1
Le feu
2 Aspects réglementaires
3
Notions essentielles
a. Réaction au Feu
b. Couverture
c. Résistance
au Feu
d. Justifications : essais / calculs,
pièces justificatives et laboratoires
e. Moyens
de Protection : Passif / Actif
4
Méthodologie de classement
a. La réaction au feu est la capacité d'un matériau à apporter un aliment permettant au feu de se développer.
Pour mémoire, la méthode française, pour les matériau x ayant fait l'objet d'une caractérisation, était composée de 5 classes de sévérité (de M0 à M4) formant deux groupes plus une catégorie pour les matériaux non classés.
| Caractère | Incombustible | Combustible | Non classés | |||
| Ininflammable | Difficilement inflammable | Moyennement inflammable | Facilement inflammable | |||
| Classement | MO | M1 | M2 | M3 | M4 | NC |
| Critères d'appréciation | pouvoir
calorifique inférieur à 600 kCal/kg | pas
de production de chaleur notable | production de chaleur croissante + chute de gouttes | |||
| Principaux matériaux | béton,
plâtre, verre, terre cuite, métaux, laine minérale | mousse phénolique, matériaux ignifugés | PVC rigide, certains bois | bois
résineux, laine, feutre | polyuréthane, polystyrène, carton | autres matériaux |
Reconnues dans tous les pays européens, les Euroclasses sont au nombre de 7, présentées en ordre croissant de performances :
| F | produits non classés | Aucune performance de réaction au feu déterminée |
| E | produits combustibles | Produits capables de résister à l'attaque d'une petite flamme, sans propagation substantielle |
| D | produits combustibles | Produit résistant pendant une période plus longue à l'attaque d'une petite flamme. Capable de subir l'attaque thermique issue d'un objet isolé en feu avec un dégagement calorifique retardé et limité |
| C | produits combustibles | Idem D avec des critères plus stricts |
| B | produits combustibles | Idem C avec des critères plus stricts |
| A2 | produits peu ou très peu combustibles | Classe B + faible contribution à la charge d'un incendie et au développement du feu dans le cas d'un feu très développé |
| A1 | produits incombustibles | Aucune contribution, y compris dans un feu très développé. Censé satisfaire automatiquement aux autres classes inférieures |
| Production de fumées | Production de gouttes ou débris enflammés |
| S1 : faible production de fumées | d0 : absence de gouttes enflammées |
| S2 : production moyenne de fumée | d1 : pas de gouttes enflammées (persistance > 10 secondes) |
| S3 : aucune limite requise | d2 : gouttes enflammées (persistance > 10 secondes) |
| Exigences | Produits hors revêtements de sol | Produits de revêtements de sol | |||
| Incombustibles | A1 | A1n | |||
| M0 | A2 | s1 | d0 | A2n | s1 |
| M1 | s1 s2 s3 | d1 d0 d1 | |||
| B | s1 s2 s3 | d0 d1 | |||
| M2 | C | s1 s2 s3 | d0 d1 | ||
| M3 | D | s1 | d0 | A2n | s2 |
| Bn | s1 s2 | ||||
| Cn | s1 s2 | ||||
| M4 (non gouttant) | s2 s3 | d1 | |||
| M4 | E (sauf Ed2) | Dn | s1 s2 | ||
| - | F | En | |||
| Fn | |||||
ATTENTION : correspondance ne signifie pas performance égale (les critères sont différents)
En matière d'incendie, la performance des éléments de couverture traduit leur aptitude à limiter la propagation d'un incendie à l'intérieur d'un bâtiment vis-à-vis d'un feu extérieur.
L'arrêté
du 14 février 2003 a repris les critères dominants présents
dans l'ancien texte :
- le temps, temps de passage du feu au travers de la
toiture,
- l'indice, durée de propagation du feu à la surface
de la toiture.
La caractérisation s'effectue à la suite d'essais, mais, avec le nouveau texte, est apparue une nouvelle classification, transposition des classements européens :
• BRoof (t3) : Temps : T >
30 min (classe T 30)
Indice : durée > 30 min (indice 1)
•
CRoof (t3) : 15 min < T < 30 min (classe T 15)
10 min < D < 30
min (indice 2)
• DRoof (t3) : T < 15 min (classe T 5)
D <
10 min (indice 3)
La résistance au feu est le temps pendant lequel un élément de construction peut jouer le rôle qui lui est dévolu, malgré l'action de l'incendie.
L'arrêté
du 22 mars 2004 apporte l'harmonisation des notations, des critères, des
méthodes et moyens d'essais, mais surtout la reconnaissance de méthodes
de calcul et de l'ingénierie de la résistance au feu.
La résistance
au feu d'un élément est déterminée par des essais
effectués en utilisant une action thermique issue de la courbe publiée
dans la norme ISO 834 (courbe d'incendie conventionnel).
Les critères
de résistance au feu définissent le classement de résistance
au feu qui, associé au degré de résistance au feu (durée
pour atteindre les critères), constitue les caractéristiques de
résistance au feu d'un élément de construction.
Les critères
principaux de résistance au feu, définis dans l'arrêté
du 22 mars 2004, sont décrits dans le tableau ci-dessous :
| LES
CRITERES et leurs définitions | Classement
Français | |
| Résistance
mécanique (R) : Aptitude à résister à l'attaque thermique d'un incendie sans perte de stabilité structurelle | Stable
au Feu (SF) |  |
Etanchéité au feu (E) : Aptitude à empêcher le passage de flammes
et de gaz chauds | Pare - Flammes (PF) |  |
Isolation thermique (I) : Aptitude à empêcher l'élévation de la température de la face non exposée à l'incendie | Coupe
- Feu (CF) |  |
Rayonnement thermique (W) aptitude à ne pas émettre un rayonnement thermique supérieur à 15 kW/m² | Ce dernier critère n'est pas utilisé en France | |
• Structure : planchers, plafonds,
poteaux, poutres,
• Second oeuvre : cloisons, portes, vitrages, verrières,
• Protection : Flocages, plaques, calfeutrements, peintures
•
Equipements sécurité : ventilateurs, clapets, conduits, exutoires,
trappes, ...
| Classement français | Nouvelle Classification |
| Stable au Feu (SF) | R |
| Pare-Flamme d'un élément porteur (PF) | RE |
| Pare-Flamme d'un élément non porteur (PF) | E |
| Coupe-Feu d'un élément porteur (CF) | REI |
| Coupe-Feu d'un élément non porteur (CF) | EI |
15, 30, 60, 90, 120, ...
Enfin, à ces nouveaux critères
de performance deux autres types de critères ont été ajoutés
:
| Critères spécifiques pour équipements | Critères additionnels |
| Exutoires
de fumées (30 min) : B0 (300°C) - 400 °C - 600 °C) Aptitude d'un exutoire à évacuer les gaz chauds et les fumées durant les 30 premières minutes | Etanchéité aux fumées
froides : S Aptitude à faire obstacle au passage des fumées d'un incendie même relativement froides |
| Ecrans
de cantonnement (30 min) : D600 (600 °C) - DH (ISO 834) Aptitude à cantonner les gaz chauds et les fumées durant les 30 premières minutes | Fermeture automatique : C Aptitude d'une porte, d'un clapet ou d'un volet à se fermer automatiquement |
| Ventilateurs
de désenfumage (30 min) : F? (200/300/400/600/834) Aptitude à évacuer les gaz chauds et les fumées durant les 30 premières minutes | Résistance à un impact : M NON UTILISE EN FRANCE Aptitude d'un élément séparatif vertical à résister à un choc mécanique latéral |
La massivité
Matériau incombustible, l'acier n'en est pas moins un bon conducteur de chaleur. Non protégées, les sections en acier s'échauffent alors rapidement au cours d'un incendie et la température atteinte par les profils dépend de leur massivité. Cette notion désigne le quotient de la masse linéique par la surface exposée linéique. Dans les tableaux, on exprime aussi de façon pratique cette grandeur par le facteur de massiveté défini comme le quotient du périmètre exposé au feu p (m) par la section A (cm²), soit :
Exposition au feu (facteur de massivité en m-1) | 3
faces | 4
faces
|
IPE 160  | 269 | 310 |
HEA
160  | 192 | 234 |
Facteur de massivité : p/A (en m-1)
Le facteur de massiveté dépend donc du profil utilisé et de sa surface exposée.
Pour démontrer ou justifier le comportement au feu d'un élément ou d'un produit de construction, il faut avoir recours à des essais ou, dans certains cas, à des calculs.
Les essais sont font l'objet de normes définissant les méthodes et les moyens expérimentaux à mettre en œuvre en fonction du comportement à observer. Ces essais doivent être effectués par des laboratoires agréés qui délivrent ensuite une pièce justificative.
L'ingénierie de la sécurité incendie est une approche nouvelle basée sur des objectifs à atteindre, notamment grâce aux méthodes décrites dans les parties " Feu " des principaux Eurocodes. Cette démarche prend en compte la capitalisation des expériences et des connaissances actuelles en matière de comportement et de développement du feu. La notion de " feux réels " remplace alors la référence normalisée de l'incendie conventionnel (courbe ISO 834).
Les pièces justificatives
| Cinq justificatifs de comportement au feu des ouvrages | ||||
| DENOMINATION | OUVRAGES CONCERNES | DETENTEURS (*) | VALIDITE | OBSERVATIONS |
| Note de calculs | Ouvrages traditionnels | IMaître
d'œuvre BET Entreprise | Non limitée | Etablie sur la base des règles en vigueur (arrêté du 22 mars 2002) |
| Procès-Verbal (PV) de caractérisation de protection (béton et acier) | Produits de protection (plâtre incendie, fibres, peintures, encoffrement produits pâteux) | Industriel ou entreprise (détenteur du procédé) | 5 ans | Après essai en laboratoire, établissement d'abaques indiquant les épaisseurs de protection en fonction des caractéristiques de la structure et de la durée de stabilité au feu requise |
| Procès-Verbal (PV) de classement de résistance au feu | Montages non concernés précédemment : ouvrages en plaques de plâtre, portes, vitrages, conduits aérauliques,… | Industriel ou entreprise (détenteur du procédé) | 5 ans | Justification de la résistance au feu du montage testé et précision des domaines de validité |
| Extensions de classement | Modifications de montage de portée générale (hauteur, portée, composition) et exploitables comme le PV de classement correspondant | Industriel ou entreprise (détenteur du procédé) | 5 ans | Extension des domaines d'emploi de montages ayant fait l'objet d'un PV de classement |
| Avis de chantier | Montages spécifiques sur un chantier pour lesquels il n'existe pas de procédures d'essais | Maître
d'ouvrage Concepteur Entreprise | Chantier visé | Pour un chantier donné justification de la résistance au feu de l'ouvrage projeté. |
(*) Le détenteur est l'entité qui produit ou fait la demande d'obtention d'une pièce justificative Les pièces justificatives ne sont délivrées que par les laboratoires agrées, à l'exception de la note de calculs.
Les
laboratoires
En France, la liste des laboratoires agréés
par le Ministère de l'Intérieur dépend de la spécialité
:
Réaction au Feu
- Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB), Station Sécurité Feu, Champs-sur-Marne (77)
- Sociéte nationale des Poudres et Explosifs (SNPE), Centre du Bouchet, Vert-le Petit (91)
- Laboratoire National d'Essais (LNE), Station d'essais, Trappes (78)
- Laboratoire Central de la Prefecture de Police (LCPP), Paris (75)
- Institut français du Textile et de l'Habillement
(IFTH), Ecully (69)
Résistance au Feu
- Efectis France (ex CTICM), Station d'Essais, Maizières-les-Metz (57)
- Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB), Station Sécurité Feu, Champs-sur-Marne (77)
La durée de stabilité
au feu d'un profilé métallique sans traitement spécifique
n'excède que rarement la demi-heure (SF £ ½ h) lorsqu'il est
placé sous une charge courante.
Les moyens de protection passive sont
alors utilisés pour limiter l'échauffement des profilés en
acier et ainsi satisfaire aux exigences.
La première solution est
basée sur la mise en œuvre d'un élément entre l'acier
et la zone de feu. Cet élément de protection thermique interposé
peut être de nature diverse et en contact ou non avec l'acier conduisant
à une famille de quatre systèmes :
- la protection par écran,
horizontal ou vertical
- la protection rapportée autour de l'acier
-
la section mixte (apport de béton autour ou dans l'élément
en acier)
- le refroidissement par eau (peu usité en France)
La seconde solution repose sur l'éloignement de la structure, en particulier vers l'extérieur.
Tout dispositif de protection doit avoir fait l'objet au préalable d'une évaluation par un laboratoire agréé et bénéficier d'un classement de stabilité au feu.
la protection par écran
Le principe d'une protection par écran
repose sur l'interposition d'éléments dissociés de la structure
à protéger formant une paroi continue. En position verticale, ce
sont des panneaux de cloison, en position horizontale, il s'agit de plafonds suspendus.
Le produit utilisé doit avoir subi un essai de résistance au feu.
Les
procès verbaux délivrés par les laboratoires agréés
concernant les plafonds suspendus indiquent leur degré de résistance
au feu. Dans le cas des cloisons, les avis n'existent pas pour toutes les combinaisons
de panneaux ; il faut alors se renseigner auprès du fabricant.
Les
propriétés du matériau doivent être choisies en fonction
des exigences de performances au feu, mais elles permettent aussi souvent de contribuer
aux autres fonctions d'isolations acoustique et thermique et d'esthétique.
A
la mise en œuvre, il est essentiel de veiller aux détails d'assemblage
et de fixations entre les éléments constitutifs de l'écran
et les autres parties de l'ouvrage ainsi qu'aux jonctions entre les éléments
eux-mêmes.
la protection rapportée
C'est le principe le plus couramment utilisé. La notion de protection rapportée est associée à l'utilisation du facteur de massiveté pour la détermination des températures atteintes par les profils et par conséquent pour la composition des éléments de protection. On distingue trois types de produits.
Les produits projetés
ou flocages peuvent être fibreux ou pâteux. Ils sont généralement
composés de fibres minérales, de vermiculite, de laitier ou de plâtre
accompagnés d'un liant.
Effectuée à l'aide d'un appareillage
spécial, la projection a lieu en milieu humide. Plusieurs couches peuvent
être nécessaires allongeant alors les temps de séchage.
Les
durées de stabilité au feu obtenues peuvent atteindre 4 heures
Produits projetés
Les
peintures intumescentes sont des produits dont la particularité
réside dans la transformation à la chaleur.
A froid, l'épaisseur
du film varie de 0,5 à 4 mm d'épaisseur. Porté à une
température entre 100°C et 200°C, le produit gonfle et se transforme
en mousse, atteignant des épaisseurs de 30 à 40mm, qui assure la
protection de l'élément métallique.
Ces peintures sont
mises en oeuvre selon un mode traditionnel : pistolet ou brosse, mais nécessitent
une grande rigueur dans leur phase d'application afin de s'assurer de l'homogénéité
de la protection.
La conservation de l'esthétique de l'acier constitue
le principal intérêt de ce type de protection qui peut atteindre
des degrés R allant jusqu'à 120 minutes.
Peintures intumescentes
Les
produits en plaques sont à base de plâtre, de vermiculite,
de fibres minérales ou de composés silico-calcaires.
Le principe
consiste à former un caisson autour de l'élément métallique.
Les modes de fixation sont mécaniques (vis, agrafes) ou par collage.
Les
risques de passage de gaz chauds au droit des joints requièrent une attention
particulière lors de l'exécution.
Cette solution est très
adaptée à une réalisation soignée, comme dans le cas
du logement. Les performances peuvent atteindre R 120.
Produits en plaques
la section mixte
Le principe repose sur l'addition de béton
par enrobage du profilé en acier ou par " remplissage " (tube
creux). Ce procédé permet d'ajouter à la protection une capacité
structurelle et de réduire les besoins de traitement anti-corrosion.
Le
poids de la structure s'en trouve significativement augmenté, mais la performance
en résistance peut atteindre R180.
les systèmes irrigués
Ce procédé est employé avec
des profils creux remplis en permanence d'eau, amenée ou non à circuler
selon les systèmes. Il repose sur le maintien contrôlé de
la température.
Dans les cas de circulation d'eau, il y a échauffement
au niveau du foyer d'incendie puis déplacement de l'eau chauffée
et remplacement par de l'eau froide grâce à un principe de thermosiphon
au sein du circuit. Sans circulation, chaque poteau est rempli d'eau et possède
un dispositif autonome de régulation.
Teau < 110°C ⇨ Tacier < 250°C
Complexe à mettre en œuvre, ce type de procédé nécessite un entretien régulier.
la structure à l'extérieur
Dans
cette position, les profils métalliques ne sont soumis qu'aux flammes sortant
des baies ou au rayonnement émis par les parties d'ouvrages embrasées.
Le contact avec l'air ambiant favorise en outre le refroidissement.
L'emplacement
de la structure par rapport à la façade peut éventuellement
permettre de ne pas avoir de protection incendie.
section mixte
e. Les moyens de protection active (suite)
Les moyens de protection contre l'incendie sont dits " actifs " lorsqu'ils mettent en œuvre des dispositifs dynamiques (détection, alarmes, désenfumage, sprinkleurs, DAS) ou font intervenir l'action humaine pour éteindre un début d'incendie (RIA, extincteurs).
 |  |  |  |  |
| détection | Balisage | désenfumage | extinction | sprinkleurs |
Le premier objectif de tels dispositifs est de permettre l'évacuation des personnes dans les meilleurs délais et de faciliter l'intervention rapide des secours par la limitation du développement du feu.
les systèmes de détection
La détection incendie fait appel à différents types d'appareils que l'on peut caractériser à l'aide des procédés utilisés (statique, vélocimétrique ou différentiel), des phénomènes détectés (fumée, flammes, chaleur, gaz) et de leur champ d'action (ponctuel ou linéaire).
| DETECTEURS | FONCTIONNEMENT | DOMAINE APPLICATION |
| Ionique | Comparaison entre air ambiant et air contenu dans " chambre de référence " | Bureaux, circulation |
| Fumées | Atténuation ou diffusion de la lumière par les fumées | Locaux techniques ou à risque de feu très fumigène |
| Flammes | Système optique, sensible aux infrarouges ou ultraviolets | Stockage de liquides inflammables ou groupe électrogène |
| Thermiques | Sensibilité à la chaleur | Locaux à ambiance agressive, (en complément d'autres dispositifs) |
| Thermovélocimétriques | Sensibles à la vitesse d'élévation de la température | Locaux
à ambiance agressive, (à placer près des sources de chaleur normales) |
les systèmes d'extinction
et de désenfumage
Les procédés d'extinction, couramment employés dans les entrepôts, sont des générateurs de mousse, dont les effets sont l'appauvrissement de l'oxygène du local et/ou le refroidissement.
Les systèmes d'extinction automatique à eau (sprinkleurs) sont définis pour participer à la détection grâce à des têtes thermosensibles. Lorsqu'ils sont mis en œuvre dans les ERP, les sprinkleurs doivent toutefois être couplés à un autre procédé de détection.
Le système d'extinction à gaz utilise le CO2, le FM200, le Novec ou d'autres gaz et repose sur le principe d'appauvrissement en O2 du volume soumis à l'incendie. Ce procédé est souvent destiné aux locaux informatiques, salles blanches,…
Les exutoires sont des équipements destinés à faciliter l'évacuation des fumées et des gaz chauds pour permettre l'évacuation des personnes et limiter l'élévation de température dans les locaux. Ces équipements sont des ouvrants d'aspect et de formes variés (simple ou double vantail, à lamelles) placés en couverture ou en façade, qui peuvent être déclenchés manuellement, par fusibles ou encore à l'aide d'un DAD.
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Le feu
2 Aspects réglementaires
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Notions essentielles
a. Réaction au Feu
b. Couverture
c. Résistance
au Feu
d. Justifications : essais / calculs,
pièces justificatives et laboratoires
e. Moyens
de Protection : Passif / Actif
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Méthodologie de classement