Caractéristiques ignifuges des bâtiments métalliques industriels

Comment les propriétés intrinsèques de l'acier influencent la résistance au feu dans les bâtiments métalliques industriels

Comportement thermique et intégrité portante en cas d'incendie

Le fait que l'acier ne brûle pas du tout en fait un atout majeur en matière de sécurité incendie dans les bâtiments industriels en métal. Contrairement à des matériaux comme le bois ou le béton, l'acier conduit la chaleur beaucoup plus lentement, ce qui signifie que les éléments structurels restent intacts pendant de plus longues périodes lors d'un incendie. Plus important encore, l'acier conserve sa cohésion même lorsque les températures atteignent environ 500 à 550 degrés Celsius, avant que la situation ne devienne critique. Cette stabilité permet aux personnes de disposer de plus de temps pour évacuer en toute sécurité et limite les dommages supplémentaires après l'embrasement initial. De plus, comme l'acier se dilate très peu lorsqu'il est chauffé, les contraintes sur les assemblages et les revêtements extérieurs sont réduites. Cela contribue à maintenir les différentes sections séparées les unes des autres, rendant ainsi plus difficile la propagation des flammes d'une zone à une autre dans l'ensemble du bâtiment.

Seuils critiques de température et prévention de l'effondrement structurel

L'acier commence à perdre sa résistance à la traction lorsque la température dépasse environ 600 degrés Celsius, mais il n'y a pas lieu de s'inquiéter d'un effondrement immédiat car l'acier possède un point de fusion nettement plus élevé, supérieur à 1370 degrés Celsius. De plus, la structure stable du métal fait qu'il ne se brise pas soudainement ni n'explose en morceaux comme certains matériaux pourraient le faire. Cette période de sécurité intégrée joue en notre faveur, car elle permet aux mesures passives de protection contre l'incendie d'entrer en action avant que la situation ne devienne critique. Le fait de maintenir l'intégrité des structures jusqu'à ce qu'elles atteignent ces limites de température dangereuses aide les bâtiments à respecter les exigences fixées par les normes ASTM E119. Et le respect de ces normes n'est pas qu'une simple formalité administrative : il se traduit directement par des conditions plus sûres pour les personnes présentes à l'intérieur lors d'incendies, comme cela a été démontré à maintes reprises lors de scénarios d'essais réels.

Systèmes passifs de protection contre l'incendie pour bâtiments industriels en métal

Revêtements intumescents et matériaux ignifuges appliqués par projection (SFRM)

Lorsqu'ils sont exposés à la chaleur, les revêtements intumescents peuvent gonfler jusqu'à cinquante fois leur épaisseur initiale, formant ainsi une couche de charbon qui ralentit considérablement l'augmentation de la température de l'acier tout en maintenant l'intégrité des structures. L'autre solution consiste en l'application par projection de matériaux ignifuges, couramment appelés SFRM. Ces matériaux se déclinent en deux types principaux : ceux à base de ciment et ceux contenant des fibres minérales. Ils doivent être projetés avec une épaisseur d'environ 15 à 30 millimètres afin d'assurer une bonne protection thermique des surfaces en acier. Ce qui rend ces solutions particulièrement intéressantes, c'est qu'elles offrent toutes deux une résistance au feu allant jusqu'à quatre heures consécutives. De plus, elles fonctionnent efficacement même sur des formes complexes ou des angles difficiles, là où les méthodes traditionnelles pourraient échouer. Et comme elles ne nécessitent aucune source d'alimentation électrique pour fonctionner, ces systèmes passifs sont particulièrement sûrs à installer dans des zones présentant des risques électriques ou contenant de nombreux matériaux inflammables à proximité.

Isolation ignifugée, revêtement non combustible et barrières de vide

L'isolation en laine minérale, qui fond à des températures supérieures à 1 000 degrés Celsius, offre une excellente protection contre le feu pour les structures de murs et de toits. Associée à des matériaux résistants au feu, comme des panneaux composites en aluminium à âme minérale, elle permet de créer des assemblages de construction capables de résister au feu de 60 à 120 minutes. Ces barrières de vide sont installées dans les espaces cachés entre les murs, les planchers et là où passent les gaines techniques, afin d'empêcher la propagation de la fumée et des flammes. Un positionnement approprié autour des connexions structurelles clés permet de créer des compartiments coupe-feu qui limitent la propagation des flammes à leur point d'origine, conformément aux exigences des normes de construction telles que ASTM E119. Le bon emplacement fait toute la différence quant à la résistance d'un bâtiment lors d'une urgence incendie.

Assemblages intégrés ignifugés pour bâtiments métalliques industriels

Assemblages de toit, de mur et d'ouvertures conformes aux normes ASTM E119 et UL 263

Les ensembles intégrés résistants au feu combinent des toitures, des murs et des ouvertures en des systèmes cohérents conçus pour empêcher la propagation du feu dans les bâtiments industriels métalliques. Certifiés selon les normes ASTM E119 et UL 263—normes internationalement reconnues pour les essais de résistance au feu—ces ensembles sont évalués selon trois critères de performance lors d'une exposition contrôlée au feu :

• Stabilité structurelle (résistance à l'effondrement)
• Intégrité (confinement des flammes et des gaz chauds)
• Isolation (limitation de la transmission de chaleur vers les surfaces non exposées)

Les résistances au feu peuvent durer de trente minutes à trois heures complètes, et cela dépend fortement de la conception de l'assemblage ainsi que du bon raccordement de tous les éléments. De nos jours, la plupart des murs intègrent une isolation en laine minérale, ainsi que des joints spéciaux expansifs placés autour des trous ou ouvertures. Les portes et fenêtres dotées d'une résistance au feu sont généralement équipées de joints similaires au caoutchouc qui se dilatent lorsqu'ils sont chauffés. Il est également très important que tous les composants soient installés de manière continue, car la présence de joints imparfaits entraîne l'échec complet du système pour contenir les flammes. C'est pourquoi de nombreux fabricants font tester leurs produits par des organismes tiers. Ces tests simulent des incendies réels afin d'évaluer la tenue des matériaux sous pression. Les résultats sont cruciaux, car ils déterminent le temps dont disposent réellement les personnes pour s'échapper en sécurité avant que les structures ne commencent à céder.

Conformité, certification et validation des performances en conditions réelles

Les bâtiments métalliques utilisés dans les environnements industriels doivent respecter certaines exigences en matière de sécurité incendie, telles que les normes ASTM E119 et UL 263. Ces normes évaluent essentiellement la résistance des murs, des toits et d'autres composants du bâtiment face aux incendies, lorsqu'ils sont testés par des laboratoires indépendants. Le processus de certification examine des aspects tels que la durée pendant laquelle les structures peuvent supporter une charge durant un incendie, ainsi que leur efficacité à contenir les flammes dans des conditions de combustion contrôlées. Selon les rapports du secteur, les bâtiments qui respectent ces méthodes certifiées de protection contre l'incendie connaissent environ 70 à 75 % de problèmes liés au feu en moins. Ce n'est pas surprenant, car une protection appropriée contre l'incendie réduit les risques de poursuites judiciaires et d'arrêts de production, tout en assurant la sécurité des travailleurs et en protégeant les équipements précieux pour les entreprises dépendant d'une exploitation continue.

Questions fréquemment posées

Pourquoi l'acier est-il privilégié pour les bâtiments industriels résistants au feu ?

L'acier ne brûle pas et conduit la chaleur plus lentement que des matériaux comme le bois ou le béton, ce qui lui permet de conserver plus longtemps son intégrité structurelle lors d'incendies, offrant ainsi davantage de temps pour l'évacuation et réduisant les dommages.

Qu'est-ce que les peintures intumescents ?

Ces peintures gonflent lorsqu'elles sont exposées à la chaleur, formant une couche protectrice qui ralentit l'augmentation de la température de l'acier, aidant ainsi à préserver l'intégrité structurelle en cas d'incendie.

Comment fonctionnent les assemblages intégrés résistant au feu ?

Ils combinent des éléments structurels tels que les toits, les murs et les ouvertures afin d'empêcher la propagation du feu, et sont testés pour leur stabilité, leur étanchéité et leur isolation conformément à des normes telles que ASTM E119.