistency tests, and review of numerical treatments.
- Validation procedures
- Open and blind validation approaches, comparison of model predictions with experimental/field data, and standardized reporting of validation results.
- Documentation requirements
- Technical documentation (method descriptions, V&V evidence, worked examples) and user manuals (installation, input/output description, sample problems, error handling).
- Reference data quality
- Requirements for selecting and documenting validation datasets and experimental data used to assess predictive capability.
- Sensitivity analysis and uncertainty
- Guidance on sensitivity studies to identify influential parameters and informative annex material on uncertainty treatment.
- Quality assurance
- Processes for software development, audits, and maintaining traceability of model development and testing.
- Special considerations
- Guidance for probabilistic models and methods for assessment included in informative annexes.
Practical applications
- Verifying and validating CFD, zone and lumped-parameter fire models, empirical correlations and bespoke analytic solutions.
- Establishing credibility of calculation tools used for performance‑based fire safety design and risk assessments.
- Supporting regulatory acceptance and approval of modelling results submitted to authorities.
- Structuring model development and software quality assurance for vendors and research groups.
- Designing validation test plans and selecting appropriate experimental reference data for model benchmarking.
Who should use it
- Fire safety engineers and model developers
- Software vendors and QA teams for fire modelling tools
- Regulators, approving bodies and code developers reviewing model-based submissions
- Academics and educators teaching model validation and fire‑safety analysis methods
Related standards
ISO 16730-1 links to the broader fire safety engineering framework (e.g., ISO 23932) and complements standards on model-specific methods and data. Consult ISO 23932 and other parts of the ISO 16730 series for extended guidance on application within performance-based fire safety design.
Keywords: ISO 16730-1:2015, fire safety engineering, verification and validation, calculation methods, model validation, quality assurance, sensitivity analysis.
ISO 16730-1:2015 - Fire safety engineering -- Procedures and requirements for verification and validation of calculation methods
ISO 16730-1:2015 - Ingénierie de la sécurité incendie -- Procédures et exigences pour la vérification et la validation des méthodes de calcul
Frequently Asked Questions
ISO 16730-1:2015 is a standard published by the International Organization for Standardization (ISO). Its full title is "Fire safety engineering - Procedures and requirements for verification and validation of calculation methods - Part 1: General". This standard covers: ISO 16730-1:2015 establishes a framework for the verification and validation of all types of calculation methods used as tools for fire safety engineering by specifying specific procedures and requirements for the purpose. It does not address specific fire models, but it is applicable to analytical models, algebraic correlations and complex numerical models, which are addressed as calculation methods in the context of this International Standard. This International Standard includes - a process to determine that the relevant equations and calculation methods are implemented correctly (verification) and that the calculation method being considered is an accurate representation of the real world (validation), - requirements for documentation to demonstrate the adequacy of the scientific and technical basis of a calculation method, - requirements for data against which a calculation method's predicted results are checked, and - guidance on use of this International Standard by developers and/or users of calculation methods, and by those assessing the results obtained by using calculation methods.
ISO 16730-1:2015 establishes a framework for the verification and validation of all types of calculation methods used as tools for fire safety engineering by specifying specific procedures and requirements for the purpose. It does not address specific fire models, but it is applicable to analytical models, algebraic correlations and complex numerical models, which are addressed as calculation methods in the context of this International Standard. This International Standard includes - a process to determine that the relevant equations and calculation methods are implemented correctly (verification) and that the calculation method being considered is an accurate representation of the real world (validation), - requirements for documentation to demonstrate the adequacy of the scientific and technical basis of a calculation method, - requirements for data against which a calculation method's predicted results are checked, and - guidance on use of this International Standard by developers and/or users of calculation methods, and by those assessing the results obtained by using calculation methods.
ISO 16730-1:2015 is classified under the following ICS (International Classification for Standards) categories: 13.220.01 - Protection against fire in general. The ICS classification helps identify the subject area and facilitates finding related standards.
ISO 16730-1:2015 has the following relationships with other standards: It is inter standard links to ISO 16730:2008. Understanding these relationships helps ensure you are using the most current and applicable version of the standard.
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16730-1
First edition
2015-08-15
Fire safety engineering — Procedures
and requirements for verification and
validation of calculation methods —
Part 1:
General
Ingénierie de la sécurité incendie — Procédures et exigences pour la
vérification et la validation des méthodes de calcul —
Partie 1: Généralités
Reference number
©
ISO 2015
© ISO 2015, Published in Switzerland
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Tel. +41 22 749 01 11
Fax +41 22 749 09 47
copyright@iso.org
www.iso.org
ii © ISO 2015 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Documentation . 4
4.1 General . 4
4.2 Technical documentation . 4
4.2.1 General. 4
4.2.2 Description of the calculation method . 4
4.2.3 Description of the verification and validation of the calculation method . 5
4.2.4 Worked examples . 6
4.3 User’s manual . 6
4.3.1 General. 6
4.3.2 Program description . 6
4.3.3 Installation and operating instructions . 6
4.3.4 Program considerations . 7
4.3.5 Input data description. 7
4.3.6 External data files . 7
4.3.7 System control requirements . . 7
4.3.8 Output information . 8
4.3.9 Sample problems/worked examples. 8
4.3.10 Error handling . 8
5 Methodology . 8
5.1 General . 8
5.2 Verification .11
5.2.1 Code checking .11
5.2.2 Temporal and spatial discretization . .11
5.2.3 Iterative convergence and consistency tests .12
5.2.4 Review of the numerical treatment of models .12
5.3 Validation .12
5.3.1 General.12
5.3.2 Open validation procedure .13
5.3.3 Blind validation procedure .13
5.3.4 Reporting of validation .14
5.3.5 Specific considerations in comparison of predictions with data .15
5.4 Review of the theoretical and experimental basis of probabilistic models .15
5.5 Sensitivity analysis .16
5.6 Quality assurance.16
6 Requirements for reference data to validate a calculation method .17
6.1 General requirements .17
6.2 Specific requirements for validation data .18
Annex A (informative) Guidance on audits in ISO 9000 family of standards .19
Annex B (informative) Uncertainty .20
Annex C (informative) Example validation methods .22
Annex D (informative) Methods for sensitivity analysis .31
Annex E (informative) Quality assurance methodology .34
Bibliography .39
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical
Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 92, Fire safety, Subcommittee SC 4, Fire
safety engineering.
This document cancels and replaces ISO 16730:2008, which has been technically revised. The original
title Fire safety engineering — Assessment, verification and validation of calculation methods has been
replaced by Fire safety engineering — Procedures and requirements for verification and validation of
calculation methods — Part 1: General.
iv © ISO 2015 – All rights reserved
Introduction
The objective of fire safety engineering is to assist in the achievement of an acceptable predicted level
of fire safety. Part of this work involves the use of calculation methods to
— predict the course of events potentially occurring in case of a fire or as a consequence of a fire, and
— evaluate the ability of fire protection measures to mitigate the adverse effects of a fire on people,
property, the environment and other objectives.
The main principles necessary for establishing credibility of these calculation methods are verification
and validation. This International Standard addresses the procedures for verification and validation of
calculation methods for fire safety engineering in general.
Potential users of calculation methods and those who are asked to accept the results need to be assured
that the calculation methods provide sufficiently accurate predictions of the course and consequences
of the fire for the specific application planned. To provide this assurance, the calculation methods
chosen need to be verified for mathematical accuracy and validated for capability to reproduce the
phenomena. A rigorous verification and validation process is a key element of quality assurance.
There is no fixed requirement of accuracy that is applicable to all calculation methods. The accuracy
level depends on the purposes for which a calculation method is to be used. Not all calculation methods
need to demonstrate high accuracy as long as the error, uncertainty and limits of applicability of the
calculation methods are known.
This International Standard focuses on the predictive accuracy of calculation methods. However, other
factors such as ease of use, relevance, completeness and status of development play an important role
in assessing the most appropriate method to use for a particular application. The assessment of the
suitability of a calculation method for a special purpose within the field of fire safety engineering is
supported by the use of quality assurance methodology for the proof of the requirements being fulfilled.
Guidance for establishing metrics for measuring the attributes of the relevant quality characteristics is
outlined in brief in this International Standard.
This International Standard contains elements that are intended, in part or in whole, to be used by
a) developers of calculation methods (individuals or organizations who perform development
activities, including requirement analysis, design and testing of components) – to document
the usefulness of a particular calculation method, perhaps for specific applications. Part of the
calculation method development includes identification of precision and limits of applicability, and
independent testing,
b) developers of calculation methods (individuals or organizations who maintain computer models,
supply computer models and for those who evaluate computer model quality as part of quality
assurance and quality control) – to document the software development process to assure users
that appropriate development techniques are followed to ensure quality of the application tools,
c) users of calculation methods (individuals or organizations who use calculation methods to perform
an analysis) - to assure themselves that they are using an appropriate method for a particular
application and that it provides adequate accuracy,
d) developers of performance codes and standards - to determine whether a calculation method is
appropriate for a given application,
e) approving bodies/officials (individuals or organizations who review or approve the use of
assessment methods and tools) - to ensure that the calculation methods submitted show clearly
that the calculation method is used within its applicability limits and has an acceptable level of
accuracy, and
f) educators - to demonstrate the application and acceptability of calculation methods being taught.
Users of this International Standard should be appropriately qualified and competent in the fields of fire
safety engineering and risk assessment. It is important that users understand the parameters within
which specific methodologies may be used.
General principles are described in ISO 23932, which provides a performance-based methodology
for engineers to assess the level of fire safety for new or existing built environments. Fire safety is
evaluated through an engineered approach based on the quantification of the behaviour of fire
and based on knowledge of the consequences of such behaviour on life safety, property and the
environment. ISO 23932 provides the process (necessary steps) and essential elements to design a
robust performance-based fire safety programme.
ISO 23932 is supported by a set of fire safety engineering International Standards available on
the methods and data needed for the steps in a fire safety engineering design summarized in
ISO 23932:2009, Clause 4 and shown in Figure 1 (taken from ISO 23932:2009, Clause 4). This set of
International Standards is referred to as the Global fire safety engineering analysis and information
system. This global approach and system of standards provides an awareness of the interrelationships
between fire evaluations when using the set of fire safety engineering International Standards. The
1)
set includes ISO 16733-1 , ISO 16732-1, ISO 16734, ISO 16735, ISO 16736, ISO 16737, ISO/TS 24679,
2)
ISO 16730-1, ISO 29761 , ISO/TS 13447, and other supporting technical reports that provide examples
of and guidance on the application of these standards.
Each International Standard supporting the global fire safety engineering analysis and information
system includes language in the introduction to tie the standard to the steps in the fire safety
engineering design process outlined in ISO 23932. ISO 23932 requires that calculation methods used
in scenario-based evaluations of trial designs (ISO 23932:2009, Clause 11) be verified and validated.
Pursuant to the requirements of ISO 23932, this International Standard provides the procedures and
requirements for the verification and validation of fire calculation methods. This step in the fire safety
engineering process is shown as a highlighted box in Figure 1 below and described in ISO 23932.
1) To be published.
2) To be published.
vi © ISO 2015 – All rights reserved
Figure 1 — Flow chart illustrating the fire safety engineering design process (from
ISO 23932:2009)
INTERNATIONAL STANDARD ISO 16730-1:2015(E)
Fire safety engineering — Procedures and requirements
for verification and validation of calculation methods —
Part 1:
General
1 Scope
This International Standard establishes a framework for the verification and validation of all types
of calculation methods used as tools for fire safety engineering by specifying specific procedures and
requirements for the purpose. It does not address specific fire models, but it is applicable to analytical
models, algebraic correlations and complex numerical models, which are addressed as calculation
methods in the context of this International Standard.
This International Standard includes
— a process to determine that the relevant equations and calculation methods are implemented correctly
(verification) and that the calculation method being considered is an accurate representation of the
real world (validation),
— requirements for documentation to demonstrate the adequacy of the scientific and technical basis
of a calculation method,
— requirements for data against which a calculation method’s predicted results are checked, and
— guidance on use of this International Standard by developers and/or users of calculation methods,
and by those assessing the results obtained by using calculation methods.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 23932, Fire safety engineering — General principles
ISO 13943, Fire safety — Vocabulary
ISO/IEC 25000, Systems and software engineering — Systems and software Quality Requirements and
Evaluation (SQuaRE) — Guide to SQuaRE
ISO/IEC 25010:2011, Systems and software engineering — Systems and software Quality Requirements
and Evaluation (SQuaRE) — System and software quality models
ISO/IEC 25040:2011, Systems and software engineering — Systems and software Quality Requirements
and Evaluation (SQuaRE) — Evaluation process
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 13943 and the following apply.
3.1
accuracy
degree of exactness actually possessed by an approximation, measurement, etc.
Note 1 to entry: Accuracy includes error (3.9) and uncertainty (3.23).
3.2
calculation method
mathematical procedure used to predict fire-related phenomena
Note 1 to entry: Calculation methods may address the behaviour of people as well as objects or fire; may be
probabilistic as well as deterministic; and may be algebraic formulae as well as complex computer models.
3.3
calibration
〈of a model〉 process of adjusting modelling parameters in a computational model for the purpose of
improving agreement with experimental data
3.4
computer model
computerized model
operational computer program that implements a conceptual model
3.5
conceptual model
description composed of all the information, mathematical modelling data and mathematical equations
that describe the (physical) system or process of interest
3.6
default value
standard setting or state to be taken by the program if no alternate setting or state is initiated by the
system or the user
3.7
deterministic model
calculation method that uses science-based mathematical expressions to produce the same result each
time the method is exercised with the same set of input data values
3.8
engineering judgement
process exercised by a professional who is qualified by way of education, experience and recognized
skills to complement, supplement, accept or reject elements of a quantitative analysis
3.9
error
recognizable deficiency in any phase or activity of calculation that is not due to lack of knowledge
3.10
fire model
representation of a system or process related to fire development, including fire dynamics and fire impacts
3.11
mathematical model
sets of equations that describe the behaviour of a physical system
3.12
measure
variable to which a value is assigned as the result of measurement
2 © ISO 2015 – All rights reserved
3.13
measurement
set of operations having the object of determining a value of a measure
3.14
metric
measure, quantitative or qualitative, of relative achievement of a desired quality characteristic
3.15
modelling
process of construction or modification of a model
3.16
numerical model
numerical representation of a physical (fire) model
3.17
physical model
model that attempts to reproduce fire phenomena in a simplified physical situation. (e.g. scale models)
3.18
probabilistic model
model that treats phenomena as a series of sequential events or states, with mathematical rules
to govern the transition from one event to another (e.g. from ignition to established burning) and
probabilities assigned to each transfer point
3.19
precision
error in the implementation and solution of calculation method to accurately represents the developer’s
conceptual description of the calculation method
3.20
sensitivity analysis
study of how changes in specific parameters affect the results generated by the
calculation method
3.21
simulation
exercise or use of a calculation method
3.22
simulation model
model that treats the dynamic relationships that are assumed to exist in the real situation as a series of
elementary operations on the appropriate variables
3.23
uncertainty
potential deficiency in any phase or activity of the modelling process that is due to lack of knowledge
3.24
validation
process of determining the degree to which a calculation method is an accurate representation of the
real world from the perspective of the intended uses of the calculation method
3.25
verification
process of determining that a calculation method implementation accurately represents the developer’s
conceptual description of the calculation method and the solution to the calculation method
Note 1 to entry: The fundamental strategy of verification of computational models is the identification and
quantification of error in the computational model and its solution.
4 Documentation
4.1 General
The technical documentation should be sufficiently detailed so that all calculation results can be
reproduced within the stated accuracy by an appropriately qualified independent individual or group.
Sufficient documentation of calculation methods, including computer software, is essential to assess
the adequacy of the scientific and technical basis of the calculation methods, and the accuracy of
computational procedures. In addition, adequate documentation can assist to prevent the unintentional
misuse of calculation methods. Reports on any verification and validation of a specific calculation
method should become part of the documentation. The validity of a calculation method includes
comparing results to data from real fire incidents, or from statistical surveys, tests and experiments,
and shall be stated by applying quality assurance methodology. These methodology give a measure or
a set of measures that shall be compared to previously defined criteria to demonstrate whether agreed
quality requirements have been met.
Documentation shall include
— technical documentation that explains the scientific basis of the calculation method, see 4.2, and
— a user’s manual, in the case of a computer program, see 4.3.
The necessary requirements for technical documentation and a user’s manual are described in 4.2 and
4.3. The list is quite lengthy, but is not intended to exclude other forms of information that can assist the
user in assessing the applicability and usability of the calculation method.
4.2 Technical documentation
4.2.1 General
Technical documentation is needed to assess the scientific basis of the calculation method. The
provision of technical documentation of a calculation method is a task to be done by model developers.
Technical documentation must describe thoroughly the calculation method and its basis, demonstrate
its ability to perform adequately and provide users with the information they need to apply the
calculation method correctly. In cases where calculations make use of algebraic formulae derived from
experimental results by regression or when analytical solutions are applied, the user shall rely on
relevant documentation from standards or similar material like scientific literature. When standards
are developed that contain calculation methods to be used for fire safety engineering, the source(s) for
the calculation methods to be used together with technical documentation as described in 4.2.2 to 4.2.4
shall be given, where applicable.
4.2.2 Description of the calculation method
The description of the calculation method shall include complete details on
a) purpose:
1) define the problem solved or function performed;
2) describe the results of the calculation method;
3) include any feasibility studies and justification statements,
b) theory:
1) describe the underlying conceptual model (governing phenomena), if applicable;
4 © ISO 2015 – All rights reserved
2) describe the theoretical basis of the phenomena and physical laws on which the calculation
method is based, if applicable,
c) implementation of theory, if applicable:
1) present the governing equations;
2) describe the mathematical techniques, procedures, and computational algorithms employed
and provide references to them;
3) identify all the assumptions embedded in the logic; take into account limitations on the input
parameters that are caused by the range of applicability of the calculation method;
4) discuss the precision (error) of the results obtained by important algorithms, and, in the case
of computer models, any dependence on particular computer capabilities;
5) describe results of the sensitivity analyses, and
d) input:
1) describe the input required;
2) provide information on the source of the data required;
3) for computer models, list any auxiliary programs or external data files required;
4) provide information on the source, contents and use of data libraries for computer models.
4.2.3 Description of the verification and validation of the calculation method
The verification and validation of the calculation method must be completely described, with details on
a) the results of any efforts to evaluate the predictive capabilities of the calculation method in
accordance with Clause 5; this should be presented in a quantitative manner,
b) references to reviews, analytical tests, comparison tests, experimental validation, and code
checking already performed; if, in case of computer models, the verification of the calculation
method is based on beta testing, the documentation should include a profile of those involved in
the testing (e.g. whether they were involved to any degree in the development of the calculation
method or whether they were naive users; whether they were given any extra instruction that
would not be available to the intended users of the final product, etc.), and
c) the extent to which the calculation method meets this International Standard.
The technical documents shall be collected in one document, such as a manual, as far as computer
models are concerned. Whenever explicit algebraic formulae are used to solve a fire safety engineering
problem, relevant technical documentation may be cited from sources as indicated above.
Quality assurance methods shall be used to determine the suitability of the software for its intended
purposes. This process is further defined in 5.6. It is supported by definition and use of relevant quality
assurance methods to arrive at a measure or a set of (derived) measures that allow scaling of the quality
of a calculation method and consider whether a calculation method is accurate enough to meet the
requirements of the intended user. [See, for example, the concept on internal and external metrics and
on quality in use from the ISO/IEC series of Software Quality Requirements and Evaluation (SquaRE)].
For further information see the ISO/IEC 25000-series (and following) documents. The purpose of a
calculation method’s evaluation, in general, is to compare the quality of a calculation method against
quality requirements that express user needs, or even to select a calculation method by comparing
different calculation methods.
4.2.4 Worked examples
The technical documentation shall include at least one (or more) worked example(s). Worked examples
may be required both for explicit algebraic formulae and for mathematical models. The latter is
addressed in 4.3.9. The purpose of a worked example is to demonstrate what the required input data
are and their limitations, and the range of applicability of the result(s) of the calculation method being
considered. Examples for required input data and their intended range or limitations within which
the calculation has been validated are, for example, geometry, material properties and boundary
conditions. The range of applicability and accuracy of the calculation method shall be clearly stated in
the documentation.
NOTE Significant errors in safety decisions and fire protection measures implemented will result from the
use of the calculation method outside the range of stated scenarios determined through the validation process
(see 5.3 for requirements to identify the range of applicability established by a validation process).
Standards on calculation methods shall include worked example(s) in an informative annex. By
specifying the required components of a worked example in a standard on calculation methods (e.g.
ISO 16734 to ISO 16737) guidance is therefore given on how to apply the standard correctly, together
with the information given in the standard itself about requirements on limitations and input
parameters. Examples taken from real world problems may be: (development of) temperature of a steel
member; a fire insult to a cable in a nuclear power plant. As there are examples available in the open
literature, the requirement of worked examples in an informative annex to a standard on calculation
methods may also be met by reference to, for example, textbooks that include such examples.
4.3 User’s manual
4.3.1 General
A user’s manual is required only in cases where computer models are used. The user’s manual for a
computer model should enable users to understand the model application and methodology, reproduce
the computer operating environment and the results of sample problems included in the manual,
modify data inputs, and run the program for specified ranges of parameters and extreme cases. The
manual should be concise enough to serve as a reference document for the preparation of input data
and the interpretation of results. Installation, maintenance and programming documentation should
be included in the user’s manual or be provided separately. There should be sufficient information to
install the program on a computer. All forms of documentation should include the name and sufficient
information to define the specific version of the calculation method and identify the organization
responsible for maintenance of the calculation method and for providing further assistance.
For computer models, the user’s manual must provide all the information necessary for a user to apply a
computer model correctly. The items it should include are listed in 4.3.2 to 4.3.10.
4.3.2 Program description
The program description is
a) a self-contained description of the model,
b) a description of the basic processing tasks performed, and the calculation methods and procedures
employed (a flow chart can be useful), and
c) a description of the types of skills required to execute typical runs.
4.3.3 Installation and operating instructions
The installation and operating instructions
a) identify the minimum hardware configuration required,
b) identify the computer(s) on which the program has been executed successfully,
6 © ISO 2015 – All rights reserved
c) identify the programming languages and software operating systems and version in use,
d) provide instructions for installing the program,
e) provide the typical personnel time and setup time to perform a typical run, and
f) provide information necessary to estimate the computer execution time on applicable computer
systems for typical applications.
4.3.4 Program considerations
The program considerations
a) describe the functions of each major option available for solving various problems with guidance
for choosing these options,
b) identify the limits of applicability (e.g. the range of scenarios over which the underlying theory
is known or believed to be valid or the range of input data over which the calculation method
was tested), and
c) list the restrictions and/or limitations of the software, including appropriate data ranges and the
program’s behaviour when the ranges are exceeded, where this information should be derived
from and be consistent with that contained in the technical documentation.
4.3.5 Input data description
The input data description
a) name and describe each input variable, its dimensional units, the default value (if any) and the
source (if not widely available),
b) describe any special input techniques,
c) identify limits on input based on stability, accuracy and practicality of the data and the applicability
of the model, as well as their resulting limitations to output,
d) describe any default variables and the process for setting those variables to user-defined values, and,
e) if handling of consecutive cases is possible, explain the conditions of data retention or reinitialization
from case to case.
4.3.6 External data files
The external data files
a) describe the contents and organization of any external data files, and
b) provide references to any auxiliary programs that create, modify or edit these files.
4.3.7 System control requirements
The system control requirements
a) detail the procedure required to set up and run the program,
b) list the operating system control commands,
c) list the program’s prompts, with the ranges of appropriate responses, and,
d) if possible to do so, describe how to halt the program during execution, how to resume or exit, and
the status of the files and data after the interruption.
4.3.8 Output information
The output information
a) describe the program output and any graphics display and plot routines, and,
b) where appropriate, provide instructions to judge whether the program has converged to a good
solution.
4.3.9 Sample problems/worked examples
The sample problems/worked examples provide sample data files with associated outputs to allow the
user to verify the correct operation of the program. These sample problems should exercise a large
portion of the available programmed options. (See, for comparison, 4.2.4.)
4.3.10 Error handling
The error handling
a) list error messages that can be generated by the program,
b) provide a list of instructions for appropriate actions when error messages occur,
c) describe the program’s behaviour when restrictions are violated, and
d) describe recovery procedures.
5 Methodology
5.1 General
Verification and validation of a calculation method are the processes of determining the degree to
which a calculation method is an accurate representation of the real world from the perspective of
the intended uses of the calculation method (validation) and the degree to which a calculation method
implementation accurately represents the developer’s conceptual description of the calculation method
and the solution to the calculation method (verification). Verification is the process of determining
whether the equations are being solved correctly, presuming that the correct equations are being
utilized. Validation is to ensure that the results meet what is expected in the real world.
In Figure 2 the phases of modelling and simulation are presented in a very general manner, and the role
of verification and validation in these processes is shown as applied to computer fire models.
Figure 2 — Example: Phases of development of computer(ized) models
8 © ISO 2015 – All rights reserved
The conceptual model is produced by analysing the real world (sometimes physical system) and is
composed of mathematical modelling data and equations that describe the physical system (Navier-
Stokes equations, conservation of energy and mass, and additional physical models such as turbulence
models, human behaviour aspects, structural behaviour, risk, etc.). Verification deals with the
relationship between conceptual model and computerized model, while validation deals with the
relationship between computerized model and reality.
Figure 3 expands on Figure 2 and presents the information in the form of a flowchart for general
application, illustrating the potential use of algebraic formulae where deemed appropriate.
The procedure starts with (required knowledge of) tests and experiments or surveys to describe
what is going on in the real world. From the perception of real world behaviour, a conceptual model is
developed as a detailed (verbal) description of the process(es) considered, which is further developed
into a (set of) mathematical relationships. From these a solution (or solutions) can be determined by
breaking them down line-by-line from a highly sophisticated level to a less sophisticated level, and by
applying approximations to such a degree that the problem may be solved with both sufficient accuracy
and an acceptable solution effort (e.g. in time and computer performance).
The theoretical basis of the calculation method of a computer model should be reviewed by one or
more experts who are fully conversant with the basic science of fire phenomena and computational
techniques, but who are not involved with the development of the model. This review should include
an assessment of the completeness of the documentation, particularly with regard to the numerical
approximations. The reviewer should be able to judge whether there is sufficient scientific evidence in
the open scientific literature to justify the approaches being used. Data used for constants and default
values in the code should also be assessed for accuracy and applicability in the context of the calculation
method and intended use. This is especially relevant as the data used for numerical constants may have
specific values for specific scenarios. Practical upper and lower limits to variables used as input data
should be defined clearly to restrict application to a proven range of applicability.
Between the steps of breaking down to a system that can be handled, the processes of verification and
validation must be carried out in order to permanently check the solution system for possible sources
of error. Due to the complexity of mathematical formulations of fire-related phenomena, the example in
Figure 3 shows details that are not needed for the assessment of (empirical) calculation methods, i.e.
algebraic formula, which are also covered in this document, and which are shown in a bypass box.
Figure 3 — Flowchart representation of model validation and verification
The methodology is not restricted to fire spread and similar problems, but is also to be applied to the
validation and verification of calculation methods for behaviour and movement of people, to structural
behaviour and to risk assessment (risk = probability of occurrence × consequence, see ISO 16732-1).
10 © ISO 2015 – All rights reserved
5.2 Verification
Verification is the process of determining that the implementation of a calculation method accurately
represents the developer’s conceptual description of the calculation method and the solution to
the calculation method. This does not imply that the governing equations are appropriate, only that
the equations are being implemented and solved correctly, and that the implementation accurately
represents the developer’s conceptual description of the calculation method and the solution to the
calculation method.
The aim of the verification process is then to check the code correctness and to assess the control of the
numerical error, which can be divided into three categories: round off, truncation and discretization
error. Round off error occurs because computers represent real numbers using a finite number of
digits. Truncation error occurs when a continuous process is replaced by a finite one. This can happen,
for example, when an infinite series is truncated after a finite number of terms or when an iteration
is terminated after a convergence criterion has been satisfied. Discretization error occurs when
a continuous process such as a derivative is
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 16730-1
Première édition
2015-08-15
Ingénierie de la sécurité incendie —
Procédures et exigences pour la
vérification et la validation des
méthodes de calcul —
Partie 1:
Généralités
Fire safety engineering — Procedures and requirements for
verification and validation of calculation methods —
Part 1: General
Numéro de référence
©
ISO 2015
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l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Fax +41 22 749 09 47
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www.iso.org
ii © ISO 2015 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Documentation . 4
4.1 Généralités . 4
4.2 Documentation technique . 4
4.2.1 Généralités . 4
4.2.2 Description de la méthode de calcul . 5
4.2.3 Description de la vérification et de la validation de la méthode de calcul . 5
4.2.4 Exemples pratiques . 6
4.3 Manuel de l’utilisateur . 6
4.3.1 Généralités . 6
4.3.2 Description du programme . 7
4.3.3 Instructions d’installation et de fonctionnement . 7
4.3.4 Caractéristiques du programme . 7
4.3.5 Description des données d’entrée . 7
4.3.6 Fichiers de données externes . 8
4.3.7 Exigences de contrôle du système . 8
4.3.8 Informations de sortie . 8
4.3.9 Exemples de problèmes/cas d’étude . 8
4.3.10 Gestion des erreurs. 8
5 Méthode . 9
5.1 Généralités . 9
5.2 Vérification .11
5.2.1 Vérification de code .12
5.2.2 Discrétisation temporelle et spatiale .12
5.2.3 Tests de convergence itérative et de consistance .13
5.2.4 Examen du traitement numérique des modèles .13
5.3 Validation .13
5.3.1 Généralités .13
5.3.2 Procédure de validation «ouverte» .14
5.3.3 Procédure de validation en aveugle .15
5.3.4 Rapport de validation .16
5.3.5 Considérations spécifiques relatives à la comparaison des valeurs
prédites avec les données .16
5.4 Examen de la base théorique et expérimentale des modèles probabilistes .16
5.5 Analyse de sensibilité .17
5.6 Assurance qualité.18
6 Exigences pour que les données de référence valident une méthode de calcul .19
6.1 Exigences générales .19
6.2 Exigences spécifiques pour les données de validation .20
Annexe A (informative) Préconisations de la famille des normes ISO 9000 concernant les audits 21
Annexe B (informative) Incertitude.22
Annexe C (informative) Exemples de méthodes de validation .24
Annexe D (informative) Méthodes d’analyse de la sensibilité .34
Annexe E (informative) Méthodologie de l’assurance qualité .37
Bibliographie .42
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer
un engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à
l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes
de l’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 92, Sécurité incendie, Sous-comité
SC 4, Ingénierie de la sécurité incendie.
Le présent document annule et remplace l’ISO 16730:2008, qui a fait l’objet d’une révision technique. Le
titre d’origine Ingénierie de la sécurité incendie — Évaluation, vérification et validation des méthodes de
calcul a été remplacé par Ingénierie de la sécurité incendie — Procédures et exigences pour la vérification
et la validation des méthodes de calcul — Partie 1: Généralités.
iv © ISO 2015 – Tous droits réservés
Introduction
L’objectif de l’ingénierie de la sécurité incendie est d’aider à atteindre un niveau prédit acceptable de
la sécurité incendie. Une partie de ce travail suppose l’utilisation de méthodes de calcul permettant de
— prédire la succession d’événements se produisant potentiellement dans le cas d’un incendie ou en
conséquence d’un incendie, et
— évaluer l’aptitude des mesures de protection contre l’incendie à atténuer les effets préjudiciables
d’un incendie pour les personnes, les bâtiments, l’environnement et autres objectifs.
Les principes clés nécessaires à l’établissement de la crédibilité de ces méthodes de calcul sont la
vérification et la validation. La présente Norme internationale aborde les procédures de vérification et
de validation des méthodes de calcul pour l’ingénierie de la sécurité incendie en général.
Les utilisateurs potentiels des méthodes de calcul et les personnes devant approuver les résultats
doivent être sûrs que les méthodes de calcul permettent de prédire avec suffisamment de précision le
développement et les conséquences de l’incendie pour l’application spécifique prévue. Pour obtenir cette
assurance, il est nécessaire que l’exactitude mathématique des méthodes de calcul choisies soit vérifiée
et que leur capacité à reproduire le phénomène soit validée. Un processus rigoureux de vérification et
de validation est un élément clé de l’assurance qualité.
Il n’existe pas d’exigence établie sur l’exactitude applicable à toutes les méthodes de calcul. Le niveau
d’exactitude dépend des objectifs d’utilisation d’une méthode de calcul. Il n’est pas nécessaire que toutes
les méthodes de calcul fassent preuve d’une exactitude élevée dans la mesure où l’erreur, l’incertitude
et les limites d’applicabilité des méthodes de calcul sont connues.
La présente Norme internationale concerne l’exactitude prédictive des méthodes de calcul.
Toutefois, d’autres facteurs tels que la facilité d’utilisation, la pertinence, l’exhaustivité et le stade de
développement jouent un rôle important dans l’évaluation de la méthode la plus appropriée à utiliser
pour une application donnée. L’évaluation de l’adéquation d’une méthode de calcul à un sujet particulier
dans le domaine de l’ingénierie de la sécurité incendie s’appuie sur l’utilisation de la méthodologie de
l’assurance qualité pour prouver que toutes les exigences sont satisfaites. Un guide permettant d’établir
une métrologie afin de mesurer les attributs des caractéristiques de qualité pertinentes est fourni de
façon brève dans la présente Norme internationale.
La présente Norme internationale contient des éléments prévus pour être utilisés, en partie ou dans
leur intégralité, par les acteurs suivants:
a) des développeurs de méthodes de calcul (particuliers ou organismes qui exercent des activités
de développement, notamment l’analyse des exigences, la conception et l’essai de composants),
pour documenter l’utilité d’une méthode de calcul particulière, peut-être pour des applications
spécifiques. Une partie du développement de la méthode de calcul comporte l’identification de la
précision et des limites d’applicabilité, et des essais indépendants,
b) des développeurs de méthodes de calcul (particuliers ou organismes qui entretiennent et
fournissent des modèles informatiques et pour ceux qui évaluent la qualité d’un modèle
informatique dans le cadre de l’assurance qualité et du contrôle qualité) – pour documenter le
processus de développement du logiciel afin de garantir aux utilisateurs que des techniques de
développement appropriées sont suivies pour assurer la qualité des outils d’application,
c) des utilisateurs de méthodes de calcul (particuliers ou organismes qui utilisent des méthodes de
calcul pour réaliser une analyse), pour s’assurer qu’ils utilisent une méthode appropriée pour une
application particulière et qui fournit une exactitude adéquate,
d) des développeurs de codes et normes de performance, pour déterminer si une méthode de calcul
est appropriée à une application donnée,
e) des organismes/responsables de l’approbation (particuliers ou organismes qui examinent ou
approuvent l’utilisation de méthodes et d’outils d’évaluation), pour s’assurer que les méthodes de
calcul présentées montrent clairement que la méthode de calcul est utilisée dans les limites de son
applicabilité et possède un niveau d’exactitude acceptable, et
f) des éducateurs, pour démontrer l’application et l’acceptabilité des méthodes de calcul enseignées.
Il convient que les utilisateurs de la présente Norme internationale soient correctement qualifiés et
compétents dans les domaines de l’ingénierie de la sécurité incendie et de l’évaluation des risques. Il est
important que les utilisateurs comprennent les paramètres avec lesquels des méthodologies spécifiques
peuvent être utilisées.
Les principes généraux décrits dans l’ISO 23932, fournissent une méthodologie « performantielle »
utile aux ingénieurs pour l’évaluation du niveau de sécurité incendie des ouvrages, neufs ou existants.
La sécurité incendie est évaluée par une méthode d’ingénierie basée sur la quantification du
comportement du feu, prenant en compte la connaissance des conséquences d’un tel comportement
sur la protection des vies humaines, des biens et de l’environnement. L’ISO 23932 décrit le processus
(les étapes nécessaires) et les éléments essentiels afin de concevoir un programme de sécurité incendie
« performantiel » robuste.
L’ISO 23932 s’appuie sur un ensemble de normes ISO d’ingénierie de la sécurité incendie relatives
aux méthodes et aux données requises par les étapes de conception d’un processus d’ingénierie de la
sécurité incendie, résumées dans l’ISO 23932:2009, Article 4 et reproduites dans la Figure 1 ci-dessous,
(extraite de l’ISO 23932:2009, Article 4). Cet ensemble de Normes internationales est désigné sous
l’appellation générale de Système global d’information et d’analyse de l’ingénierie de la sécurité incendie.
Cette approche globale et le système de normes qui s’y rapporte mettent en relief les relations qui
existent entre les évaluations des incendies lors de l’utilisation des Normes internationales relatives
1)
à l’ingénierie de la sécurité incendie. Cet ensemble comprend l’ISO 16733-1 , ISO 16732-1, ISO 16734,
2)
ISO 16735, ISO 16736, ISO 16737, ISO/TS 24679, ISO 16730-1, ISO 29761 , ISO/TS 13447, ainsi que
d’autres rapports techniques d’appui qui fournissent des préconisations et des exemples d’application
de ces normes.
Chaque Norme internationale se rapportant au système global d’information et d’analyse de l’ingénierie
de la sécurité incendie comprend, dans son introduction, des informations permettant de relier la
norme aux étapes correspondantes du processus de conception d’ingénierie de la sécurité présenté
dans l’ISO 23932. L’ISO 23932 impose de vérifier et de valider les méthodes de calcul employées lors
des évaluations des solutions de conception par rapport à des scénarios (ISO 23932:2009, Article
11). En vertu des exigences de l’ISO 23932, la présente Norme internationale établit les procédures
et les exigences pour la vérification et la validation des méthodes de calcul relatives aux feux. L’étape
correspondante dans le processus d’ingénierie de la sécurité incendie est signalée par un fond grisé
dans la Figure 1 ci-dessous et décrite dans l’ISO 23932.
1) À paraître.
2) À paraître.
vi © ISO 2015 – Tous droits réservés
Figure 1 — Diagramme illustrant le processus d’ingénierie de la sécurité incendie (extrait de
l’ISO 23932:2009)
NORME INTERNATIONALE ISO 16730-1:2015(F)
Ingénierie de la sécurité incendie — Procédures et
exigences pour la vérification et la validation des
méthodes de calcul —
Partie 1:
Généralités
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale établit un cadre pour la vérification et la validation de tous types
de méthodes de calcul utilisées comme outils dans l’ingénierie de la sécurité incendie, en spécifiant à
cette fin, des procédures et des exigences. Elle ne concerne pas des modèles de feu spécifiques, mais
est applicable aux modèles analytiques, aux corrélations algébriques et aux modèles numériques
complexes, qui sont abordés sous forme de méthodes de calcul dans le contexte de la présente Norme
internationale.
La présente Norme internationale comprend
— un processus pour déterminer si les équations et les méthodes de calcul pertinentes sont
implémentées correctement (vérification) et la méthode de calcul envisagée représente la situation
réelle avec exactitude (validation),
— des exigences pour que la documentation démontre l’adéquation du fondement scientifique et
technique d’une méthode de calcul,
— des exigences relatives aux données par rapport auxquelles les résultats prédits d’une méthode de
calcul sont vérifiés, et
— des conseils sur l’utilisation de la présente Norme internationale par des développeurs et/ou des
utilisateurs de méthodes de calcul, et par les personnes qui évaluent les résultats obtenus à l’aide de
méthodes de calcul.
2 Références normatives
Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à
l’application du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 23932, Ingénierie de la sécurité incendie — Principes généraux
ISO 13943, Sécurité au feu — Vocabulaire
ISO/IEC 25000, Ingénierie des systèmes et du logiciel — Exigences de qualité des systèmes et du logiciel et
évaluation (SQuaRE) — Guide de SQuaRE
ISO/IEC 25010:2011, Ingénierie des systèmes et du logiciel — Exigences de qualité et évaluation des
systèmes et du logiciel (SQuaRE) — Modèles de qualité du système et du logiciel
ISO/IEC 25040:2011, Ingénierie des systèmes et du logiciel — Exigences de qualité et évaluation des
systèmes et du logiciel (SQuaRE) — Modèle de référence d’évaluation et guide
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 13943 ainsi que les
suivants s’appliquent.
3.1
précision
degré de justesse réellement obtenu par une approximation, une mesure, etc.
Note 1 à l’article: L’exactitude comprend l’erreur (3.9) et l’incertitude (3.23).
3.2
méthode de calcul
procédure mathématique utilisée pour prédire un phénomène lié à un incendie
Note 1 à l’article: Les méthodes de calcul peuvent concerner le comportement des personnes ainsi que les objets
ou un feu; elles peuvent être probabilistes ainsi que déterministes; et peuvent être des formules algébriques ainsi
que des modèles informatiques complexes.
3.3
étalonnage
(d’un modèle) processus d’ajustement de paramètres de modélisation dans un modèle informatique aux
fins d’améliorer la concordance avec les données expérimentales
3.4
modèle informatique
programme informatique opérationnel qui implémente un modèle conceptuel
3.5
modèle conceptuel
description conceptuelle composée de toutes les informations, données de modélisation mathématique
et équations mathématiques qui décrivent le système (physique) ou le processus d’intérêt
3.6
valeur par défaut
état ou paramètre normalisé à prendre par le programme si aucun autre paramètre ou état n’est
initialisé par le système ou par l’utilisateur
3.7
modèle déterministe
méthode de calcul qui utilise des expressions mathématiques élaborées sur une base scientifique pour
produire le même résultat chaque fois que la méthode est utilisée avec le même ensemble de valeurs de
données d’entrée
3.8
jugement d’ingénieur
processus exercé par un professionnel qui est qualifié par son enseignement, son expérience et ses
compétences reconnues pour compléter, accepter ou refuser des éléments d’une analyse quantitative
3.9
erreur
déviation reconnaissable dans toute phase ou activité de calcul, qui n’est pas due au manque de
connaissance
3.10
modèle de feu
représentation d’un système ou d’un processus relatif au développement d’un feu, notamment la
dynamique du feu et les effets du feu
2 © ISO 2015 – Tous droits réservés
3.11
modèle mathématique
ensembles d’équations qui décrivent le comportement d’un système physique
3.12
mesure
variable à laquelle une valeur est attribuée comme résultat de mesure
3.13
mesurage
ensemble d’opérations ayant pour objet de déterminer la valeur d’une mesure
3.14
métrique
mesure, quantitative ou qualitative, de la réalisation par rapport à une caractéristique de qualité souhaitée
3.15
modélisation
processus de construction ou modification d’un modèle
3.16
modèle numérique
représentation numérique d’un modèle physique (du feu)
3.17
modèle physique
modèle qui tente de reproduire le phénomène de l’incendie dans une situation physique simplifiée (par
exemple modèles à l’échelle)
3.18
modèle probabiliste
modèle qui traite le phénomène comme une série d’événements ou d’états séquentiels, avec des règles
mathématiques pour régir la transition d’un événement à un autre (par exemple de l’allumage au
brûlage établi) et des probabilités attribuées à chaque point de transfert
3.19
précision
erreur d’exactitude entre l’implémentation et la solution d’une méthode de calcul à représenter
exactement la description conceptuelle du développeur
3.20
analyse de sensibilité
étude sur la façon dont des changements apportés à des paramètres spécifiques
affectent les résultats générés par la méthode de calcul
3.21
simulation
exercice ou utilisation d’une méthode de calcul
3.22
modèle de simulation
modèle qui traite les relations dynamiques supposées exister dans la situation réelle comme une série
d’opérations élémentaires sur les variables appropriées
3.23
incertitude
déviation potentielle dans toute phase ou activité du processus de modélisation, due au manque de
connaissances
3.24
validation
processus de détermination du degré auquel une méthode de calcul constitue une représentation exacte
du monde réel du point de vue des utilisations prévues de la méthode de calcul
3.25
vérification
processus de détermination que l’implémentation d’une méthode de calcul représente exactement
la description conceptuelle faite par le développeur de la méthode de calcul et de la solution de la
méthode de calcul
Note 1 à l’article: La stratégie fondamentale de la vérification des modèles informatiques est l’identification et la
quantification de l’erreur entre le modèle informatique et sa solution.
4 Documentation
4.1 Généralités
Il convient que la documentation technique soit suffisamment détaillée pour que tous les résultats de
calcul puissent être reproduits avec la même exactitude par un groupe ou un particulier indépendant
qualifié. Une documentation suffisante des méthodes de calcul, notamment du logiciel informatique, est
essentielle pour évaluer l’adéquation du fondement scientifique et technique des méthodes de calcul,
et l’exactitude des procédures de calcul. En outre, une documentation adéquate peut également aider à
éviter la mauvaise utilisation involontaire de méthodes de calcul. Il est recommandé que des rapports
sur toute vérification et validation d’une méthode de calcul donnée fassent partie de la documentation.
La validité d’une méthode de calcul comprend la comparaison des résultats à des données relatives
à des incendies réels ou provenant d’études statistiques ou d’essais et d’expériences, et elle doit être
établie en appliquant la méthodologie de l’assurance qualité. Ces méthodologies donnent une mesure ou
un ensemble de mesures qui doivent être comparés à des critères définis au préalable afin de démontrer
si les exigences de qualité convenues ont été respectées.
La documentation doit comporter
— une documentation technique, qui explique le fondement scientifique de la méthode de calcul, voir
4.2, et
— un manuel de l’utilisateur, dans le cas d’un programme informatique, voir 4.3.
Les exigences nécessaires à l’élaboration d’une documentation technique et d’un manuel de l’utilisateur
sont décrites en 4.2 et 4.3. La liste est assez longue mais ne vise pas à exclure d’autres formes d’information
qui peuvent aider l’utilisateur à évaluer l’applicabilité et l’utilisation de la méthode de calcul.
4.2 Documentation technique
4.2.1 Généralités
La documentation technique est nécessaire pour évaluer le fondement scientifique de la méthode de
calcul. La fourniture de la documentation technique d’une méthode de calcul est une tâche qui relève
des développeurs de modèles. La documentation doit décrire précisément la méthode de calcul et
ses fondements, démontrer sa capacité de fonctionner correctement, et fournir aux utilisateurs les
informations dont ils ont besoin pour appliquer correctement la méthode de calcul. Dans le cas de calculs
qui utilisent des formules algébriques dérivées de résultats expérimentaux par régression, ou lorsque
des solutions analytiques sont appliquées, l’utilisateur doit s’appuyer sur la documentation appropriée
issue de normes ou de documents scientifiques similaires. Lorsque des normes sont développées et
contiennent des méthodes de calcul à utiliser pour l’ingénierie de la sécurité incendie, la ou les sources
des méthodes de calcul à utiliser avec la documentation technique telle que décrite en 4.2.2 jusqu’à
4.2.4 doivent être données, le cas échéant.
4 © ISO 2015 – Tous droits réservés
4.2.2 Description de la méthode de calcul
La description de la méthode de calcul doit inclure des détails complets sur ce qui suit
a) objectif:
1) définir le problème résolu ou la fonction exécutée;
2) décrire les résultats de la méthode de calcul;
3) inclure toutes les études de faisabilité et les justifications,
b) théorie:
1) décrire le modèle conceptuel sous-jacent (phénomène déterminant), si possible;
2) décrire la base théorique des phénomènes et des lois physiques sur lesquels repose la méthode
de calcul, si possible,
c) implémentation de la théorie, si possible:
1) présenter le système d’équations;
2) décrire les techniques mathématiques, les procédures et les algorithmes de calcul utilisés et
fournir leurs références;
3) identifier toutes les hypothèses incluses dans la logique; tenir compte des limitations
applicables aux paramètres d’entrée dues au domaine d’applicabilité de la méthode de calcul;
4) discuter la précision (l’erreur) des résultats obtenus par des algorithmes importants et, dans le
cas de modèles informatiques, toute dépendance aux capacités informatiques données;
5) décrire les résultats des analyses de sensibilité, et
d) entrée:
1) décrire les données d’entrée requises;
2) fournir des informations sur la source des données requises;
3) pour des modèles informatiques, dresser la liste de tous les programmes auxiliaires ou fichiers
de données externes requis;
4) fournir des informations sur la source, le contenu et l’utilisation de bases de données pour des
modèles informatiques.
4.2.3 Description de la vérification et de la validation de la méthode de calcul
La vérification et la validation de la méthode de calcul doivent être entièrement décrites, avec des
détails concernant ce qui suit
a) les résultats pour évaluer les capacités prédictives de la méthode de calcul conformément à
l’Article 5; il convient que cela soit présenté sous forme quantitative,
b) les références aux études, essais analytiques, essais de comparaison, validation expérimentale
et vérification de code déjà réalisés; si, dans le cas de modèles informatiques, la vérification de la
méthode de calcul repose sur un test bêta, il convient que la documentation comporte un profil de
ceux associés au test (par exemple, s’ils étaient associés d’une quelconque façon au développement
de la méthode de calcul ou s’il s’agissait d’utilisateurs non informaticiens; si ils ont reçu d’autres
instructions qui ne seraient pas à la disposition des utilisateurs prévus du produit final, etc.), et
c) dans quelle mesure la méthode de calcul satisfait à la présente Norme internationale.
Les documents techniques doivent être regroupés dans un document tel qu’un manuel, pour ce qui
concerne les modèles informatiques. Chaque fois que des formules algébriques explicites sont utilisées
pour résoudre un problème d’ingénierie de la sécurité incendie, la documentation technique concernée
issue de sources peut être citée, comme indiqué ci-dessus.
Des méthodes d’assurance qualité doivent être employées pour déterminer l’aptitude du logiciel à
répondre aux usages prévus. Ce processus est défini en 5.6. Il est fondé sur la définition et l’utilisation
de méthodes d’assurance qualité appropriées pour obtenir une mesure ou un ensemble de mesures
(dérivées) qui permette d’autoriser la graduation de la qualité d’une méthode de calcul, et de savoir si
une méthode de calcul est suffisamment précise pour répondre aux exigences de l’utilisateur prévu.
[Voir par exemple, le concept sur la métrologie interne et externe et sur la qualité utilisée dans les
documents de la série Exigences de qualité du produit logiciel et évaluation (SQuaRE) à partir du travail
de l’ISO/IEC]. Pour d’autres informations, voir la série de documents de l’ISO/IEC 25000 (et des normes
suivantes). L’objet de l’évaluation d’une méthode de calcul est en général de comparer la qualité d’une
méthode de calcul aux exigences de qualité qui expriment les besoins des utilisateurs, ou même de
sélectionner une méthode de calcul en comparant différentes méthodes de calcul.
4.2.4 Exemples pratiques
La documentation technique doit inclure au moins un (ou plusieurs) cas d’étude. Des exemples
étudiés peuvent être exigés à la fois pour des formules algébriques explicites et pour des modèles
mathématiques. Ce dernier cas est abordé en 4.3.9. L’objet d’un cas d’étude est de démontrer quelles
sont les données d’entrée requises, leurs limites, ainsi que le domaine de validité des résultats de la
méthode de calcul considérée. Des exemples de données d’entrée requises et leurs domaines ou leurs
limites prévues pour lesquels le calcul a été validé sont, par exemple, la géométrie, les propriétés des
matériaux et les conditions aux limites. La plage d’applicabilité et l’exactitude de la méthode de calcul
doivent être clairement indiquées dans la documentation.
NOTE L’emploi de la méthode de calcul hors des scénarios indiqués, déterminés par le biais du processus
de validation, entraînera des erreurs significatives dans les décisions relatives à la sécurité et les mesures de
protection contre l’incendie mises en œuvre (voir en 5.3 les exigences relatives à l’identification de la plage
d’applicabilité déterminée par un processus de validation).
Les normes sur les méthodes de calcul doivent inclure un ou plusieurs exemples (ou cas d’étude) dans
une annexe informative. En spécifiant les composants requis d’un cas d’étude dans une norme sur les
méthodes de calcul (par exemple ISO 16734 à ISO 16737), des conseils sont ainsi donnés sur la façon
d’appliquer correctement la norme, avec des informations contenues dans la norme elle-même sur
les exigences concernant les limites et les paramètres d’entrée. Des exemples issus de problèmes du
monde réel peuvent être: (l’évolution de) la température d’un corps en acier, ou une agression par le
feu d’un câble dans une centrale nucléaire. Dans la mesure où des exemples sont disponibles dans les
publications, l’exigence de cas d’étude dans une annexe informative à une norme sur les méthodes de
calcul peut également être satisfaite par référence, par exemple à des manuels qui incluent ces exemples.
4.3 Manuel de l’utilisateur
4.3.1 Généralités
Un manuel de l’utilisateur n’est requis que dans le cas de l’utilisation de modèles informatiques.
Il convient que le manuel de l’utilisateur pour un modèle informatique permette aux utilisateurs de
comprendre l’application et la méthodologie du modèle, de reproduire l’environnement d’exploitation
de l’ordinateur et les résultats des exemples de problèmes inclus dans le manuel, de modifier les entrées
de données et d’exécuter le programme pour des gammes spécifiées de paramètres et de cas extrêmes.
Il est recommandé que le manuel soit suffisamment concis pour servir de document de référence à la
préparation des données d’entrée et à l’interprétation des résultats. Il convient que la documentation
d’installation, de maintenance et de programmation soit incluse dans le manuel de l’utilisateur ou
fournie séparément. Il convient qu’il y ait des informations suffisantes pour installer le programme sur
un ordinateur. Il convient que toutes les formes de documentation incluent le nom et des informations
suffisantes pour définir la version spécifique de la méthode de calcul et pour définir l’organisation
responsable de la maintenance de la méthode de calcul, et pour fournir une assistance.
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Pour les modèles informatiques, le manuel de l’utilisateur doit fournir toutes les informations dont a
besoin un utilisateur pour appliquer correctement un modèle informatique. Les éléments qu’il convient
d’inclure sont énumérés dans les paragraphes 4.3.2 à 4.3.10.
4.3.2 Description du programme
La description du programme consiste en
a) une description complète du modèle,
b) une description des tâches de traitement de base effectuées, et les méthodes de calcul et les
procédures utilisées (un logigramme peut être utile), et
c) une description des types de compétences requises pour exécuter des cas types.
4.3.3 Instructions d’installation et de fonctionnement
Les notices d’installation et d’utilisation doivent
a) identifier la configuration matérielle minimale requise,
b) identifier le ou les ordinateurs sur lesquels le programme a été exécuté avec succès,
c) identifier les langues de programmation et les systèmes d’exploitation du logiciel et la version utilisée,
d) fournir des instructions pour installer le programme,
e) fournir le temps en personnel type et la durée d’installation pour l’exécution d’un cas type, et
f) fournir les informations nécessaires pour estimer le temps d’exécution de l’ordinateur sur des
systèmes informatiques applicables pour des applications types.
4.3.4 Caractéristiques du programme
Les caractéristiques du programme doivent
a) décrire les fonctions de chaque option principale disponible pour résoudre les divers problèmes
avec des conseils pour choisir ces options,
b) identifier les limites d’applicabilité (par exemple la plage de scénarios sur lesquels la théorie sous-
jacente est connue ou estimée valide ou la plage de données d’entrée sur laquelle la méthode de
calcul a été soumise à essai), et
c) dresser la liste des restrictions et/ou limites du logiciel, notamment des plages de données
appropriées et du comportement du programme lorsque ces plages sont dépassées (il convient de
dériver ces informations de la documentation technique et qu’elles soient cohérentes avec cette
documentation).
4.3.5 Description des données d’entrée
La description des données d’entrée doivent
a) désigner et décrire chaque variable d’entrée, son unité, la valeur par défaut (le cas échéant) et la
source (si elle n’est pas largement disponible),
b) décrire toutes les techniques d’entrée particulières,
c) identifier les limites des entrées sur la base de la stabilité, de l’exactitude et de la mise en pratique
des données et l’applicabilité du modèle, ainsi que sur leurs limitations résultantes pour les
données de sortie,
d) décrire toutes variables par défaut et le processus permettant à l’utilisateur d’attribuer des valeurs
à ces variables, et,
e) s’il est possible de réaliser plusieurs cas consécutifs, expliquer les conditions de sauvegarde ou de
réinitialisation de données d’un cas à l’autre.
4.3.6 Fichiers de données externes
Les fichiers de données externes doivent
a) décrire le contenu et l’organisation de tout fichier de données externes, et
b) fournir des références de tout programme auxiliaire qui crée, modifie ou mette en forme ces fichiers.
4.3.7 Exigences de contrôle du système
Les exigences de contrôle du système doivent
a) détailler le mode opératoire requis pour configurer et exécuter le programme,
b) dresser la liste des commandes d’exploitation de contrôle du système,
c) dresser la liste des messages du programme, avec les réponses appropriées, et,
d) s’il est possible de le faire, décrire comment arrêter le programme pendant l’exécution, comment le
reprendre ou le quitter, et le statut des fichiers et des données après l’interruption.
4.3.8 Informations de sortie
Les informations de sortie doivent
a) décrire les résultats du programme et tout affichage graphique et logiciels de traçage, et,
b) le cas échéant, fournir des instructions permettant de juger si le programme a convergé vers une
solution correcte.
4.3.9 Exemples de problèmes/cas d’étude
Les exemples de problèmes/cas d’étude fournissent des exemples de fichiers de données avec les sorties
associées pour permettre à l’utilisateur de vérifier le bon fonctionnement du programme. Il convient
que ces exemples de problèmes utilisent le plus possible d’options programmées disponibles. (Voir,
pour comparaison, la section 4.2.4.)
4.3.10 Gestion des erreurs
La gestion des erreurs consiste à
a) dresser la liste des messages d’erreur qui peuvent être générés par le programme,
b) fournir une liste d’instructions pour des actions appropriées lorsque des messages d’erreur s’affichent,
c) décrire le comportement du programme lorsque des limites sont dépassées, et
d) décrire les procédures de restauration.
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5 Méthode
5.1 Généralités
La vérification et la validation d’une méthode de calcul constituent le processus qui permet de
déterminer dans quelle mesure une méthode de calcul est une représentation exacte du monde réel
du point de vue des utilisations prévues de la méthode de calcul (validation), et dans quelle mesure
l’implémentation d’une méthode de calcul représente exactement la description conceptuelle faite
par le développeur de la méthode de calcul et de la solution de la méthode de calcul (vérification). La
vérification est le processus permettant de déterminer si les équations sont correctement résolues, en
supposant que les équations correctes sont utilisées. La validation permet de s’assurer que les résultats
correspondent à ce qui est attendu dans le monde réel.
La Figure 2 présente de façon très générale les phases de modélisation et de simulation, et le rôle de la
vérification et de la validation dans ces processus appliquées aux modèles informatiques du feu.
Figure 2 — Exemple: Phases de développement d’un modèle informatique
Le modèle conceptuel découle d’une analyse du monde réel (parfois du système physique) et est composé
de données et d’équations de modélisation mathématique qui décrivent le système physique (équations
de Navier-Stokes, conservation de l’énergie et de la masse, et modèles physiques supplémentaires comme
les modèles de turbulence, les aspects du comportement humain, le comportement des structures, le
risque, etc.). La vérification concerne la relation e
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
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