ESDEP GROUPE DE TRAVAIL 4B PROTECTION INCENDIE

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1 ESDEP GROUPE DE TRAVAIL 4B PROTECTION INCENDIE Leçon 4B.4 Moyens pratiques pour obtenir une résistance au feu Fichier : L4B-4.doc

2 OBJECTIF Étudier les moyens pratiques pour obtenir une résistance au feu des structures en acier avec des exemples de leur application. Décrire l'essentiel de l'approche européenne en matière de résistance au feu. PREREQUIS Leçon 4B.1 : Introduction à la sécurité incendie LEÇONS CONNEXES Leçon 4B.2 : Leçon 4B.3 : Exemples 4B : Introduction a l'analyse thermique Introduction à l'analyse de la résistance au feu des structures Calculs de résistance au feu RESUME Les propriétés mécaniques de tous les matériaux des bâtiments diminuent avec l'élévation de température. Les éléments de construction en acier doivent posséder une résistance au feu appropriée afin de résister à l'effondrement, à la pénétration des flammes ou à une élévation excessive de température sur les faces non exposées. La résistance au feu naturelle de l'acier non protégé est présentée et l'influence d'une variété de systèmes de protection, de la protection partielle d'éléments et de l'action mixte (acier-béton) est décrite. Il est fait aussi référence aux effets du refroidissement par l'eau sur le contrôle de la température. Page 1

3 1. INTRODUCTION Les propriétés mécaniques de tous les matériaux communs des bâtiments diminuent avec une élévation de température. Les éléments de construction doivent posséder une résistance au feu appropriée pour résister à un effondrement. De plus, les murs de compartimentage et les planchers résistants à l'incendie doivent empêcher une pénétration des flammes et une élévation de température excessive sur leurs faces non exposées afin de contenir l'incendie dans son local d'origine. La stabilité au feu est très importante et un effondrement de la structure dans une zone incendiée, doit être graduelle en intégrant de grandes déformations de type plastique. Les parties du bâtiment à l'écart du feu doivent rester intactes. Les exigences en résistance au feu sont fixées par des normes (ou arrêtés) nationales demandant qu'un élément isolé puisse résister à l'action d'un incendie conventionnel tel que défini par une exposition à la chaleur donnée par l'iso 834 (figure 1). Les durées de résistance au feu de 15, 30, 60, 90, 180 et 240 minutes sont spécifiées selon le nombre d'étages. Ces durées peuvent être aussi fonction de l'occupation du bâtiment et de la charge incendie. Les éléments métalliques s'effondreront lors d'un incendie lorsque leur température atteindra un niveau critique. Cette température critique varie selon les conditions de charge, la méthode de dimensionnement à froid adoptée et la distribution de température en section. Elle sera généralement située dans la plage 500 à 900 C. Le temps de résistance au feu est le temps nécessaire pour qu'un élément atteigne sa température critique lors des essais d'incendie conventionnel ISO 834. Ce temps varie selon la massiveté de la section. Dans un bâtiment dans lequel un feu naturel se produit, le taux d'échauffement est aussi influencé par la localisation de l'élément. Plus l'acier est épais, plus lent sera le taux d'échauffement et ainsi plus grand sera le temps de résistance au feu. Le taux d'échauffement est quantifié par le facteur de massiveté connu sous le rapport A m /V où A m est le périmètre de l'élément métallique exposé à l'incendie et, V est la surface totale de la section droite. Par conséquent, un élément lourd avec un rapport A m /V faible sera échauffé plus lentement qu'un élément léger avec une forte valeur du facteur de massiveté. Des tableaux donnent les valeurs du facteur de massiveté pour des sections courantes. Il est nécessaire pour un élément remplissant une exigence donnée de résistance au feu de vérifier que la température développée dans l'élément à un temps de résistance au feu requis (en prenant en compte son facteur de massiveté et toute protection qui pourrait y être appliquée) est plus faible que la température critique nécessaire pour causer la ruine (aussi appelée «température de ruine»). Page 2

4 Pour de courtes périodes de résistance au feu (15, 30 minutes), la stabilité peut être atteinte par un ouvrage métallique non protégé. Une résistance au feu de 60 minutes peut être obtenue parfois sans application de la protection incendie en utilisant l'interaction en matière d'échauffement ou de résistance mécanique entre l'acier et le béton. Pour de plus grandes durées de résistance au feu, la construction doit être protégée par l'application d'un matériau d'isolation, en utilisant des écrans ou dans le cas de poteaux creux, par circulation de l'eau. Les structures mixtes peuvent aussi présenter une résistance au feu importante. Une rapide enquête sur des moyens pratiques très simples permettant d'obtenir une résistance au feu des structures acier est présentée. Il est important de reconnaître cependant qu'un travail considérable de recherche et de mise au point (charge incendie basée sur les feux naturels) a été entrepris en Europe. Ce travail a conduit à optimiser la façon de concevoir la résistance au feu des structures afin de favoriser des économies dans la construction. Page 3

5 2. LES STRUCTURES EN ACIER NON PROTEGEES Les structures en acier non protégées peuvent satisfaire des résistances au feu de 30 et 60 minutes si l'une au moins des conditions suivantes est respectée : faible niveau de chargement, faible valeur du facteur de massiveté A m /V, fort degré d'hyperstaticité (peut être influencée par la conception des assemblages). La figure 2 montre un exemple dans lequel la résistance au feu d'une poutre en acier non protégée est donnée en fonction du facteur de massiveté pour différentes valeurs de rapport entre la charge réelle et la charge de ruine dans des conditions de température ambiante. Quand le rapport entre la charge appliquée et la charge de ruine est réduit, la température de ruine et ainsi la durée de résistance au feu sont augmentées. La durée de résistance au feu peut donc être améliorée en surdimensionnant les éléments, en utilisant un acier plus fort tout en gardant le même élément, en utilisant les effets d'encastrement des assemblages ou par une combinaison de ces méthodes. Les vitesses d'échauffement des éléments exposés à l'incendie peuvent être calculées sur la base des recommandations européennes [1, 2] qui sont intégrées dans l'eurocode 3 [3]. Ces vitesses concernent les poutres continues. Ces calculs supposent une distribution uniforme de température dans l'élément métallique. Cependant, une recherche a montré que le gradient de température a une influence importante sur la résistance au feu quand il y a distribution de température non uniforme. Par exemple, pour une poutre supportant une dalle en béton, la résistance au feu augmente étant donné le transfert de charge de la partie la plus chaude à la partie la plus froide de la section. Cet effet est expliqué par l'utilisation d'un facteur de modification dans la méthode de calcul. Lors d'un incendie, la chaleur est transmise à l'ouvrage métallique principalement par rayonnement et le taux de transfert thermique est donné par l'émissivité résultante r. La valeur de r changera selon les caractéristiques du four utilisé lors des essais d'incendie sur les poutres, et de leur position vis-à-vis des flammes. r sera normalement compris entre 0,3 et 0,5, la plus faible valeur aboutissant à l'augmentation du temps de résistance au feu mesuré. L'effet de cette variation sur la résistance au feu des poutres acier non protégées est montré sur la figure 2. La résistance au feu des poteaux acier non protégés, échauffés sur leurs quatre faces, dépend aussi du facteur de massiveté et de la charge appliquée. Les poteaux non protégés avec des facteurs de massiveté jusqu'à 30 m -1 ont une résistance au feu de Page 4

6 30 minutes lorsqu'ils sont soumis à la charge maximale admissible, conformément à l'eurocode [3]. Page 5

7 3. STRUCTURES PROTEGEES EN ACIER Pour de nombreux bâtiments en charpente métallique, la protection incendie des structures est nécessaire pour se mettre en conformité avec les exigences réglementaires et pour prévenir l'effondrement de la plupart des composants du bâtiment lors d'un incendie. Un choix important de systèmes de protection incendie est possible. Les matériaux habituels tels que le béton, la maçonnerie, les plaques de plâtres sont bien connus. Les matériaux utilisables incluent aussi les matériaux projetés, les produits secs sous la forme de plaques et de lattes, les produits intumescents qui développent une couche carbonisée lorsqu'ils sont exposés à la chaleur et certains produits qui absorbent la chaleur et subissent des changements chimiques sous incendie. L'épaisseur de la protection doit être telle que la température de l'acier (prenant en compte son facteur de massiveté) à un temps de résistance au feu requis ne doit pas dépasser la température critique (ou de ruine). Les instances gouvernementales et les laboratoires privés agréés ont établi des programmes d'essais incendie pour des systèmes de protection passifs et intumescents sur des spécimens chargés et non chargés. Ces essais doivent déterminer à la fois les caractéristiques d'isolation d'un matériau de protection contre l'incendie et sa performance physique sous des conditions d'incendie pour différentes sections de structures métalliques. Des méthodes d'analyse sont maintenant disponibles pour des évaluations fiables d'épaisseur de protection. La protection incendie peut être appliquée sur un élément métallique de structure sous différentes formes (voir figure 3). 3.1 Protection projetée Les différents systèmes de protection comprennent les produits fibreux minéraux, les produits à base de vermiculite qui contiennent du ciment ou du plâtre, des produits perlite/ciment et des composants chimiques qui absorbent la chaleur, tels que l'oxychloryde de magnésium. La majorité de ces systèmes se présente sous la forme d'une pâte dans un malaxeur et est projetée sur l'acier par l'intermédiaire d'un pistolet. L'addition d'eau au mélange fibre minérale - ciment se fait à la sortie du pistolet. Les épaisseurs de ces matériaux varient entre 10 à 100 mm avec une masse spécifique de 200 kg/m 3 à kg/m 3. Afin d'atteindre le degré de résistance au feu requis, il est important d'appliquer l'épaisseur de protection spécifiée. Il est nécessaire d'inspecter en outre la qualité de la protection et de vérifier son épaisseur. Cependant, aucune indication spéciale n'est à l'heure actuelle donnée sur le nombre d'emplacements où les épaisseurs doivent être vérifiées et les limites de tolérance acceptable. Ces matériaux projetés présentent certains avantages. Ils sont rapides à appliquer, peu onéreux et peuvent être adaptés pour couvrir des formes compliquées incluant les espaces entre les planchers à bac aciers collaborants et les poutres métalliques. Leur Page 6

8 inconvénient est qu'ils sont salissants, qu'ils peuvent causer des dommages à cause d'une surprojection et peuvent parfois se fissurer ou se rétracter. Ils ne présentent pas une surface esthétiquement finie sauf en cas de lissage. Ces systèmes de protection sont généralement appliqués sur des éléments cachés tels que des poutres au-dessus de plafonds suspendus. Il est possible d'intégrer ces protections à l'aspect architectural de la structure grâce à une coloration. Le produit projeté doit être compatible avec le support, que ce soit de l'acier nu ou ayant reçu un primaire. La résistance à l'abrasion et aux impacts des produits projetés est améliorée par leur cohésion et leur densité. Il est difficile de réparer ces protections ; c'est pourquoi il est important que toutes les fixations à la structure soient faites avant l'installation de la protection incendie. 3.2 Systèmes «secs» Ceci inclut les systèmes à base de plaques composées de fibres minérales ou de vermiculite, de lattes de fibre minérale et de laine céramique. Ces plaques peuvent être collées sur place ou bien vissées sur la structure ou sur d'autres plaques. La masse spécifique de ces matériaux en plaques varie entre 165 et 800 kg/m3. Ces produits sont généralement faciles à utiliser. Les vérifications nécessaires pendant l'installation sont beaucoup moins importantes que celles demandées par un produit projeté étant donné que ces produits sont fabriqués avec des épaisseurs fiables. Ils présentent une certaine souplesse d'installation, sont propres, causent peu de dommages aux constructions environnantes et offrent une bonne finition de surface. Certains produits en plaques sont mous et friables et sont susceptibles de subir des dommages mécaniques ; d'autres sont susceptibles de subir des dégâts par l'eau et sont seulement appropriés pour un usage interne. Leur installation n'est pas facilement adaptable aux structures complexes. Peu de problèmes sont rencontrés par rapport à leur compatibilité avec les sous-couches. De récents développements ont montré une augmentation de l'utilisation de matériaux de fibre minérale. Ces matériaux ont une masse spécifique d'environ 100 kg/m3 et sont maintenus en place par des clous soudés à intervalles réguliers à la surface métallique et retenus par des rondelles. Les propriétés souhaitables pour ces systèmes de protections projetées et secs sont les suivantes : Une bonne isolation thermique, c'est-à-dire une faible conductivité thermique et/ou une forte capacité thermique. Une résistance mécanique aux chocs et aux impacts satisfaisante. Page 7

9 Une bonne adhérence à l'élément pour éviter une séparation du matériau de protection lors d'une augmentation de la température et d'une déformation de l'élément de structure. Afin de faciliter l'utilisation des matériaux projetés ou en plaques, des abaques spéciaux ont été mis au point par les laboratoires d'essais au feu agréés. Ces abaques donnent l'épaisseur d'un matériau spécifique en fonction du facteur de massiveté, de la température critique de l'élément de structure, et de la durée de résistance au feu nécessaire (voir figure 4). 3.3 Systèmes intumescents Ces matériaux sont utilisés pour une finition décorative de la structure. Un ensemble de protections minces est disponible ; elles peuvent satisfaire une résistance au feu allant jusqu'à 90 minutes. Ces produits sont surtout destinés à un usage interne. Un ensemble de protections épaisses basées sur des produits en résine époxy peut satisfaire une résistance au feu jusqu'à 120 minutes. Ces protections présentent des caractéristiques de vieillissement satisfaisantes quand elles sont utilisées à l'extérieur. Epaisseurs de protection intumescente typique utilisées sur les sections en I Type de protection Fine protection à base de solvant Epaisse protection à base de résine époxy * données britanniques Échelle d'épaisseur de protection de base pour différentes durées de résistance au feu * (mm) 30 minutes 60 minutes 90 minutes 120 minutes 0,25-1,0 0,75-2,5 1,50-2,50-4,0-5,0 4,0-11,0 6,0-16,5 6,0-16,5 Les protections fines ou les mastics moussent et grossissent sous l'influence de la chaleur et produisent une couche carbonisée jusqu'à 50 fois plus épaisse que l'épaisseur de la protection d'origine. Ces produits peuvent être appliqués par projection, à la brosse ou au rouleau. Afin d'appliquer des couches plus épaisses, des traitements supplémentaires sont nécessaires. Des mesures de contrôle sur l'épaisseur sont effectuées par un équipement de mesure de marque déposée qui a été développé pour estimer l'épaisseur nécessaire de peinture. Seul un nombre limité d'études sur la durabilité de ces produits a été mené afin de permettre l'utilisation de certains produits à l'extérieur. La plupart de ces produits ont une bonne résistance contre les impacts et l'abrasion. Un abaque simplifié montrant les durées de résistance au feu données par une simple couche de peinture intumescente est présenté à la figure 5. Page 8

10 Des essais ont montré la nécessité d'évaluer la performance de protection intumescente sur une variété de formes et d'orientations du support. A long terme, il semble que cette forme de protection incendie pourra être mise en place par les fabricants d'acier. Malgré le fait que ces matériaux ont une résistance contre les impacts et l'abrasion, des dommages mécaniques peuvent apparaître, particulièrement sur les poteaux, ce qui nécessite une maintenance du système de peinture. 3.4 Spécification de l'épaisseur de protection incendie Dans l'eurocode 3, Partie 1.2 [3], une équation est donnée pour calculer l'augmentation de température des structures protégées. La conductivité thermique du matériau d'isolation i et son épaisseur d i sont prises en compte dans le rapport i /d i. La chaleur spécifique de l'isolation est aussi incluse. La conductivité thermique des matériaux d'isolation change avec la température. Ce changement peut être pris en compte dans des calculs plus précis. Cependant, si aucune information détaillée n'est disponible et si seulement une réponse approximative est demandée, l'analyse peut être basée sur des valeurs moyennes de i qui seront présumées valides quelle que soit la température pendant l'incendie. Il peut être montré qu'en certaines circonstances le temps pour atteindre une certaine i A m température de l'acier est gouverné par le rapport. d V L'épaisseur nécessaire d'isolation pour un élément de structure en acier peut être déterminée par un nomogramme qui donne la température critique, la charge appliquée, le facteur de massiveté et la résistance au feu. Par exemple, considérons une poutre en IPE 500 soumise à une charge réelle égale à 62,5 % ( = 0,625) de la charge de ruine, devant présenter une résistance au feu de 120 minutes et étant échauffée sur ses trois faces. Le nomogramme pour un acier protégé est donné à la figure 6 pour une poutre chargée supportant une dalle de béton ( facteur de 0,7). Le produit de. = 0,625. 0,7 = 0,438 et le facteur de massiveté A m / V = 132 m -1 pour une poutre échauffée sur ces trois faces. i A m Selon le nomogramme, la valeur du facteur doit être de 690 W/(m 3 K) pour di V satisfaire une résistance au feu de 120 minutes avec. = 0,438. i di Ai ,19 2 m C W Les valeurs de la conductivité thermique i peuvent être obtenues par les données des fabricants et des exemples sont donnés dans le nomogramme. Par exemple, quand i 0,1 W / m / C (typique pour de nombreux matériaux de protection), l'épaisseur nécessaire d'isolation est d i 0,1 0,19 = 19 mm. Page 9

11 Page 10

12 4. CONSTRUCTION MIXTE L'utilisation de composants mixtes acier-béton dans les bâtiments devient de plus en plus importante pour assurer la résistance au feu parce qu'ils offrent plusieurs possibilités de réduire l'augmentation de la température de l'acier [4, 5]. L'une de ces possibilités est la position et la masse de béton et une seconde option est la possibilité de redistribution des contraintes internes vers les parties protégées, donc plus froides, de la section. 4.1 Poteaux creux en acier remplis de béton La section transversale de ce type de poteau est soit rectangulaire soit circulaire comme le montre la figure 7 (a, b, c). La performance en cas d'incendie dépend principalement de la dimension de l'élément et des propriétés de résistance à la traction et la flexion du béton. Si on utilise un béton non armé, la résistance au feu est normalement de 30 minutes (figure 7a). Cependant, une durée de 120 minutes peut être atteinte en incluant des armatures ou des fibres acier (figure 7b). Le poteau avec une section métallique centrale (figure 7c) est un autre exemple de section creuse remplie de béton, mais avec la partie principale de la section porteuse en acier protégée contre l'incendie par une couche de béton. La résistance au feu de ce type de poteau varie entre 60 minutes et de plus grandes valeurs fonction de l'épaisseur de la couche de béton. Ces poteaux sont utilisés comme des éléments avec charges centrées ou faiblement excentrées Profilés en H avec béton Différents types de construction mixte utilisant des profilés sont fabriqués avec des poutres et poteaux résistant au feu. L'un des grands avantages des poteaux mixtes est leurs dimensions extérieures dans des bâtiments à plusieurs étages. En variant l'épaisseur du profilé, les qualités à la fois de l'acier et du béton, le pourcentage d'acier d'armature, la section du poteau peuvent être adaptés pour supporter une charge croissante sans changement significatif dans les dimensions extérieures. Chaque type de poteaux mixtes a des avantages et des domaines d'application spécifiques. Le plus vieux type de poteaux mixtes, figure 8a, est le profilé noyé dans le béton. Il permet un niveau de chargement important en cas d'incendie et peut supporter d'importantes charges non seulement axiales mais également avec des moments de fléchissement. La résistance au feu est normalement de 90 minutes ou plus. Page 11

13 Le second type, appelé profilé métallique avec béton entre les semelles, peut supporter des charges axiales considérables et d'importants moments de fléchissement. Le besoin en coffrage est bien réduit. Les autres avantages sont une bonne résistance aux chocs mécaniques sans la nécessité de renforcements d'angle et la possibilité d'utiliser des assemblages conventionnels entre les poteaux et des poutres acier ayant également du béton entre les semelles, comme le montre la figure 8b. De tels profilés mixtes peuvent atteindre n'importe quel niveau de résistance au feu. 4.3 Planchers béton à bac acier Des planchers mixtes utilisant des bacs acier profilés sont très souvent utilisés dans les bâtiments comme le montre la figure 9. Ces planchers peuvent présenter une résistance au feu jusqu'à 4 heures sans aucune protection appliquée sur le bac. Les planchers avec un pourcentage minimal d'armature ont une résistance au feu d'au moins 30 minutes et un simple lit d'armature peut leur donner une résistance au feu jusqu'à 2 heures. Pour de plus grandes durées de résistance au feu, il est nécessaire pour les planchers avec de longues travées chargées d'ajouter des armatures. Page 12

14 5. ELEMENTS METALLIQUES PARTIELLEMENT EXPOSES A L'INCENDIE Les éléments partiellement exposés à l'incendie parce qu'ils sont encastrés dans des murs, des planchers ou dans d'autres éléments de structure atteignent une résistance au feu notable en raison de la redistribution de contraintes des régions exposées à la chaleur vers des régions plus froides (non exposées) de la section. Cet effet apparaît aussi bien lorsqu'il y a ou pas un effet mixte. Les recherches et analyses progressent dans la quantification de cette redistribution. Une méthode relativement bon marché pour améliorer la résistance au feu de poteaux en H sans utilisation spéciale de protection incendie est d'insérer des parpaings de béton léger, conventionnels non chargés entre les semelles, comme le montre la figure 10. Des essais au feu ont montré que les sections de poteaux de 203 mm 203 mm 52 kg/m atteignent au moins une résistance au feu de 30 minutes sous chargement maximal. Un autre exemple particulier est le cas des poutres à cornières (voir figure 11). Le temps nécessaire à une poutre acier pour atteindre sa température critique lors d'un incendie peut être augmenté en protégeant la poutre d'une attaque directe des flammes. Une méthode économique pour obtenir une telle protection consiste en l'utilisation de planchers avec poutres à cornières où des dalles de plancher en béton précontraint prennent appui sur des cornières en acier fixées à l'âme de la poutre et protégeant ainsi la semelle supérieure et une partie de l'âme d'une exposition directe à l'incendie. Le taux d'échauffement de la partie supérieure de la poutre étant plus faible, la résistance au feu de la poutre acier est alors plus importante. Des résultats de recherche indiquent qu'en choisissant de bonnes combinaisons entre la taille de la poutre acier et l'épaisseur du plancher béton, des durées de résistance au feu de 30, 60, 90 minutes sont possibles sans qu'une protection incendie ne soit nécessaire. Page 13

15 6. PROTECTION PAR ECRANS Il n'est pas nécessaire d'appliquer une protection à chaque élément d'une charpente métallique d'un bâtiment avant qu'il ne soit achevé. Quand des plafonds suspendus ou des cloisons (figure 12) sont utilisés, ils peuvent offrir des avantages financiers en combinant leur fonction d'origine à celle de protection incendie. Les écrans doivent être capables d'assurer l'étanchéité aux gaz, l'isolation thermique et la stabilité nécessaire pour empêcher un incendie de s'étendre dans le vide. On doit spécialement attirer l'attention sur la méthode de montage et en particulier sur les joints et les assemblages. Tout niveau de résistance au feu souhaité peut être atteint. Page 14

16 7. STRUCTURE EXTERIEURE Les poteaux à l'extérieur d'un bâtiment restent plus froids pendant un incendie que ceux se trouvant à l'intérieur. De ce fait, des stabilités incendie largement supérieures à 30 minutes peuvent être atteintes. Les méthodes de calcul existantes pour le comportement au feu de tels éléments chargés conduisent aux recommandations suivantes : Le meilleur emplacement pour les poteaux est d'être le plus loin possible des ouvertures ou d'être protégés par un mur qui présente les qualités nécessaires de résistance au feu (voir figure 13) ou d'être protégés par un écran si le poteau est devant une fenêtre. S'il y a un risque de sollicitations thermiques élevées, des assemblages rigides entre les poteaux et les poutres sont préférables. Généralement, les poutres support de plancher n'ont pas besoin de protection dans leurs parties externes. Un exemple de conception simplifiée est donné à la figure 14. La position des poteaux extérieurs pour éviter une augmentation importante de la température est indiquée pour un bâtiment qui a toutes ses fenêtres sur un seul mur et donc pas de risque de courant d'air transversal. Page 15

17 8. REFROIDISSEMENT PAR EAU La résistance au feu d'éléments tubulaires peut être améliorée par l'utilisation de la cavité intérieure pour refroidir la structure. Remplir de tels éléments par de l'eau donne une très bonne résistance au feu quand la circulation est maintenue (figure 15). La circulation de l'eau peut être faite par convection naturelle utilisant un nombre d'éléments interconnectés (pas tous exposés à l'incendie) avec, au niveau supérieur, un réservoir de stockage ou par utilisation de pompes. Une recherche est à l'heure actuelle en cours sur les systèmes statiques sans remplissage. Des produits chimiques sont ajoutés à l'eau afin d'éviter la corrosion (Nitrate de Potassium) ou le gel (Carbonate de Potassium). Avec ce système, même lorsque la température de l'eau dépasse 100 C en raison de la pression, l'acier reste en dessous de sa température critique. L'apparence extérieure de la structure n'est pas affectée par ce système de protection, ce qui est un avantage pour l'architecture. La conception est cependant complexe et cette méthode reste coûteuse. Elle est généralement réservée aux bâtiments de prestige qui demandent de très hautes durées de résistance au feu. Les poutres et poteaux en H peuvent être refroidis par projection d'eau. Le refroidissement est activé dès que la température ambiante dépasse une valeur prédéterminée. Le flux d'eau produit par les sprinkleurs doit être continu sur la longueur totale de l'élément. Page 16

18 9. CONCLUSION La vitesse d'échauffement d'un profilé en acier est fonction de son facteur de massiveté A m /V. Des valeurs plus faibles conduisent à une réduction de la vitesse d'échauffement. Pour de courtes périodes de résistance au feu, des éléments en acier non protégés peuvent être stables. Pour de longues périodes de résistance au feu, la structure doit être protégée en appliquant un matériau de protection, en utilisant des écrans ou par circulation d'eau dans le cas de sections creuses. Le choix de la protection incendie doit prendre en compte la localisation de l'élément, les exigences liées à l'esthétique et les conditions budgétaires. Page 17

19 10. BIBLIOGRAPHIE 1. Design Manual on the European Recommendations for the Fire Safety of Steel Structures. ECCS-TC-3- Brochure n 35, Convention Européenne de la Constructio Métallique, Bruxelles, European Recommendations for the Fire Safety of Steel Structures : Calculation of the Fire Resistance of Load Bearing Elements and structural Assemblies exposed to the Standard Fire. CECM TC 3, Brochure n 30. Elsevier Scientific Publishing company, Amsterdam, Eurocode 3 : "Design of Steel Structures" : ENV : Part 1 : General rules and rules for buildings, CEN, Part 10 : Structural fir design (in preparation). 4. Eurocode 4 : "Design of Composite Steel and Concrete Structures" : pr ENV : General rules and rules for buildings. Part 10 : Structural fire design (in preparation). Page 18

20 11. LECTURES COMPLEMENTAIRES 1. Compendium of UK Fire Test Data N 1 - Unprotected Structural Steel, published in UK by DoE Fire Research Station and British Steel Corporation, "Steel and Fire Safety - A global Approach" - Eurofer, Bruxelles, Belgique : Publié en Documentation SIA 82, "La Résistance au feu des parties de Construction Métallique" Centre Suisse de la Construction Métallique, Zurich, Novembre BS 5950 : Part 8 : The Structural Use of Steelwork in Building : Code of Practice for the Fire Protection of Structural Steelwork. British Standards Institution. Page 19

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