Protection des structures porteuses par plaques de plâtre

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1 D01 Protection au feu des structures Protection des structures porteuses par plaques de plâtre Généralités et principes La stabilité au feu des structures évite, en cas d incendie, le risque d un effondrement prématuré des principaux éléments porteurs des constructions et permet l évacuation des occupants ainsi que l intervention des équipes de secours. La durée de stabilité au feu requise pour les éléments de structure d un bâtiment est au moins égale à la durée de protection exigée pour les parois des compartiments. Des systèmes de poteaux et de poutres pouvant s effondrer après 20 ou 30 minutes d exposition au feu ne peuvent évidemment pas soutenir des planchers pour lesquels un degré coupefeu de 2 heures est exigé. Structures en béton Les ensembles en béton armé ou en béton précontraint sont généralement dimensionnés pour supporter avec un coefficient de sécurité suffisant les charges appliquées pendant la durée d exposition au feu prévue. Avec l élévation des températures le béton perd graduellement sa résistance à la compression et l armature en acier, noyée dans le béton, perd également graduellement sa résistance à la traction. À la température critique de 70 C, l acier n a plus qu environ 60 % de sa résistance initiale. Le temps nécessaire pour atteindre la température de ruine de la structure (durée de stabilité au feu) dépend essentiellement de l épaisseur du recouvrement de béton protégeant l acier. Dans le cadre de rénovation ou de changement de destination des locaux, la mise en œuvre d habillages en plaques de plâtre retardant la montée en température du béton et de l acier permet d améliorer la stabilité au feu des structures béton. Poteaux béton armé. Structures en bois Bien que combustibles, les ensembles en bois n absorbent que lentement la chaleur (faible conductivité thermique du matériau). La combustion du bois (à la température d environ 300 C) produit en surface des éléments une couche carbonisée qui isole et protège les parties non brûlées. Ce phénomène réduit considérablement la vitesse de combustion qui reste relativement constante pour les éléments épais (environ 0,7 mm par minute). On considère que si les parties carbonisées n ont aucune résistance mécanique, les sections de bois restantes non carbonisées ne subissent une perte de résistance que de 10 à 15 %. Les structures bois constituées d éléments de forte section restent stables au feu tant que les sections restantes non carbonisées sont suffisantes pour supporter les charges appliquées. La mise en œuvre de protections en plaques Placoplatre standard, Lisaplac M0, Placoflam, Lisaflam M0 ou Stucal, retarde la combustion du bois et améliore (pour les fortes sections) ou assure (pour les faibles sections) la stabilité au feu des structures. Voir fiche D b. 1

2 Les éléments porteurs verticaux (poteaux) peuvent être protégés soit par habillage, soit par encloisonnement. Les éléments porteurs horizontaux (poutres) peuvent être protégés soit par habillage, soit par la mise en place de plafonds. CONFIGURATION DE L ENCOFFREMENT Exposition au feu sur faces FACTEUR DE MASSIVITÉ 2 (h + b) A Exposition au feu sur 3 faces 2 (h + b) A Poteau bois protégé par plaques. Protection des structures en acier A l inverse des structures en bois, les ensembles en acier absorbent rapidement la chaleur (forte conductivité thermique du matériau). Lorsque leur masse est relativement faible, ils perdent rapidement leurs caractéristiques mécaniques. La limite élastique et le module d élasticité chutent d environ 0 % à la température de 70 C. Une structure lourde peut absorber une quantité importante de chaleur et n atteindre sa température critique qu après 30 ou 0 minutes d exposition au feu. Dans les mêmes conditions la stabilité d une structure légère ne sera que de quelques minutes. La mise en œuvre de protections en plaques Placoplatre standard ou spéciales retarde la montée en température de l acier et assure la stabilité au feu des structures métalliques. Les éléments porteurs verticaux (poteaux) peuvent être protégés soit par habillage, soit par encloisonnement. Les éléments porteurs horizontaux (poutres) peuvent être protégés soit par encoffrement, soit par la mise en place de plafonds. Dans le cas de poteaux ou de poutres protégés par encoffrement, le facteur de massivité (m 1 ) des éléments (rapport du périmètre extérieur de l habillage exposé au feu à l aire ou surface d acier) est un indicateur permettant de définir la nature et l épaisseur de protection à mettre en œuvre. Les massivités fortes (> 250 m 1 ) correspondent aux massivités des structures légères (exemple : IPE 100). Les massivités moyennes (250 m 1 à 150 m 1 ) correspondent aux massivités des structures moyennes (exemple : IPE 20). Les massivités faibles (< 150 m 1 ) correspondent aux massivités des structures lourdes. Pour des massivités supérieures à 330 m 1 ou pour des massivités mal définies, on se reportera par excès aux solutions proposées pour la protection des structures bois. Dans le cas de poteaux protégés par encoffrement, de poteaux ou de portiques protégés par encloisonnement ou dans le cas de poutres protégées par les plafonds, on considère que la stabilité au feu des structures est assurée tant que la température dans les plénums (protection par les plafonds) ou dans le vide entre parements (protection par encloisonnement) ne dépasse pas la température critique forfaitaire de 70 C. 2

3 Protection de poteaux et poutres par habillage (encoffrement) Les protections par encoffrement sont constituées de plaques : Placoflam BA 13, BA 15 ou Lisaflam M0, Stucal 13 ou Stucal 25. Les plaques sont vissées soit sur des agrafes Clipfeu, soit sur des montants Placostil (rails et montants). Protection sur agrafes Clipfeu. Protection sur montants. Epaisseur et type de protection à mettre en œuvre PERFORMANCES MASSIVITE FORTE > 250 m 1 MASSIVITE MOYENNE 150 à 250 m 1 MASSIVITE FAIBLE < 150 m 1 Stabilité au feu Placoflam ou Lisaflam M0 Stucal Placoflam ou Lisaflam M0 Stucal Placoflam ou Lisaflam M0 1 x 13 2 x 13 2 x 15 1 x x 13 2 x 13 1 x 25 (1) 1 x x 13 1 x 15 2 x 13 2 x 15 1 x 13 (2)(3) 1 x 13 (2) 1/2 h 1 h 1 h 30 2 h 1/2 h 1 h 1 h 30 2 h 1/2 h 1 h 1 h 30 2 h (1) 1 Stucal 25 ou 2 Placoflam 15 ou 2 Lisaflam M0 15. (2) 1 Stucal Stucal 13 ou 3 Placoflam 15 ou 3 Lisaflam M0 15. (3) Valable si massivité < 300m 1. Référence : PV RS99 13 Stabilité 1/2 h. Stabilité 1 h. 3

4 Stabilité 1 h 1/2. Stabilité 2 h. Protection de poteaux ou de portiques par encloisonnement Les parements des cloisons sont constitués de plaques : Placoplatre standard BA 18 ou Lisaplac M0 BA 18, Placoflam BA 13 ou BA 15 ou Lisaflam M0 BA 13 ou BA 15, Stucal 13 ou Stucal 25. Les plaques sont vissées sur les ossatures Placostil (rails et montants). Epaisseur et type de protection à mettre en œuvre PERFORMANCES ECRANS Plaque Placoplatre ou Lisaplac M0 Placoflam ou Lisaflam M0 Stucal Stabilité au feu 1/2 h 1 h 1/2 h 1 h 1 h 30 2 h 1/2 h 1 h 1 h 30 2 h Toutes massivités. Référence : PV x 18 1 x 25 1 x 15 2 x 13 2 x 13 2 x 15 1 x 13 2 x 13 2 x 13 1 x x 13 ou 3 x 13

5 Protection de poutres par plafond Les écrans horizontaux sont constitués de plaques : Placoplatre standard BA 13 ou BA 18 ou Lisaplac M0 BA 13 ou BA 18, Placoflam BA 13 ou BA 15 ou Lisaflam M0 BA 13 ou BA 15, Stucal 13. Les plaques sont vissées sur les ossatures Placostil F 530 ou Stil Prim (montage standard), Placostil F 530 ou Stil Prim Feu (montage feu). Protection de poutres par plafond métallique. Cas des planchers mixtes OSSATURE Stil F 530 (pas 0,60 m) ou Stil Prim 100 (Montage standard) ECRANS ISOLATION PERFORMANCE Placoplatre Placoflam 1 x 13 1 x 18 1 x 13 2 x 15 Avec ou sans isolant (1) 1/2 h 1 h (2) Stil F 530 (pas 0,50 m) ou Stil Prim Feu (Joints protégés) Sans isolant Avec laine de roche 25 kg/m mm Stabilité au feu 1 h 30 2 h 1 h 30 (1) Isolant laine de verre ou laine de roche. (2) Valable si la stabilité propre du plancher est de 1/2 h. Référence : DTU BoisFeu PV Cas des charpentes métalliques OSSATURE Stil F 530 (pas 0,60 m) Stil Prim 100 (Montage standard) ECRANS ISOLATION PERFORMANCE Placoplatre Placoflam 1 x 18 1 x 15 2 x 13 2 x 15 Avec ou sans isolant (1) 1/2 h Stil F 530 (pas 0,50 m) (Joints transversaux protégés) Sans isolant 1/2 h 1 h Avec laine de roche 25 kg/m mm Stabilité au feu 1/2 h 1 h Stil Prim Feu (Joints protégés) Sans isolant Avec laine de roche 25 kg/m mm 1 h 1 h 1 h 1 h 2 h (1) Isolant laine de verre ou laine de roche. Référence : DTU BoisFeu PV

6 Mise en œuvre Les travaux ne doivent être entrepris que dans les constructions dont l état d avancement met les ouvrages en plaques à l abri des intempéries et notamment des risques d humidification par apport accidentel d eau liquide. Les agrafes sont emboîtées et réparties tous les 0,30 m en visàvis sur les ailes du poteau. Les plaques sont vissées sur les agrafes à l aide de vis TTPC. Dans le cas de protection à 2 ou 3 épaisseurs de plaques, les joints sont croisés dans les angles. Les plaques doivent être stockées à l abri des intempéries, des chocs et des salissures. Le stockage se fait obligatoirement à plat sur des cales disposées dans le sens de la largeur et sur un sol plan. Les cales de longueur au moins égale à la largeur des plaques sont espacées de 0,50 m maximum. Les plaques dégradées (cassures ou fissures) ne doivent pas être utilisées. 0,50m Au droit des joints horizontaux (hauteur du poteau supérieure à la longueur des plaques), les agrafes reçoivent des languettes de protection (Placoflam BA 15) qui assurent la continuité de la protection. Protection des poteaux par habillage Mise en œuvre sur agrafes Clipfeu Clipfeu 0,30 m Protection des joints horizontaux. 6

7 Dans le cas de protection sur 3 faces, les cornières CR2 assurent la liaison avec le mur de départ Cornières CR2 Dans le cas de protection à 2 ou 3 épaisseurs de plaques, les joints sont croisés dans les angles. Au droit des joints horizontaux (hauteur du poteau supérieure à la longueur des plaques), des languettes de protection assurent la continuité de la protection. Dans le cas de protection sur 3 faces, les cornières CR2 assurent la liaison avec le mur de départ Cornière CR2 Mise en œuvre sur montants Placostil Les plaques sont vissées sur une ossature Placostil (rails et montants) à l aide de vis TTPC (les rails et montants de 36 permettent de limiter l emprise au sol de l habillage). Protection des poutres par encoffrement Les contraintes thermiques et mécaniques génèrent des déformations de poutres qui provoquent des fissurations aléatoires et entraînent la dégradation prématurée des protections. Les dispositions constructives des encoffrements Placoplatre permettent de prédéfinir les zones de fissurations et d assurer la continuité de la protection au droit de ces zones. La longueur maximale des plaques constituant la protection est de 1,20 m (les zones de fissurations se situent au droit des joints). Les agrafes Clipfeu sont emboîtées et disposées en visàvis sur les ailes de la poutre. Les agrafes d extrémité sont positionnées à 0,12 m des bouts de plaques et reçoivent des languettes de protection de largeur 0,21 m (continuité de la protection au droit des joints). Les languettes sont en plaques Placoflam ou Lisaflam M0 d épaisseur 15 mm. Les agrafes intermédiaires sont réparties au pas de 0,30 m. Rail Stil F 530 0,30 m 7

8 Les plaques sont vissées sur les agrafes à l aide de vis TTPC. Dans le cas de protection à double ou triple plaques, les joints sont décalés. Rail Stil F 530 0,21 m Raccordement cloison acoustique et encoffrement. Protection des poteaux et des portiques par encloisonnement Dans le cas de protection 3 faces, les cornières CR2 ou rails Stil F 530 assurent la liaison avec la sousface du plancher. Raccordement entre ouvrages Dans le cas de structures porteuses horizontales et verticales protégées par encoffrement, la protection des poutres est réalisée avant la protection des poteaux (pose sur agrafes ou sur montants) et avant la mise en œuvre éventuelle des cloisons de distribution et des plafonds. La mise en œuvre des parois verticales d encloisonnement est identique à celle des cloisons séparatives entre logements (SAD) et des cloisons techniques (SADL). Les parois verticales d encloisonnement sont autostables, non porteuses et règnent sur toute la hauteur d étage entre plancher et plafond. Elles sont constituées de deux ou trois plaques de plâtre standard ou spéciales vissées de part et d autre des ossatures métalliques Placostil doubles et indépendantes. Le vide entre parements peut être amorti par l intermédiaire d isolants en laine minérale. Le nu intérieur des parements est positionné au minimum à 20 mm des éléments de structure. 20 mm Raccordement poutre/poteau. Dans le cas où les encoffrements sont interrompus au droit des cloisons (contraintes acoustiques), la constitution des parements (nombre, nature et épaisseur des plaques) doit être au moins équivalente à celle de la protection. Des montants supplémentaires sont disposés au droit de chaque poteau. Au droit des joints horizontaux (hauteur de la cloison supérieure à la longueur des plaques), des languettes de protection assurent la continuité de la protection. 8

9 Raccordement entre ouvrages Raccordement entre ouvrages Dans le cas de structures porteuses horizontales et verticales protégées par encloisonnement (poteaux, poutres ou portiques), la protection des structures est réalisée avant la mise en œuvre éventuelle des plafonds. Dans le cas de structures porteuses horizontales protégées par plafond, la protection des poteaux est généralement réalisée avant la mise en œuvre des plafonds. Dans le cas contraire, le plafond doit limiter au temps de stabilité requis, la température du plénum à 300 C. Raccordement encloisonnement et plafond. Protection des poutres par plafond La mise en œuvre est identique à celle des plafonds Placostil sous supports métalliques ou sous planchers mixtes (montage standard ou montage feu). Voir fiches A b et 002 b. Raccordement plafond / protection de poteau. Réception des ouvrages verticaux Planéité générale Une règle de 2 m, appliquée sur le parement de l ouvrage et promenée en tous sens, ne doit pas faire apparaître, entre le point le plus saillant et le point le plus en retrait, un écart supérieur à 5 mm. Planéité locale Une règle de 200 mm à talon de 1 mm, appliquée perpendiculairement dans l axe du joint, ne doit pas boiter et ne doit pas faire apparaître un écart supérieur à 2 mm avec le point le plus en retrait. 1 mm Plafond en protection de charpente. 200 mm Aplomb Le faux aplomb, mesuré sur une hauteur d étage courante (de l ordre de 2,50 m), ne doit pas excéder 5 mm. 9

10 Etat de surface L état de surface du parement doit permettre l application des revêtements de finition sans autres travaux préparatoires que ceux normalement admis pour le type de finition considéré. Réception des ouvrages horizontaux Planéité générale Une règle de 2 m, appliquée à la sousface de l ouvrage et promenée en tous sens, ne doit pas faire apparaître, entre le point le plus saillant et le point le plus en retrait, un écart supérieur à 5 mm. Planéité locale Une règle de 200 mm à talon de 1 mm, appliquée perpendiculairement dans l axe du joint, ne doit pas boiter et ne doit pas faire apparaître un écart supérieur à 2 mm avec le point le plus en retrait. Horizontalité L écart de niveau avec le plan de référence doit être inférieur à 3 mm par mètre sans dépasser 20 mm. Application des finitions Peinture Les règles de l art relatives aux travaux de peinturage (DTU 591) définissent trois niveaux possibles de finitions : Finitions C (élémentaires) Finitions B (courantes) Finitions A (soignées) Consistance des travaux de finition Finitions élémentaires (C) 1) Epoussetage 2) Impression isolante 3) Couche de finition. Finitions courantes (B) 1) Epoussetage 2) Impression isolante 3) Révision des joints ) Enduit non repassé 5) Ponçage et époussetage 6) Couche intermédiaire 7) Couche de finition. Finitions soignées (A) 1) Epoussetage 2) Impression isolante 3) Rebouchage ) Révision des joints 5) Enduit repassé 6) Ponçage et époussetage 7) Couche intermédiaire 8) Révision 9) Couche de finition. Papier peint Avant le collage des papiers peints, les plaques de plâtre doivent recevoir une couche d impression durcissante. Cette disposition est destinée à faciliter le décollement du papier lors des réfections ultérieures. Revêtement plastique étanche Il convient de se reporter aux recommandations des fabricants Carrelage Les carrelages dont la surface unitaire est inférieure ou égale à 900 cm 2 sont à mettre en œuvre en respectant les recommandations cidessous. ADHÉSIF Masse surfacique maxi des carreaux Plaques Placomarine et Placomix Hydro Plaques Placomarine et Placotanche Plaques non hydrofugées Plaques non hydrofugées et Placotanche Accrochage Ciment colle à base de caséine (C1) Adhésif sans ciment (D) Mortier colle (C1) Les fixations des charges sur les ouvrages de ce type ne sont pas autorisées. Mortier colle amélioré (C2 C2S) 15 kg/m 2 30 kg/m 2 30 kg/m 2 30 kg/m 2 OUI OUI OUI OUI NON OUI NON OUI OUI OUI OUI OUI NON OUI NON OUI 10

11 Santé, Environnement Poutre Protection faces (HEB 260 longueur 3,60 m) Les produits Placo utilisés dans les ouvrages de ce document apportent des garanties à l utilisateur en matière de Santé, Sécurité et Environnement. TYPE DE MONTAGE Plaque Placoplatre ou Lisaplac M0 ou Placoflam ou Lisaflam M0 UNITÉ 1 PLAQUE 2 PLAQUES 3 PLAQUES m 2 1,5 3,5 Quantitatif Quantités indicatives pour 1 mètre linéaire d ouvrage jointoyé avec bande. Poteau Protection faces (HEB 260 hauteur 3,00 m) Agrafe Clipfeu unité ou Stucal Languette de protection 0,21 m Placoflam ou Lisaflam M0 15 Vis TTPC 35 Vis TTPC 5 Vis TTPC 55 m unité unité 7 2 unité 7 TYPE DE MONTAGE Plaque Placoplatre ou Lisaplac M0 ou Placoflam ou Lisaflam M0 ou Stucal Agrafe Clipfeu ou montant Stil M 26 Rail Stil R 26 UNITÉ 1 PLAQUE 2 PLAQUES 3 PLAQUES m 2 1,5 3,5 unité m m 1 0, 1 0, 1 0, Bande armée Enduit poudre : Placojoint PR Placojoint SN Placojoint GDX ou Enduit pâte prêt à l emploi : Placomix Placomix Lite Placomix Hydro m kg kg Vis TTPC 35 unité Vis TTPC 5 unité 7 2 Vis TTPC 55 unité 7 Bande armée Enduit poudre : Placojoint PR Placojoint SN Placojoint GDX ou Enduit pâte prêt à l emploi : Placomix Placomix Lite Placomix Hydro m kg kg 2008 / Cette documentation technique annule et remplace les précédentes. Assurezvous qu elle est toujours en vigueur. Toute utilisation ou mise en œuvre des matériaux non conforme aux règles prescrites dans ce document dégage le fabricant de toute responsabilité, notamment de sa responsabilité solidaire (art.1792 du code civil). Consulter préalablement nos services techniques pour toute utilisation ou mise en œuvre non préconisée. Les résultats des procèsverbaux d essais figurant dans cette documentation technique ont été obtenus dans les conditions normalisées d essais. Les photos et illustrations utilisées dans cet ouvrage ne sont pas contractuelles. La reproduction, même partielle, des schémas, photos et textes de ce document est interdite sans l autorisation de Placoplatre (Loi du 11 mars 1957). Placoplatre : S.A. au capital de R.C.S. Nanterre B , avenue Franklin Roosevelt Suresnes Cedex Tél. : Fax :