L’approfondissement des solutions constructives acier

Cas des ossatures avec protection rapportée.

Il existe principalement quatre types de protection pour les structures en acier :

  • peinture intumescente ;
  • protection par écran ;
  • produits en plaques (plâtre, laine de roche, vermiculite, etc.) ;
  • produits projetés.

L’épaisseur à mettre en œuvre dépend du facteur de massiveté de l’acier et de la température critique calculée ou forfaitaire. Chaque fabricant de produits de protection ayant fait des essais dispose de tableaux ou d’abaques définissant les épaisseurs à mettre en oeuvre.

Peintures intumescentes

S’agissant des structures visibles (intérieures comme extérieures), il est possible d’appliquer une protection à l’aide d’une peinture intumescente.
Sous l’effet du feu, ces peintures gonflent et constituent une isolation contre les effets du feu.

En général garanties cinq ans, ces peintures durent en fait beaucoup plus longtemps. La question de l’intégration à la garantie décennale a été évoquée en 1980 à la Commission Centrale de Sécurité : «en l’état des connaissances du vieillissement des peintures, et sous réserve qu’il n’y ait pas d’humidité, il n’y a aucune raison de refaire les peintures au bout de cinq ans».
Les expériences montrent (par exemple pour le stade olympique de Munich, construit en 1972) que la couche intumescente, si elle n’est pas dégradée par des chocs ou autres, n’a pas à être renouvelée. Seule la couche de finition peut être refaite.

Protection par écran

Un élément de structure métallique protégé par d’autres éléments du bâtiment voit sa résistance au feu augmentée de façon sensible.

Plusieurs choix constructifs s’offrent au concepteur :

  • les poteaux intégrés dans des cloisons. Ils sont intégrés dans les parois légères, ou entre deux murs. Selon la nature et l’épaisseur des matériaux des parois, la protection des poteaux peut être suffisante ;
  • les plafonds suspendus résistant au feu. La température dans le plénum (espace entre plafond et plancher), au terme de l’exigence de stabilité requise (une demi-heure, une heure…) ne doit pas atteindre la température critique de l’acier (500 °C) ;
  • les poteaux intégrés à la maçonnerie. Ils sont protégés des attaques du feu et exigent rarement une protection supplémentaire ;
  • les poteaux partiellement protégés par de la maçonnerie. Lorsque seul l’espace formé par les ailes et l’âme du profil est garni de briques ou de maçonnerie, le poteau aura une résistance au feu d’une demi-heure.

Produits en plaques

La protection à l’aide de produits en plaques s’applique aux poteaux et poutres.

Les plaques isolent thermiquement la structure des effets du feu, permettant à celle-ci de supporter ses charges pendant la durée requise. Deux types de produits peuvent être utilisés, de faible densité (< 180 kg/m3) à base de fibres minérales, ou de forte densité (450 à 1 000 kg/m3) à base de plâtre. Les avantages de cette solution sont de rester dans une logique de filière sèche, les fixations sont simples et la mise en oeuvre n’entrave pas les autres corps de métier.

Produits projetés

Le procédé est peu onéreux, d’une mise en œuvre rapide, et il se prête à la protection de détails constructifs complexes.

Le matériau projeté isole thermiquement l’acier des effets du feu, évitant ainsi que la température critique ne soit dépassée durant le temps de résistance requis. On utilise deux types de produits : soit des produits de faible densité (< 250 kg/m3) constitués de fibres minérales, soit des produits pâteux de forte densité (> 450 kg/m3) constitués de vermiculite, ciment, plâtre, etc., tous exempts d’amiante.

Dossier réalisé en partenariat avec l’Office Technique d’Utilisation del ‘Acier (www.otua.org)