Protection des structures métalliques contre l’incendie

Structure métallique

Du profilé préfabriqué aux poutrelles cellulaires, en passant par le plancher collaborant*, jusqu’à l’ossature métallique d’un bâtiment, l’étendue des éléments de structure métallique est quasi infinie.

Malgré la quantité d’énergie nécessaire à sa fabrication ou au recyclage des métaux, ce type de structures peut être un choix intéressant sur le plan de la durabilité grâce, notamment, à sa durée de vie.

On sait qu’une structure en acier doit atteindre des températures supérieures à 500°C pour voir apparaître un risque d’effondrement. Ce type de structure ne représente donc pas de risque supplémentaire pour les personnes et pour les biens. Cependant il faut que les structures aient été conçues pour qu’une déformation dans la zone potentiellement touchée par un incendie n’engendre pas d’effondrement indirect dans une zone non touchée.

On peut améliorer la structure en y introduisant des redondances, comme en doublant les palées de stabilité. Il faut également faire attention à certains éléments qui se dilatent sous l’effet de la chaleur, c’est d’autant plus important lorsque l’acier est associé à d’autres matériaux. Pour lutter contre ces problèmes il est nécessaire d’étudier les différents éléments de la structure.

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*Plancher collaborant : Ils sont basés sur un principe simple, l’association de deux matériaux. Effectivement le béton étant un matériau extrêmement résistant à la compression mais très fragile en traction. Il n’est donc pas possible de l’utiliser seul pour fabriquer un élément soumis à la flexion tel qu’une dalle. La solution est d’associer le béton avec d’autres matériaux très résistants en traction pour le laisser s’occuper des efforts de compression et ainsi créer des associations de matériaux extrêmement performantes.

Normes contre l’incendie 

Certains éléments constitutifs de la construction doivent permettre de limiter l’avancement d’un incendie. Cela peut par exemple être réalisé via un système de compartimentage, autrement dit, en divisant l’espace en plusieurs zones.

Ainsi, le feu reste confiné au sein de l’endroit sinistré et ne se développe pas dans le reste du bâtiment.  La construction doit être également dotée de ventilations et de dispositifs de désenfumage pour assurer une atmosphère respirable durant l’évacuation.

De plus, les systèmes de télécommunication doivent être protégés pour éviter la perte de contact avec les secours.

La résistance au feu est une donnée essentielle. Elle correspond au temps durant lequel les éléments du bâtiment doivent remplir leur rôle face à l’incendie.

La sécurité incendie dans la conception de bâtiments 

La sécurité incendie dans un bâtiment va dépendre de la manière dont un feu se développe et également de l’efficience des mesures de prévention.

Le type de bâtiment, son affectation, ainsi que le choix des matériaux de construction déterminent en cas d’incendie la quantité et le type de matériaux embrasés et par là le développement du feu et le dégagement de fumée.

Les dispositions (constructives, organisationnelles ou relatives aux installations techniques) doivent être adaptées à la situation spécifique et en conjonction avec la gestion et l’entretien du bâtiment. Ces éléments déterminent le niveau de sécurité incendie du bâtiment.

La sécurité incendie nécessite donc une approche globale. Cet ensemble de mesures forme ce qu’on appelle le « concept de sécurité incendie ». Celui-ci doit être mis en place en concertation entre le maître d’ouvrage, le concepteur et les services de prévention.

Isolation coupe-feu par flocage 

Le flocage coupe-feu désigne l’une des techniques permettant de réaliser une protection passive contre les incendies, que ce soit pour une rénovation ou pour une réhabilitation, un agrandissement ou une extension de bâtiment, ou pour de la construction neuve. L’isolation par flocage est efficace et efficiente dans plusieurs typologies de travaux.

L’isolation coupe-feu par flocage permet de stopper la progression des fumées, d’éviter la propagation des flammes, de maintenir la stabilité au feu des éléments de structure le plus longtemps possible, et enfin de contenir les effets thermiques le plus longtemps possible à la zone sinistrée.

La protection incendie passive sur les matériaux ou éléments de structure métallique (profilés en acier laminé à chaud ; profilés formés à froid ; tubes ; poutrelles cellulaires ; plancher collaborant) est indispensable pour protéger la structure porteuse en cas d’incendie.

La réalisation de cette protection passive peut se faire sous 3 formes différentes :

  • Flocage pâteux
  • Flocage fibreux
  • Peinture intumescente

 

Les 3 types de revêtements de protection passives contre les incendies :

Pour le flocage, on peut différencier deux types de revêtements projetés, le flocage pâteux qui sera humide et le flocage fibreux qui a contrario sera sec.

Le flocage pâteux est un mortier ; il est composé de gypse ou alors de vermiculite. Le flocage pâteux s’applique par projection. On l’utilise fréquemment dans la protection passive contre l’incendie du fait de ses caractéristiques coupe-feu. Puisque l’application se fait à même le support, une fois appliqué le flocage pâteux donnera un aspect rustique uniforme ainsi que des propriétés mécaniques optimales. Attention, il s’applique uniquement sur des supports ne comportant ni joints ni fissures. Ce type de flocage est utilisable pour toute surface plane ou courbe, de par son homogénéité il supprimera les déperditions. Dans la majorité des cas on utilise le flocage pâteux pour être en conformité avec les règles et normes concernant la protection passive contre l’incendie. Cependant ce produit peut également offrir une protection acoustique. De plus, la haute densité de liant fait de lui un produit détenant des capacités mécaniques supérieures.

Le flocage fibreux est un isolant composé essentiellement de laine minérale ; c’est un matériau traditionnel de couleur gris ou blanc. Le flocage fibreux est imputrescible et résiste aux rongeurs et aux parasites. Il est vierge de tout produit nocif ou toxique ; l’intégralité de sa composition est en accord avec la réglementation chimique européenne (REACH). Le flocage fibreux s’adapte à toutes les formes de supports ; c’est un isolant relativement économique avec des délais de réalisation courts. Cet isolant absorbe sans fissurer les dilatations ; il s’applique par projection. Le produit étant relativement léger les épaisseurs peuvent varier entre 10 et 160mm. Le flocage fibreux est utilisé dans le cadre de l’isolation thermique et de la correction acoustique, et enfin de la protection incendie du fait de ses caractéristiques coupe-feu.

Les peintures intumescentes servent au revêtement de différents supports, principalement l’acier. Elles contiennent des éléments qui, sous l’effet de la chaleur d’un incendie, provoquent un gonflement du revêtement. La « meringue » ainsi formée peut atteindre 50 fois l’épaisseur initiale de la couche de peinture, créant une protection passive retardant la déformation ou la combustion du support. Les peintures intumescentes modifient ainsi le comportement des matériaux lorsqu’ils sont confrontés à un incendie.