Peintures intumescentes – protection efficace contre l’incendie de structures porteuses

Un revêtement intumescent, souvent appelé peinture intumescente, est l’un des moyens les plus faciles et efficaces pour la protection contre l’incendie d‘éléments porteurs de bâtiments. Les systèmes de peinture intumescente isolent la structure porteuse du bâtiment (colonnes, poutres, planchers et toitures) et reportent ainsi l’effondrement imminent de la structure. Ils doivent contribuer à l’atteinte de la classe de résistance au feu prescrite pour la structure porteuse. Par conséquent, ils jouent un rôle important dans la réalisation de la plus haute priorité de la protection passive contre l’incendie, c’est-à-dire empêcher le bâtiment de s’effondrer, de sorte qu’il y a suffisamment de temps pour l’évacuer en toute sécurité et que les services d’urgence et l’équipe de sauvetage puissent remplir leur tâche.

Les peintures intumescentes sont de plus en plus utilisées pour la protection contre l’incendie de structures porteuses, en particulier de structures en acier, qui sont de plus en plus populaires dans la conception architecturale moderne des bâtiments industriels et commerciaux. Dans le domaine de la protection contre l’incendie, un système de peinture offre de nombreux avantages :

• Ne modifie pas les propriétés intrinsèques, par exemple les propriétés mécaniques, des matériaux
• Mise en œuvre et application facile
• Différents types de peinture intumescente disponibles pour une utilisation sur différents matériaux, tels que l’acier, le bois, les éléments composites et le béton.

Comment fonctionnent les peintures intumescentes ?

Une peinture intumescente est un revêtement réactif qui foisonne lorsqu’il est exposé à la chaleur, augmentant son volume et réduisant sa densité. Concrètement, cela signifie qu’une peinture intumescente réagit à la chaleur en foisonnant d’une manière contrôlée à un multiple de son épaisseur initiale. La peinture produit un résidu de carbone composé d’un grand nombre de petites bulles, qui forment une couche isolante et protègent ainsi le support.

Les produits intumescents devraient donc empêcher la structure porteuse du bâtiment de s’effondrer. Ce phénomène se produit lorsque le matériau dont la construction se compose atteint son moment de défaillance.

Le moment de défaillance d’acier est déterminé par la température critique de l’acier, qui est définie comme la température à laquelle la capacité portante est égale à l’effet des charges appliquées (c.-à-d. le moment où l’effondrement de l’élément en acier est imminent). La température critique d’acier peut varier de 350°C à 750°C, principalement en fonction de la charge. Dans la plupart des cas, il est situé entre 500 °C et 620 °C.

Le moment de défaillance de béton est déterminé par la température critique de l’armature (normalement entre 350°C et 500°C) et une température de 500°C dans l’élément en béton.

Le moment de défaillance de bois est déterminé par la section restante du bois après carbonisation.

Directives pour l’application correcte de systèmes de peinture intumescentes sur l’acier - préparation

Les peintures intumescentes font toujours partie d’un système. Les structures en acier sont protégées par un primer anticorrosion, une peinture intumescente et parfois une couche de finition. Le primer anticorrosion doit assurer une adhérence suffisante de la peinture à l’état froid et une adhérence suffisante des résidus de carbone intumescents en cas d’incendie et protéger l’acier contre la corrosion. En plus de sa fonction décorative, la couche de finition devrait, en cas d’exposition à des facteurs environnementaux spécifiques, également fournir une protection contre la désintégration précoce et l’altération et prévenir la perte de fonction de la couche intumescente.

L’acier doit être nettoyé au jet d’eau avant l’application d’un primer compatible afin de répondre à la classe Sa 2.5 conformément au Swedish Standard. Toute trace de graisse, d’huile, de rouille, de saleté ou toute autre contamination qui peut empêcher une adhérence appropriée doit donc être enlevée.

Les primer suivants sont compatibles avec les produits PROMAPAINT® :

• les primer acryliques
• les primer à base de résines alkydes
• les primer époxydiques à deux composants
• les primer époxydiques riches en zinc
• les primer à base de silicates de zinc
• le polybutadiène (Promat®-TY-ROX)

La préparation du béton et du bois dépend de l’état de la construction. Contactez le Promat Technical Excellence Center pour plus d’informations.

Quelle est l’épaisseur du film sec (EFS) de la peinture intumescente ?

L’épaisseur du film sec et la quantité de matériau requise pour une résistance au feu donnée (R 30, 60, 90, 120 ou plus) dépendent de plusieurs facteurs.

L’épaisseur du film sec de peintures intumescentes pour la protection résistante au feu des structures en acier est déterminée par les facteurs suivants :

• Le facteur de massiveté Am/V – c’est-à-dire le rapport entre la taille de la surface « Am » (en m²) directement exposée au réchauffement et le volume d’acier « V » (en m²). Plus le facteur de massiveté est élevé, plus l’acier se réchauffe rapidement et plus la couche de protection doit être épaisse.
• L’exposition - le nombre de côtés exposés. S’agit-il d’une colonne ou d’une poutre, d’un élément composite, d’un profilé tubulaire, etc. ?
• La température critique – la température maximale selon le taux d’utilisation de la tension. Plus la température critique est basse, plus elle est atteinte rapidement et plus la couche protectrice doit être épaisse.
• Classement – résistance au feu demandée (R 60, R 120, etc.).
• Normes et approbations d’essai – épaisseurs de protection différentes possibles pour le même classement.

Épaisseur du film humide (EFH) et épaisseur du film sec (EFS)

L’épaisseur du film humide (EFH) doit être mesurée régulièrement lors de l’application du revêtement à l’aide d’un peigne de mesure.

L’épaisseur du film sec (EFS) peut être déterminée en multipliant l’épaisseur du film humide (EFH) par un nombre spécifique qui varie d’un produit à l’autre. Pour les produits Promat, cette valeur se situe entre 0,68 et 0,7. (Veuillez consulter la feuille de produit du revêtement en question pour plus d’informations).

L’épaisseur maximale admise dépend du revêtement et de la consommation théorique (TSR : theoretical spreadrate).

Une fois la peinture suffisamment durcie, l’épaisseur du film sec doit être mesurée à l’aide d’une jauge d’épaisseur de revêtement électronique. Les jauges d’épaisseur de revêtement électroniques avec une fonction statistique pour enregistrer des mesures et calculer leurs moyennes sont les plus appropriées. Si le revêtement est appliqué sur un primer, l’épaisseur de la couche de primer doit être déduite de l’épaisseur mesurée.

Dois-je appliquer une couche de finition sur les peintures intumescentes pour la protection d’acier ?

Lorsque la peinture intumescente est appliquée à l’intérieur, aucune couche de protection ne doit être appliquée. Dans le cas d’applications à l’intérieur avec exposition aux taux d’humidité élevés et à l’extérieur sous abri, une ou plusieurs couches de protection devraient être appliquées.

Comment choisir le meilleur type de peinture intumescente pour mon projet ?

Le type de couche de finition doit être déterminé en fonction de l’usage prévu du système et des conditions environnementales.

L’ETAG 018 définit les catégories d’usage suivantes pour les produits résistants au feu :

• Usage prévu type X – système de peinture intumescente destiné à toutes les classes d’usage (usage à l’intérieur, à l’extérieur sous abri et à l’extérieur)
• Usage prévu type Y - système de peinture intumescente destiné à usage à l’intérieur et à l’extérieur sous abri, incl. températures inférieures à zéro, mais aucune exposition à la pluie et exposition limitée aux rayons UV (non évaluée).
• Usage prévue** type Z1** - système de peinture intumescente destiné à l’usage à l’intérieur avec exposition aux taux d’humidité élevés à l’exclusion des températures inférieures à zéro.
• Usage prévue type Z2 - système de peinture intumescente destiné à l’usage à l’intérieur avec des classes d’exposition à l’humidité autres que Z1, à l’exclusion des températures inférieures à zéro.

À condition qu’une couche de protection spécifique soit appliquée (adaptée aux conditions environnementales), des systèmes de peinture intumescentes peuvent également être utilisés à l’ intérieur avec une forte exposition à l’humidité, à l’ extérieur sous abri et à l’extérieur.

Les familles chimiques suivantes conviennent le mieux comme couche de protection pour les peintures intumescentes :

• Les peintures polyuréthanes à deux composants
• Les peintures acryliques en polyuréthane à deux composants
• Les peintures acryliques copolymères
• Les peintures polyuréthanes
• Les peintures acryliques PU
• Les peintures époxydiques
• Les peintures uréthanes à base d’alkydes

Les systèmes de peinture intumescentes conviennent-ils à la protection des structures en béton et en bois?

Les peintures intumescentes peuvent également être utilisées pour protéger le béton. Dans ce cas, l’épaisseur de protection requise pour une certaine résistance au feu doit être déterminée en fonction de la température critique de l’armature (entre 350 °C et 500 °C) et de la couverture en béton (la plus petite distance entre la surface de l’armature et la surface extérieure du béton).

Les revêtements intumescents (en particulier les variantes transparentes) peuvent également être utilisés pour réduire la réaction au feu et pour améliorer la résistance au feu du bois.