Comportement au feu des matériaux

La classification

La réaction au feu d’un matériau de construction est l’ensemble de ses propriétés considérées en relation avec la naissance et le développement d’un incendie.

La norme française NF P92-501, la norme britannique BS 476 part 7, et la norme néerlandaise NEN 6067 décrivent des catégories décrivent des méthodes d’essai qui permettent de répartir les matériaux en catégories en fonction soit de leur sensibilité sous l’influence d’une source de chaleur (NF), soit de leur faculté à propager les flammes lorsqu’ils sont en position horizontale (BS et EN).

Depuis l’introduction des normes européennes harmonisées, les matériaux sont classés en fonction de leur réaction au feu selon des classes allant de A1 (incombustible) à F (aucune performance déterminée). Ces classifications sont accompagnées de sous-indices pour la production de fumée (s1 à s3) et de gouttelettes enflammées (d0 à d2). Ces systèmes permettent une évaluation plus précise et standardisée des performances des matériaux dans différents contextes, facilitant leur comparaison et leur choix dans les projets de construction.

Les prescriptions

Le maître de l’ouvrage a toujours intérêt à prendre un maximum de précautions contre les risques d’incendie.

Dans certains cas, ces précautions sont obligatoires.

Les normes de base en matière de prévention contre l’incendie, auxquelles les bâtiments nouveaux doivent satisfaire depuis le 01 janvier 1998 sont l’A.R. du 07.07.1994, modifié par l’A.R. du 19.12.1997.

Elles ne concernent cependant pas les maisons unifamiliales, les bâtiments de moins de trois niveaux ayant une superficie totale inférieure ou égale à 100 m² et les bâtiments industriels.

Les bâtiments sont répartis en 3 catégories en fonction de la hauteur h entre le niveau fini du plancher de l’étage le plus élevé et le niveau le plus bas de la voirie entourant le bâtiment. Une toiture comprenant exclusivement des locaux techniques n’intervient pas dans le calcul de la hauteur.

Bâtiment élevé h > 25 m
Bâtiment moyen 10 m < ou = h < ou = 25 m
Bâtiment Bas h < 10 m

 

En ce qui concerne les bâtiments annexes (construction, auvent, encorbellement, avancée de toiture, …), si des façades vitrées les dominent, les matériaux superficiels de la couverture sont de classe A1 sur une distance d’au moins 8 m pour les bâtiments élevés et d’au moins 6 m pour les bâtiments moyens et bas.

Certains bâtiments ne sont soumis à aucune exigence.

Il s’agit :

  • des maisons unifamiliales ;
  • des bâtiments de moins de 100 m² comptant maximum deux étages ;
  • des bâtiments industriels ;
  • des travaux d’entretien.

Les prescriptions actuelles en Belgique se réfèrent aux normes de base fixées par l’arrêté royal du 7 juillet 1994, mais elles évoluent pour s’aligner sur les réglementations européennes. Ces prescriptions prennent en compte le type de bâtiment, son usage, et son occupation pour définir des exigences spécifiques. Par exemple, les bâtiments accueillant du public doivent respecter des seuils plus stricts en termes de réaction au feu, incluant des obligations renforcées pour les matériaux de cloisonnement et d’évacuation.

Les membranes bitumineuses

Le comportement au feu des membranes bitumineuses est peu satisfaisant et varie suivant les produits.
Il dépend :

    • de la présence ou non d’une protection en paillettes d’ardoise ;
    • de la combustibilité spécifique de l’armature en polyester ;
    • du pourcentage de charges minérales ;
    • du type de bitume utilisé ;
    • du comportement des liants à température élevée.

Aussi, pour améliorer le comportement au feu des membranes bitumineuses, des minéraux et des produits chimiques ont été mélangés au liant et les armatures ont été modifiées.

On a ainsi obtenu des membranes dites “ANTI-FEU“.

Les membranes bitumineuses modernes sont désormais testées pour répondre aux nouvelles exigences de réaction au feu. En plus des traitements ignifuges intégrés dans leur composition, des innovations récentes permettent une meilleure adhérence aux supports, réduisant ainsi les risques de propagation des flammes. Leur utilisation reste courante pour les toitures, mais leur conformité aux normes est essentielle pour les bâtiments nécessitant des performances élevées en sécurité incendie.

Les membranes synthétiques

On remarque que parmi les 13 sortes de membranes synthétiques reprises dans la NIT 151 du CSTC, seules quatre bénéficient d’un agrément technique ATG : PVC, EPDM, CPE et PIB. Parmi celles-ci, deux seulement sont utilisées de manière significative, un plastomère :

le PVC (12 % du marché belge), et un élastomère : l’EPDM (8 % du marché belge).

L’EPDM a un comportement peu satisfaisant au feu. Il existe cependant une qualité auto-extinguible (NO-FLAM) qui est un mélange d’élastomère avec des retardateurs de flammes.

Le PVC a un comportement satisfaisant au feu.

Les membranes synthétiques, souvent utilisées pour leur légèreté et leur résistance mécanique, bénéficient aujourd’hui de traitements innovants retardant la propagation des flammes. Ces matériaux sont également évalués en fonction de leur production de fumée, un critère clé pour garantir une évacuation sécurisée en cas d’incendie. Les fabricants développent également des membranes synthétiques avec un impact environnemental réduit, en phase avec les objectifs de durabilité du secteur.

Les supports

Extrait de la NIT 215 du CSTC.

Si le feu provient de l’intérieur, c’est avant tout la résistance au feu du plancher de toiture qui est déterminante. Dans le cas d’une épaisse chape de béton, l’inflammabilité éventuelle des matériaux de toiture n’exerce que peu d’influence, voire aucune, sur l’évolution de l’incendie, sauf au droit des percements de toiture comme les coupoles et les évacuations d’air.

En présence de planchers de toiture en bois et en métal, l’inflammabilité de l’écran pare-vapeur, de l’isolation et de leurs adhésifs joue un rôle important. Il est préconisé, dans ce cas d’utiliser des matériaux ignifuges pour réaliser la finition du plafond.

Par ailleurs, la présence, sur des planchers de toiture à joints ouverts, de bitume fondu ou d’un isolant fondu peut occasionner une propagation rapide de l’incendie, celui-ci pouvant même gagner les autres bâtiments.

Le choix des supports joue un rôle critique dans la performance au feu d’un système complet. Les supports métalliques, bien que non combustibles, peuvent atteindre des températures élevées qui influencent le comportement des matériaux voisins. Les supports en bois, quant à eux, doivent être traités ou combinés avec des matériaux ignifugés pour répondre aux normes. Une attention particulière est requise pour garantir la compatibilité entre les supports et les membranes en termes de réaction au feu.

Nouveaux défis : durabilité et sécurité incendie

Face aux défis combinés de la durabilité et de la sécurité incendie, le secteur de la construction évolue vers des solutions innovantes. Les matériaux ignifugés durables, comme les composites bio-sourcés, commencent à se généraliser pour offrir des performances au feu tout en réduisant l’impact écologique. De plus, des outils de simulation numérique permettent désormais d’évaluer le comportement au feu des matériaux dans des configurations complexes, facilitant ainsi une conception sécurisée dès les premières étapes d’un projet. L’intégration de ces approches holistiques garantit des bâtiments à la fois sûrs et durables, répondant aux attentes actuelles des occupants et des réglementations.