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Comment protéger les structures métalliques contre le feu ?

le 17/11/2000  |  Réglementation techniqueAcierProduits et matérielsBétonSécurité et protection de la santé

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Sommaire du dossier

  1. L'audace dans la construction
  2. Des édifices surprenants
  3. Parkings : les sidérurgistes prônent la protection active
  4. Une halle couverte en Inox
  5. Des châssis de grande portée pour un lycée
  6. Chantier industriel : un « mikado » géant
  7. Une rehausse avec 260 t de métal
  8. Distribution d'efforts dans un pont exceptionnel
  9. Un «ventre de poisson» rigide
  10. Locaux industriels : des poutres alvéolées cintrées pour gagner de la place
  11. Une « boîte » en acier pour fabriquer... de l'Inox !
  12. Une structure poteaux-poutres mixte acier-béton
  13. Prix « Acier innovation 97 »
  14. Présentation du concept Prism
  15. Normalisation européenne
  16. SOMMAIRE DOSSIER Acier
  17. Un marché en pleine concentration
  18. Soutien d'un « renouveau » architectural
  19. ENTRETIEN JACQUES HUILLARD «Nous devons investir en matériels»
  20. Le Syndicat de la construction métallique de France proclamera le 3 décembre 1998 les résultats du 13e concours des plus beaux ouvrages de construction métallique.
  21. Quatre dos-d'âne spectaculaires
  22. La passerelle Solférino, enfin !
  23. Décapage à l'eau à ultra-haute pression
  24. Des solutions pour réhabiliter les bâtiments scolaires des années 60
  25. Les aciers inoxydables font leur entrée dans les structures
  26. Une construction par voile porteur en acier
  27. Un hall de 30 000 m2, libre de poteaux intermédiaires
  28. Une structure acier-béton à montage rapide
  29. Une façade à « intelligence thermique »
  30. Une ossature prête à vitrer pour couvrir un patio
  31. Résistance au feu des structures métalliques
  32. Les capacités constructives de l'acier
  33. Economie La concentration bat son plein en Europe
  34. Jean-Paul Rouffiac Président de la Fédération française de l'acier
  35. La stratégie d'Usinor
  36. Performances Des structures plus grandes et plus légères
  37. Une vasque à poser sur des tripodes
  38. Une charpente de 4180 m2 sans appui intermédiaire
  39. Robert Rocher Directeur technique de CM Paimboeuf (Spie)
  40. Des mégapoutres de 65 m de portée
  41. Systèmes constructifs Des ossatures industrialisées
  42. 4 000 m2 de bureaux réalisés en six mois
  43. Jean-Michel Porte Directeur régional de Sogelym Steiner (investisseur-constructeur)
  44. Ossature mixte pour une HLM
  45. Finitions Recherche esthétique
  46. Protection maximale pour une usine
  47. Une prise de patine immédiate
  48. L'acier vieilli comme symbole
  49. Françoise Carrara Responsable développement des produits prélaqués chez Usinor
  50. Des façades qui changent de teinte
  51. Protéger l'acier contre la corrosion
  52. L'ascension régulière de la construction métallique
  53. Une Europe plus métallique que la France
  54. L'utilisation de l'acier affine les structures
  55. Une ossature invisible pour une façade transparente
  56. Quand l'asymétrie d'un pont se fait harmonieuse
  57. Jongler avec les règles parasismiques
  58. Une toiture en onde de 10 000 m2
  59. Une poutre précontrainte en acier pour un plancher mixte
  60. Quatre pistes pour exprimer l'acier
  61. Sous-faces de planchers en Inox brut
  62. Acier autopatinable avec aluminium : précautions
  63. Acier galvanisé jauni naturellement pour une passerelle
  64. Du mat au brillant
  65. Mariage de métaux et mobilier urbain
  66. Tableau par perforations de l'acier
  67. Impressions glacées
  68. Les structures métalliques non protégées résistent bien au feu
  69. Protection de travail Armoire vestiaire séchante et sèche-chaussures à air chaud et générateur d'ozone
  70. Matériaux Machine de sciage mural
  71. Outillage Profileuse manuelle pour bandes métal
  72. Menuiserie Porte d'entrée en acier galvanisé
  73. Traitement de l'eau Mélangeur submersible à entraînement direct
  74. Aménagements urbains Portillon métallique à pivots réglables
  75. Menuiserie Garde-corps autoportant
  76. Génie climatique Conduit de fumée à départ de sol
  77. Traitement de l'eau Agitateur à faible vitesse de rotation
  78. Génie climatique Caisson cyclonique de traitement d'air
  79. Génie climatique Extracteurs éoliens dynamiques
  80. Menuiserie Portes antipanique et antipince-doigts
  81. Electricité Pupitres inox pour ambiances corrosives
  82. Menuiserie Portillon pour personnes handicapées
  83. Génie climatique Chaudière sol à gaz avec raccordement cheminée
  84. Utilitaires Un turbo diesel injection pour l'Express Kangoo
  85. Outillage Câbles de suspension autobloquants
  86. Comment protéger les structures métalliques contre le feu ?
  87. Des peintures contre la corrosion des ouvrages d'art
  88. « L'acier est un matériau créatif à toutes les échelles »
  89. NANTES Budget serré pour des bureaux de qualité
  90. CHALON-SUR-SAONE Un complexe sportif monté à sec, couvert d'une charpente "en roue de vélo"
  91. DUNKERQUE Un principe constructif pour réaliser toute l'enveloppe du bâtiment
  92. COLOGNE (ALLEMAGNE) Un parking métallique de 6 000 places sans protection au feu
  93. DELFT (PAYS-BAS) Un immeuble sans chauffage, une structure acier élémentaire
  94. CHATOU Profilés standard pour un centre technique municipal
  95. NEWCASTLE (ANGLETERRE) Le Gateshead Millenium Bridge bascule pour laisser passer les bateaux, et forme alors une arche spectaculaire
  96. IJBURG (PAYS-BAS) Le pont Enneüs-Heerma évoque l'épine dorsale d'une créature marine
  97. La concentration ne fait que commencer
  98. Arcelor mise sur la construction
  99. «Les effets positifs des synergies sont sensibles dès 2002»
  100. Un grand textile métallique à l'horizontale protège du soleil
  101. Une passerelle à Bilbao utilise les qualités mécaniques du tout inoxydable
  102. Construction industrielle en finesse à la CCI du Luxembourg
  103. Trois pavillons emballés d'une maille Inox à Niort
  104. Bureaux à ossature tout acier en Seine-Saint-Denis
  105. Une toiture Inox fédère les volumes d'une usine en Suisse
  106. Ombrelle en aluminium et acier pour les tramways de Bordeaux
  107. Vuitton s'habille d'une toile Inox au Japon
  108. Arbres métalliques parasismiques pour l'aérogare Bâle-Mulhouse
  109. Anticorrosion : les peintures et la préparation de surface s'adaptent aux législations
  110. Structures acier : solutions constructives et logiciels de calcul à l'honneur
  111. Le marché français de la construction résiste
  112. Styltech, Algeco, Phénix : Trois systèmes constructifs en évolution
  113. Valoriser Styltech dans le résidentiel
  114. Algeco à l'assaut de la construction en dur
  115. Coup de jeune chez Maisons Phénix
  116. Un pont à caissons pour le Thalys
  117. Des portes géantes pour l'usine de l'A380
  118. 36000 t d'acier assemblées sur les rives du Tarn
  119. MATERIAUX ET COMPOSANTS STRUCTURE, MACONNERIE, FACADES Armature à béton en acier inoxydable pour milieux agressifs
  120. MATERIAUX ET COMPOSANTS STRUCTURE, MACONNERIE, FACADES Dallage sur pieux en béton renforcé de fibres acier
  121. PORTES D'ACCES Bloc-porte d'entrée en profilés acier à ailettes
  122. ENTRETIEN ET SECURITE DES TOITURES Ligne de vie avec amortisseur de charges
  123. BARDAGES, VETURES, VETAGES Lames acier pour bardage horizontal ou vertical
  124. MATERIAUX ET COMPOSANTS STRUCTURE, MACONNERIE, FACADES Poutrelles en acier laminé à haute limite d'élasticité
  125. FENETRES ET PORTES-FENETRES Fenêtres et portes-fenêtres en acier à rupture de pont thermique
  126. BARDAGES, VETURES, VETAGES Plaques à ondulations demi-circulaires
  127. ESCALIERS, GARDE-CORPS, MAINS-COURANTES Modules d'escalier métallique en kit
  128. FAUX-PLAFONDS Panneaux en acier abaissables et coulissants pour faux-plafond

L'acier est un matériau incombustible qui perd une partie de sa résistance mécanique quand sa température augmente au-delà de 550 °C. Sa protection passe par des produits rapportés tels que des plaques, des enduits ou des peintures, mais également par des solutions mixtes acier béton.

Tous les matériaux de construction voient leur résistance diminuer sous l'effet d'une augmentation de température. L'acier est un matériau incombustible dont la résistance décroît dés lors que sa température dépasse environ 550 °C. Ce seuil, où la résistance devient insuffisante, est appelé température critique. En revanche, l'acier retrouve toutes ses caractéristiques lors du refroidissement (voir schéma 1).

Une protection n'est pas toujours nécessaire

Or, même si l'acier perd une partie de sa résistance quand sa température augmente, il n'est pas toujours nécessaire de le protéger. C'est, par exemple, le cas des structures où une exigence de durée de stabilité n'accroît pas la sécurité des occupants ni celle des services de secours. C'est particulièrement vrai des bâtiments à simple rez-de-chaussée de type halle : industrie, stockage, commerces... Pour ce genre de construction, soit la charge calorifique est faible et alors la structure résistera, soit la charge calorifique est importante et il sera très vite (en quelques minutes) impossible de survivre ou d'intervenir dans le compartiment en feu.

Les parkings à étages ouverts ne nécessitent pas de protection, si l'on conçoit la structure de telle manière que sa résistance réelle en cas d'incendie soit très grande, voire infinie. Enfin, lorsque les poutres ou les poteaux sont placés à l'extérieur du bâtiment ou protégés par un écran, leur exposition se trouve réduite. Et il devient possible de démontrer que la structure n'atteindra pas la température critique lors d'un incendie.

Par ailleurs, les sections dont le facteur de massivité A/V est faible ont une meilleure résistance au feu. Ce facteur est défini comme étant le quotient entre la surface échauffée (A en m2) et le volume échauffé (V en m3). Des sections à faible facteur de massivité atteignent souvent une résistance d'au moins trente minutes sans protection rapportée.

Les différents traitements de protection

Les plaques

Elles isolent thermiquement la structure contre les effets du feu (voir schéma 2). Elles permettent à celle-ci de supporter ses charges tout au long de la durée requise (de trente minutes à quatre heures). Deux types de produits se partagent le marché : ceux de faible densité minérale (<180 kg/m3) et ceux de forte densité minérale à base de matériaux comme le plâtre, la vermiculite ou le silicate de calcium.

Ces produits sont simples à poser. Ils se fixent à l'aide d'agrafes, de clous, de vis ou de colles spéciales. L'épaisseur dépend de la résistance au feu exigée, du facteur de massivité A/V ainsi que de la température critique.

Les produits projetés

Ce type de protection est utilisé sur des éléments de structure non apparents (plafonds suspendus ou poutres en treillis, par exemple). Ces produits, réalisés à base de plâtre, de vermiculite ou de mélange, sont fibreux ou pâteux. Ils s'appliquent par projection ou manuellement.

Ce système est peu onéreux et la mise en oeuvre rapide. Il se prête à la protection de détails constructifs complexes. Toutefois, l'épaisseur est difficile à contrôler. De plus, le flocage fibreux n'est pas propre, et il nécessite l'utilisation d'équipements de protection sanitaire.

Les peintures intumescentes

Elles sont utilisées pour les structures apparentes. L'application est simple. Elle combine, sur les formules complexes, anticorrosion et protection incendie. Certains fabricants proposent un produit allant jusqu'à deux heures de résistance. La plupart des peintures disponibles ne peuvent pas être appliquées à l'extérieur ou en milieu humide. Une préparation du fond est nécessaire. Il faut parfois ajouter une couche de finition spéciale.

Les structures mixtes

Il s'agit de marier la structure acier au béton. Par exemple, un tube enrobé ou rempli de béton, ou une poutrelle enrobée sur l'aile. Pour les fondations, cette approche peut être intéressante avec des bâtiments à forte charge. Selon la réalisation et le choix de la géométrie, on obtient une protection au feu comprise entre trente minutes et quatre heures. C'est une solution économiquement viable.

Sa mise en oeuvre demande des compétences mixtes acier béton et une organisation spécifique du chantier entre les lots métal et béton.

Les systèmes plancher à poutres intégrées

Ces systèmes sont constitués de profilés métalliques dont l'aile inférieure sert de support à des dalles de béton préfabriquées ou à des tôles nervurées de grande hauteur(voir schéma 3).

Le plancher complet est de faible épaisseur (environ 300 mm) et la résistance au feu de soixante minutes environ. Les coûts unitaires par mètre carré sont plus élevés que ceux d'une dalle conventionnelle, tout en demeurant compétitifs.

En savoir plus

Centre technique industriel de la construction métallique, Domaine Saint-Paul, BP 64, 78470 Saint-Rémy- les-Chevreuses. Tél. : 01.30.85.25.00; Fax : 01.30.52.75.38.

SCHEMAS :

1. La protection de la structure évite d'atteindre la température de ruine de l'acier.

2. L'encloisonement permet aux poteaux de supporter la charge.

3. Les planchers à base de bacs collaborants sont utilisés en rénovation.

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