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Protection résistante au feu des structures en acier – quel système dois-je choisir?
Lors de la sélection du système de protection incendie approprié pour des structures en acier, la question essentielle est la suivante : comment puis-je m’en assurer que la température de l’acier reste en dessous d’une certaine limite, la température dite critique, pendant une certaine période de temps. Si la température de l’acier ne dépasse pas la température critique, la capacité portante en cas d’incendie est maintenue et les déformations sont limitées. L’exigence de résistance au feu est déterminée par la loi nationale et dépend du type de bâtiment. Selon les normes européennes, la résistance au feu est représentée par des classes, qui sont indiquées par des lettres (le critère) et des chiffres, par exemple 30, 60, 90, 120, 180 ou 240 (la durée exprimée en minutes). Dans le cas des structures porteuses, ces classes sont appelées « R 30 », « R 60 », etc., où R représente la capacité portante de la structure en acier.
Choisir un système approprié pour la protection contre l’incendie des structures en acier
Il existe plusieurs solutions pour la protection de structures en acier, telles que
- Revêtement en forme de caisson au moyen de plaques
- Protective membrane horizontal ou vertical au moyen de plaques
- Protection suivant les contours du profilé au moyen de mortiers projetés
- Protection suivant les contours du profilé au moyen de peintures intumescentes
Ce qui suit est un aperçu des aspects à prendre en considération lors du choix du système le plus approprié. Promat offre des solutions testées pour tous ces systèmes – contactez le Promat Technical Excellence Center pour plus d’informations.
Peintures intumescentes
Les peintures intumescentes sont des peintures qui réagissent en cas d’exposition à des températures élevées. Alors que ces types de peintures forment une couche mince sèche à l’état froid, en cas d’incendie, ils foisonnent à une épaisse couche de mousse de carbone (expansion moyenne à 50x l’épaisseur initiale), qui isole la structure porteuse. Il y a des peintures intumescentes en phase aqueuse et en phase solvant.
Les peintures intumescentes sont livrées dans des seaux et sont appliquées à l’aide d’une machine à projeter airless, à la brosse ou au rouleau. Les systèmes de peinture en phase solvant peuvent être appliquées à l’avance dans l’atelier. Cela a l’avantage que la peinture est appliquée dans des conditions contrôlées, mais le transport des éléments peints à leur position finale dans le bâtiment doit être fait avec beaucoup de soin. À l’heure actuelle, les peintures intumescentes en phase aqueuse sont utilisées plus fréquemment parce que leur utilisation est plus sûre et plus saine.
Les peintures intumescentes ont l’avantage esthétique qu’elles sont minces et que la géométrie de la structure en acier reste visible. En outre, elles peuvent être peintes avec différents produits de finition, donnant aux architectes un libre choix de couleurs et d’aspects visuels. Un autre avantage de peintures est qu’elles suivent la géométrie complexe de la structure, par exemple au droit des nœuds de construction (connexions poutre/colonne, etc.).
La fonctionnalité d’une peinture intumescente dépend fortement de l’application correcte, conformément aux instructions du fabricant.
Les applications de peinture nécessitent un peu d’espace libre autour de la structure et parfois l’environnement immédiat doit être protégé (par des bâches en plastique). En outre, suffisamment d’espace doit toujours être prévu autour de la structure (plusieurs cm) afin que la peinture puisse se dilater en cas d’incendie. Les structures protégées par des systèmes de peinture intumescente ne peuvent donc pas être recouvertes de plaques ou d’autres matériaux rigides. Les peintures intumescentes ne peuvent être appliquées qu’à certaines températures ambiantes et températures du support et une certaine humidité relative. Par conséquent, l’application est limitée pendant certaines périodes. Le nettoyage et la préparation de la surface sont essentiels à une adhérence adéquate. En outre, il est important que les temps de séchage et les conditions environnementales pendant le processus de séchage soient respectés. Surtout lorsque plusieurs couches sont nécessaires pour atteindre l’épaisseur finale, le temps de séchage de chaque couche est essentiel pour une adhérence adéquate entre les couches. Enfin, l’épaisseur doit être soigneusement vérifiée afin que l’épaisseur finale réponde à l’exigence. Lors du choix d’un système de peinture, il est important de vérifier la compatibilité de la peinture intumescente et du primer. Les couches de finition doivent parfois répondre à des exigences spécifiques en termes de durabilité.
Plaques résistantes au feu
Les plaques résistantes au feu sont des plaques minérales (en silicates de calcium et/ou de sulfate de calcium) qui sont renforcées par des fibres et des charges. En plus de leurs propriétés résistantes au feu typiques, certaines plaques sont encore optimisées en termes de durabilité, en particulier la résistance à l’humidité. Un avantage majeur des plaques est le fait qu’elles sont produites dans des conditions contrôlées et doivent donc satisfaire à des tolérances strictes pour les propriétés pertinentes, y compris l’épaisseur.
La facilité d’installation de plaques varie considérablement. Alors que certaines plaques n’offrent qu’une faible protection contre le passage des flammes, doivent être montées sur des structures de support complexes (profilés métalliques, clips, vis, colle), demandent beaucoup d’enduisage (enduits, joints, plâtres de finition) et doivent souvent être installées en plusieurs couches, d’autres plaques offrent plus de résistance et peuvent être facilement fixées à l’acier au moyen d’agrafes, à l’aide de cales en biais ou, s’il s’agit de colonnes, simplement sous forme de revêtement en forme de caisson.
Les plaques Promat appartiennent toutes à cette dernière catégorie : elles permettent un montage facile et rapide, de sorte que l’interaction avec d’autres activités sur le chantier soit minime. Pas de perte de temps pour la mise en œuvre et le séchage de colles, charges ou plâtres et pas besoin de profilés métalliques ou de clips. En outre, les plaques Promat ont d’excellentes performances en cas d’incendie, ce qui se traduit par des systèmes monocouches pour de nombreuses applications. Ce n’est que pour des classes de résistance au feu plus élevées qu’il faut parfois appliquer une double couche de plaques. L’installation de constructions monocouches permet de gagner beaucoup de temps. En outre, les constructions monocouches sont plus légères, ce qui réduit la charge sur la structure de support. De plus petits volumes de plaquessont également bénéfiques pour le transport et le stockage.
Il est important de souligner que les systèmes monocouches sont également les systèmes les plus fiables, car la qualité d’installation peut être facilement contrôlée. Dans le cas d’une construction multicouche, montée sur des profilés métalliques au moyen de clips, vis, de la colle, des charges et des plâtres, personne ne sait encore vérifier si le système a bien été installé suivant les règles, après l’installation de la dernière couche de plaques.
Promat propose différentes solutions avec des plaques, en fonction des exigences relatives à la durabilité et la résistance mécanique. Ces caractéristiques sont examinées objectivement par des instituts indépendants conformément aux documents d’évaluation européens (EAD), ce qui donne lieu à la rédaction d’un ETA (European Technical Assessment).
Les procédures de mise en œuvre et d’installation sont relativement simples (couper ou scier, visser et/ou agrafer). Comme il n’y a pratiquement pas de restrictions en termes de temps et de température de mise en œuvre, les plaques peuvent être installées à tout moment.
En plus des revêtements en forme de caisson par fixation directe, Promat offre également des solutions sous forme d’un écran coupe-feu (protective membrane). Dans la pratique, il arrive souvent que le revêtement de la structure du plafond soit trop compliqué en raison de sa géométrie complexe. Dans de tels cas, selon la situation donnée, on peut installer un protective membrane. Ceci est particulièrement utile pour des structures composites ou des chevrons. Si l’on opte pour une solution résistante au feu sous forme d’un écran coupe-feu, il faut veiller à ce que le système réponde à des exigences spécifiques. Les écrans coupe-feu horizontaux doivent être testés suivant EN 13381-1 pour le classement de la capacité portante (R) de la structure ou suivant EN 1365-2 pour le classement de la capacité portante, de l’étanchéité au feu et de l’isolation thermique (REI) du système. Dans certains cas, on peut également poser un écran coupe-feu vertical (testé suivant EN 13381-2). Alternativement, les écrans coupe-feu horizontaux peuvent être testés suivant EN 1364-2.
Ce type d’essai-feu est effectué sans charge mécanique sur le plancher. Ce genre d’écrans coupe-feu n’obtiendra qu’un classement EI pour l’écran lui-même, mais pas de classement R. Néanmoins, ces écrans coupe-feu délimitent le compartiment à la face supérieure, protégeant automatiquement le plancher sus-jacent, quel que soit le type de structure du plancher. Bien sûr, le plancher lui-même doit être en mesure de porter les charges appliquées, mais c’est toujours le cas, pas seulement en cas d’incendie. Ainsi, lorsqu’un plancher est protégé contre l’incendie par un protective membrane testé suivant EN 1364-2, le critère EI est assuré par le protective membrane et le critère R par le plancher.
Mortiers projetés résistants au feu
Les mortiers projetés résistants au feu sont habituellement constitués d’un liant (ciment ou gypse), de charges et de fibres. Le mortier projeté est livré sur le chantier sous forme de poudre. La poudre doit être mélangée avec de l’eau pour obtenir un mélange qui peut être projeté. Par conséquent, il faut prévoir l’équipement nécessaire pour malaxer, pomper et projeter le matériau. Les mortiers projetés conviennent particulièrement aux structures où les exigences esthétiques ne sont pas si importantes, bien qu’une application méticuleuse par un spécialiste expérimenté puisse avoir une vue esthétique, qui est parfois préférée par les architectes.
Un autre avantage des mortiers projetés est qu’ils suivent la géométrie complexe de la structure, par exemple au droit des nœuds de construction (connexions poutre/colonne, etc.).
La fonctionnalité d’un mortier projeté résistant au feu dépend fortement de l’application correcte, conformément aux instructions du fabricant. Les applications de mortier projetés nécessitent un peu d’espace libre autour de la structure et parfois l’environnement immédiat doit être protégé (par des bâches en plastique), même si les éclaboussures sont souvent inévitables. Les mortiers projetés résistants au feu ne peuvent être appliqués qu’à certaines températures ambiantes et températures du support et une certaine humidité relative. Par conséquent, son application est limitée pendant certaines périodes. Le nettoyage et la préparation de la surface sont essentiels à une adhérence adéquate. En outre, il est important que les temps de séchage et les conditions environnementales pendant le processus de séchage soient respectés. Surtout lorsque plusieurs couches sont nécessaires pour atteindre l’épaisseur finale, le temps de séchage de chaque couche est essentiel pour une adhérence adéquate entre les couches. Enfin, l’épaisseur doit être soigneusement vérifiée afin que l’épaisseur finale réponde à l’exigence.
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