Protection des constructions en acier pour une meilleure résistance au feu.

Pourquoi isoler les constructions en acier au moyen d’un revêtement ignifuge?

En cas d’incendie, la construction en acier doit conserver sa stabilité durant une certaine période. Celle-ci s’élève typiquement à 30, 60 ou 120 minutes. En fonction de l’occupation/du stockage, les pompiers, l’ingénieur ou une autre partie peut exiger une résistance au feu plus longue.

L’application d’un matériau ignifuge permet d’augmenter la résistance au feu de la construction en acier.

Comment protéger contre le feu et quelles informations sont, pour ce faire, nécessaires ?

Il est possible de protéger une construction en acier en la couvrant d’un revêtement limitant la température de l’acier afin d’en garantir durablement la stabilité. À cet effet, on utilise typiquement des panneaux, des mortiers à injecter ou des systèmes de peinture. Les panneaux et les mortiers à injecter doivent être testés conformément à la norme européenne EN 13381-4
(Protection passive appliquée aux éléments en acier). La peinture ignifuge doit être testée conformément à la norme européenne EN 13381-8 (Protection passive appliquée aux éléments en acier au moyen de peintures ignifuges).

Comment déterminer l’épaisseur d’un panneau ou d’une couche de peinture?

L’épaisseur dépend du type de profilé (dimensions – IPE, HEA, HEB, HEM … ) et du nombre de côtés du profilé exposés à un incendie éventuel (surface de rayonnement: 1, 2, 3 ou 4 côtés).
Ces données servent de base au calcul d’un facteur de massivité ou facteur de profilé.

• Quelle est l’exigence demandée (R(EI)- 30, -60, -90 ou 120 minutes) ?
• Quelle est la température critique de l’acier utilisé (400 °C, 500 °C, 600 °C)?

Un autre paramètre important est la température critique. Celle-ci peut être calculée par l’ingénieur en stabilité. À défaut, l’annexe nationale de l’Eurocode 3 impose une température de 540 °C pour les poutres et de 500 °C pour les colonnes. Sur la base de l’exigence demandée, du facteur de profilé et de la température critique, une épaisseur de la protection peut être déterminée.

Panneaux coupe-feu

Bien connu, l’habillage de poutres et de colonnes en acier à l’aide de panneaux coupe-feu est souvent utilisé sur le marché de la sécurité incendie passive. Les panneaux coupe-feu servent à la protection des constructions en acier depuis de nombreuses années. Ils permettent d’obtenir facilement une résistance au feu pouvant atteindre 120 minutes. Cette technique convient surtout aux projets de petite et moyenne taille. L’épaisseur de la protection et la technique de fixation des panneaux ne dépendent pas de l’état de la construction en acier. Quel que soit le système de sécurité incendie passive, il faut veiller en permanence à la qualité d’exécution des constructions. Il est toujours recommandé de demander une déclaration de conformité à l’installateur du système de protection incendie, dans laquelle il déclare avoir réalisé la construction conformément au rapport d’essai au feu concerné. De fait, l’efficacité d’une construction coupe-feu exige le respect de toutes les règles.

Mortiers coupe-feu

La protection contre l’incendie de constructions en acier peut également s’obtenir au moyen de la pose d’une certaine épaisseur de mortier coupe­feu. Généralement à base de vermiculite et de ciment ou de platre, ces mortiers sant appliqués à l’aide de machines sur de l’acier non traité ou prétraité. Par conséquent, le controle de l’épaisseur appropriée n’est pas si évident. À ce jour, il n’existe encore aucune méthode de mesure normalisée en la matière. Le cas échéant, il faut clone respecter les instructions du fabricant.
L’adhérence est primordiale dans cette technique. C’est elle qui détermine si le mortier coupe-feu reste efficace ou non en cas d’incendie. Une bonne adhérence en conditions normales ne signifie pas forcément la même chose en cas d’incendie. Par conséquent, l’application de mortier coupe-feu sur une construction en acier peinte exige toute l’attention nécessaire. Il faut éliminer la peinture ou utiliser des primaires d’adhésion.
À l’instar d’autres protections coupe­feu, la pose d’un mortier coupe-feu ne doit pas forcément être confiée à une entreprise spécialement agréée. Dans la plupart des cas, les fabricants fournissent toutefois des cours de formation.

Systèmes de peinture intumescente

Dans certains projets, le concepteur / l’architecte opte délibérément pour une construction spéciale en acier et entend qu’elle demeure apparente, par exemple des constructions en treillis originales. Dans de tels cas, il est conseillé de protéger la structure en acier contre l’incendie à l’aide de systèmes de peinture intumescente. Ces systèmes se composent de différentes couches apposées sur le profilé en acier : un primaire ou couche d’adhésion, la peinture intumescente proprement dite et une couche de finition protectrice.

Si l’application d’une peinture ignifuge peut sembler simple, elle exige cependant des connaissances professionnelles appropriées. L’épaisseur du film humide doit être contrôlée selon une méthode déterminée afin de respecter l’épaisseur du film sec requise après séchage. L’explication technique TV238 du WTCB (Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – Centre scientifique et technique du bâtiment) offre une directive de bonne pratique à cette fin.

Pour ce système aussi, il faut accorder suffisamment d’attention à la protection de constructions en acier déjà traitées avec un système de peinture existant. L’application d’une peinture intumescente nécessite une température minimale déterminée. Il en va de même pour les mortiers coupe-feu.

Combinaisons de systèmes

Certains projets se prêtent à merveille à la combinaison de différents systèmes. Il peut s’avérer plus intéressant de protéger les poutres en acier avec une peinture ignifuge ou un mortier coupe-feu en raison de la rapidité, du poids limité et du coût plus faible. Selon l’endroit d’application, des panneaux coupe­feu peuvent cependant mieux convenir aux colonnes. La meilleure résistance aux chocs et la possibilité de finition esthétique représentent souvent des facteurs décisifs. Pour certaines « constructions architecturales ouvertes en verre ou en acier », il est préférable d’opter pour de la peinture ignifuge au vu de « l’architecture plus légère de l’ensemble ».

Il existe donc une solution de protection incendie passive adaptée à tous les souhaits.
De même que l’on distingue différentes techniques pour les colonnes et les poutres, il est possible d’associer des techniques de protection pour un élément donné en acier. Toutefois, cela exige souvent une certaine prudence.
Il faut par exemple veiller à ce que la peinture intumescente dispose de suffisamment d’espace pour réagir en cas d’incendie. Un habillage en placoplâtre autour d’un profilé traité avec de la peinture intumescente exerce donc un effet négatif sur la résistance au feu. L’espace ne sera pas suffisant pour que le produit gonfle. En cas de disparition du placoplâtre pendant un incendie, le profilé sera soudainement exposé aux températures élevées du local en feu. Les essais au feu ne comportent aucune simulation de ce choc thermique.

D’autre part, lorsque plusieurs poutres/colonnes en métal sant jointives et dans le cadre de structures soudées, il sera plus simple de recouvrir les jonctions de peinture ignifuge. Les raccords avec panneaux doivent, quant à eux, être réalisés correctement, conformément aux essais au feu et de manière à ce que toute la construction reste bien protégée.