Résistance au feu

CONCEPTION DES STRUCTURES EN ACIER EN CAS D’INCENDIE

Au cours des 20 dernières années, l’accent a été particulièrement mis sur la sécurité en cas d’incendie : Cela a conduit à un développement considérable de la conception dans le même domaine de l’ingénierie et à une évolution considérable du cadre réglementaire, tant au niveau communautaire qu’au niveau national.

Les critères généraux de sécurité établis en 1988 par la Commission Européenne ont été développés à travers des procédures mises au point dans le cadre des Eurocodes, désormais disponibles dans la version définitive approuvée par tous les pays européens.

Comme dans les autres pays membres, la nouvelle approche réglementaire européenne a été, en Italie également, une référence pour les normes nationales qui ont été rénovées.

En effet, depuis août 2015, avec l’adoption du Nouveau Code de Prévention des Incendies (D.M. 03/08/2015), on assiste, en Italie, avant tout à une homogénéisation du corpus normatif, le rendant plus uniforme et moins discrétionnaire que par le passé.

En outre, le Nouveau Code s’aligne sur les normes européennes, laissant beaucoup plus de liberté de choix au concepteur et permettant l’application de méthodes de conception avancées (approche de performance), déjà très utilisées dans les autres pays européens.



INTRODUCTION


Comme on le sait, les structures en acier présentent une certaine vulnérabilité lorsqu’elles sont exposées à l’incendie, surtout si elles sont en milieu confiné, en raison de leur conductivité thermique élevée, qui permet un transfert rapide de chaleur des sections plus externes aux sections plus internes, mais surtout en raison de la perte de certaines de leurs caractéristiques mécaniques importantes.

En particulier, la tension d’élasticité se réduit de façon importante dès 400° , alors qu’elle est pratiquement réduite de moitié à environ 600°.

Enfin, une des caractéristiques fondamentales de l’acier de charpente, à savoir sa légèreté par rapport à d’autres matériaux de construction (propriété qui a marqué son succès, en particulier dans les bâtiments industriels et les bâtiments de haute qualité), agit en défaveur en cas d’incendie, car il entraîne une augmentation de température très rapide même dans les premiers stades du ciment thermique.

Pendant de nombreuses années, ces caractéristiques ont partiellement limité l’utilisation de cet excellent matériau, imposant des coûts élevés pour la protection au feu, à ajouter à celle anticorrosion, et des difficultés objectives de réalisation, surtout dans le cas de structures très minces, dans des compatibilités où il y avait une charge d’incendie importante.

Au cours des dernières années, notamment grâce à une utilisation plus rationnelle du calcul, à une meilleure conception et à une vérification plus précise du comportement de l’ensemble de la structure et pas plus que l’élément individuel, l’acier a également été partiellement réévalué du point de vue de la résistance au feu.

Outre certains excès qui mettent l’accent sur ses performances au-delà de ses caractéristiques réelles, souvent de nature purement commerciale, On peut affirmer qu’une conception correcte, combinée, le cas échéant, à une protection efficace, rend les structures en acier sûres en cas d’incendie et souvent rentables.



PROTECTEURS POUR ACIER


La protection des éléments structuraux en acier est conceptuellement très simple. Il est nécessaire d’appliquer un protecteur capable de ralentir l’augmentation de température sur la structure de manière à ce que celle-ci n’atteigne pas celle de l’effondrement critique (ou celle que le concepteur a définie comme la température maximale acceptable) pendant toute l’exposition au feu.

Les éléments en acier exposés à des températures élevées ne modifiant pas substantiellement leur composition, n’émettent pas de gaz ou de fumées et ne subissent généralement pas de délaminage ou de détachement, le protecteur ne devra posséder que des caractéristiques hautement isolantes et avoir une “élasticité” telle qu’elle ne compromette pas l’adhésion et la cohésion lorsque l’élément structurel, en raison de la charge appliquée et des températures atteintes, il se déformera.

Cette simplicité n’est évidemment qu’apparente car, outre ses caractéristiques d’isolation extrêmes (nettement supérieures à celles nécessaires pour les protecteurs destinés au béton ou au bois, par exemple), la protection doit être en mesure d’être appliquée sur une structure plutôt lisse, non poreuse dans laquelle il est particulièrement difficile de placer des éléments de fixation tels que des clous, des vis ou autre. En outre, les protecteurs en acier doivent être compatibles avec les cycles anticorrosion lorsqu’ils sont appliqués directement sur la surface, soit être suffisamment légers pour être installés même dans des conditions difficiles et sur des géométries complexes, lorsqu’il s’agit d’éléments rigides.






En général, les protecteurs en acier se divisent entre les produits pulvérisés, qui adhèrent directement à la surface de l’acier et suivent la forme de la structure, et les produits rigides, généralement sous forme de plaques ou de panneaux, qui tapissent l’élément à protéger avec un carter et qui doivent donc être fixés directement sur l’élément lui-même par des attelages mécaniques, ou sur d’autres éléments de compartimentage tels que dalle et plancher ou, dans certains cas, cloisons verticales.

Les protections pulvérisées ont l’avantage d’être généralement légères et de ne pas varier sensiblement la géométrie des éléments protégés, elles sont donc très agréables esthétiquement, en particulier lorsqu’il s’agit de produits de peinture.

Parmi les inconvénients, il y a certainement la faible masse, qui entraîne des augmentations de température assez rapides dans les premières phases de l’incendie, l’application complexe, surtout pour les produits à faible épaisseur, et le coût assez élevé pour les hautes résistances au feu.

Les protecteurs rigides ont généralement une densité considérable et, étant appliqués comme carter autour de l’élément à protéger, ils réduisent considérablement la surface exposée au feu par rapport au volume, permettent donc d’obtenir un facteur de forme (massivité) nettement plus bas, c’est-à-dire favorable, par rapport à des structures protégées le long de toute la surface.

Cette différence peut même atteindre 20 – 25%, ce qui se traduit par une amélioration des prestations égales. Parmi les inconvénients, il y a le poids qui pèse sur les structures, la perte de l’effet esthétique original et la difficulté de montage dans le cas de géométries particulières ou de nœuds complexes

RIBERI P. CONSTRUCTION grâce à son personnel technique est en mesure d’évaluer, en fonction des exigences du Client la solution la plus adaptée à utiliser.







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