{"id":4093,"date":"2018-08-06T13:25:02","date_gmt":"2018-08-06T11:25:02","guid":{"rendered":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/?p=4093"},"modified":"2018-09-24T19:49:46","modified_gmt":"2018-09-24T17:49:46","slug":"8-5-comportement-au-feu-dune-selection-de-parties-de-construction-et-de-systemes-porteurs","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/8-5-comportement-au-feu-dune-selection-de-parties-de-construction-et-de-systemes-porteurs\/","title":{"rendered":"8.5 Comportement au feu d’une s\u00e9lection de parties de construction et de syst\u00e8mes porteurs"},"content":{"rendered":"

8.5.1 Constructions en acier<\/h2>\n

Un \u00e9chauffement de l’acier provoque d’une part une diminution de la limite \u00e9lastique,<\/i> et d’autre part, une r\u00e9duction du module d’\u00e9lasticit\u00e9.<\/i> La diminution de la capacit\u00e9 portante qui en d\u00e9coule ainsi que les d\u00e9formations qui se forment influencent le comportement du syst\u00e8me porteur des constructions en acier de mani\u00e8re d\u00e9terminante. Comme la conductivit\u00e9 thermique de l’acier est tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9e comparativemnt \u00e0 d’autres mat\u00e9riaux de construction, en premi\u00e8re approximation on peut admettre qu’une r\u00e9partition de temp\u00e9rature uniforme s’\u00e9tablit rapidement sur toute la section transversale de l’acier.<\/p>\n

La quantit\u00e9 de chaleur, par m\u00e8tre de longueur, p\u00e9n\u00e9trant dans l’\u00e9l\u00e9ment en acier se d\u00e9termine comme suit:<\/p>\n

(8.7)<\/div>\n

<\/p>\n

alors que la quantit\u00e9 de chaleur accumul\u00e9e, par m\u00e8tre de longueur, dans l’\u00e9l\u00e9ment en acier se calcule par:<\/p>\n

(8.8)<\/div>\n

<\/p>\n

<\/h3>\n

Pour l’\u00e9l\u00e9vation de temp\u00e9rature \u0394\u03b8<\/i>Ac<\/sub> durant l’intervalle de temps \u0394t<\/i> ou pour , on obtient en premi\u00e8re approximation:<\/p>\n

\"Evolution<\/div>\n
Fig.\u202f8.10:\u2002Evolution temporelle de la temp\u00e9rature<\/div>\n

<\/h3>\n
(8.9)<\/div>\n

<\/p>\n

<\/h3>\n

La r\u00e9sistance au feu<\/i> des constructions en acier peut \u00eatre am\u00e9lior\u00e9e en choisissant une plus grande section transversale qui peut \u00e9galement supporter la charge existante lorsque la capacit\u00e9 portante est r\u00e9duite (\u2192 surdimensionnement!). En outre, on peut \u00e9viter un r\u00e9chauffement rapide et ainsi augmenter la dur\u00e9e de r\u00e9sistance au feu par:<\/p>\n

    \n
  • une forme de section transversale pr\u00e9sentant une moindre surface<\/i> par unit\u00e9 de masse lin\u00e9ique (les \u00e9l\u00e9ments de construction lamin\u00e9s \u00e9lanc\u00e9s se r\u00e9chauffent plus rapidement que les \u00e9l\u00e9ments compacts)<\/li>\n
  • l’isolation thermique<\/i> de la partie de construction (p.\u2009ex. rev\u00eatement avec des plaques de fibres-ciment ou de pl\u00e2tre, pose de couches d’isolation, coulage en b\u00e9ton)<\/li>\n
  • des peintures intumescentes<\/i> (mat\u00e9riaux qui, en moussant sous l’effet de la chaleur, forment une couche isolante \u00e0 la chaleur)<\/li>\n
  • refroidissement<\/i> de la partie de construction par de l’eau (la chaleur de vaporisation de l’eau dispers\u00e9e sur la surface m\u00e9tallique, p.\u2009ex. par une installation sprinkler, \u00e9vacue la chaleur de l’acier).<\/li>\n<\/ul>\n
    \"Temp\u00e9rature<\/div>\n
    Fig.\u202f8.11:\u2002Temp\u00e9rature moyenne de l’acier pour des \u00e9l\u00e9ments en acier avec et sans rev\u00eatement sous l’effet d’un incendie d’apr\u00e8s la courbe d’incendie normalis\u00e9 ISO (ISO 834) en fonction du facteur de profil U\/G<\/i>=\u202fl\/\u03c1<\/i>\u2009\u00b7\u2009U\/A<\/i>\u2009en\u2009m2<\/sup>\u2009\u00b7\u2009kg, d\/\u03bb<\/i> (rev\u00eatement) 0,1\u202fm2<\/sup>\u2009\u00b7\u2009K\/W, (h<\/i>c<\/sub> ~ 2,5\u202fW\/m2<\/sup>\u202fK); F<\/i>12<\/sub> (acier) ~ 0.5)<\/div>\n

    <\/h3>\n
    <\/div>\n
    Tab.\u202f8.8:\u2002Influence de l’enrobage des poteaux en acier sur la r\u00e9sistance au feu: \u00e9paisseur minimale d <\/i>en mm du rev\u00eatement (plaques de pl\u00e2tre cartonn\u00e9, \u03bb <\/i>~ 0,2\u202fW\/(m\u2009\u00b7\u2009K) pour des poteaux en acier avec U\/A <\/i>\u2264 300\u202fm\u20131<\/sup> [8.6]<\/span><\/span><\/div>\n

    <\/h3>\n
    <\/div>\n
    Tab.\u202f8.9:\u2002Exigences pour les structures porteuses en acier [8.13]<\/span><\/span><\/div>\n

    8.5.2 Constructions en b\u00e9ton<\/h2>\n

    Les mortiers de ciment et la plupart des additifs ont en soi une bonne stabilit\u00e9 thermique. Les fers d’armature sont prot\u00e9g\u00e9s d’un \u00e9chauffement rapide par une \u00e9paisseur suffisante de recouvrement par le b\u00e9ton. N\u00e9anmoins, le b\u00e9ton subit des d\u00e9g\u00e2ts quand l’\u00e9chauffement est important<\/i> et surtout<\/i> quand il est rapide<\/i>. Les causes sont:<\/p>\n

      \n
    • rel\u00e2chement de la structure par les diverses dilatations thermiques<\/i> (les dilations thermiques diff\u00e9rentes du mortier de ciment et des additifs d’une part, ainsi que certains additifs d’autre part, conduisent \u00e0 des tensions internes qui d\u00e9tendent la structure)<\/li>\n
    • \u00e9clatement<\/i> et \u00e9caillage<\/i> \u00e0 cause des grandes diff\u00e9rences de temp\u00e9rature (la conductivit\u00e9 thermique relativement faible du b\u00e9ton provoque une chute de temp\u00e9rature importante \u00e0 l’int\u00e9rieur des constructions en b\u00e9ton soumises \u00e0 un \u00e9chauffement rapide. Les tensions qui apparaissent alors entre les couches \u00e9chauff\u00e9es externes et les couches froides internes entra\u00eenent l’\u00e9clatement de couches enti\u00e8res).<\/li>\n<\/ul>\n
      \"R\u00e9partition<\/div>\n
      Fig.\u202f8.12:\u2002R\u00e9partition de la temp\u00e9rature dans un mur en b\u00e9ton de 20\u202fcm expos\u00e9 \u00e0 un feu selon la courbe d’incendie normalis\u00e9 ISO 834<\/div>\n

      <\/h3>\n
        \n
      • \u00e9clatement par pression de vapeur<\/i> (l’eau pr\u00e9sente dans le b\u00e9ton s’\u00e9vapore \u00e0 la temp\u00e9rature appropri\u00e9e et la surpression qui s’ensuit alors \u00e0 l’int\u00e9rieur de l’\u00e9l\u00e9ment de construction peut \u00e9galement conduire \u00e0 l’\u00e9clatement de couches enti\u00e8res).<\/li>\n<\/ul>\n

        Protection incendie des parties en b\u00e9ton arm\u00e9 sollicit\u00e9es en traction<\/h3>\n

        Aux emplacements o\u00f9 la force de traction de l’acier d’armature est d\u00e9terminante pour la capacit\u00e9 portante de la construction, donc en particulier dans les zones de tension des poutres de flexion, la d\u00e9faillance de l’armature est d\u00e9cisive pour l’\u00e9puisement de la capacit\u00e9 portante. Tant que le b\u00e9ton demeure intact, l’augmentation de temp\u00e9rature se r\u00e9partit relativement lentement dans les aciers d’armature. A l’instant o\u00f9 le recouvrement est perdu \u00e0 cause de l’\u00e9caillage, les fers d’armature d\u00e9nud\u00e9s s’\u00e9chauffent tr\u00e8s rapidement. Pour des charges thermiques limit\u00e9es un recouvrement normal en b\u00e9ton suffit comme protection. Pour des charges thermiques plus \u00e9lev\u00e9es, la r\u00e9sistance au feu <\/i>peut \u00eatre am\u00e9lior\u00e9e par des recouvrements plus \u00e9pais<\/i>. Des mesures sp\u00e9ciales sont toutefois n\u00e9cessaires pour emp\u00eacher le d\u00e9collement du recouvrement (mise en place d’armatures en treillis). Voir aussi Fig. 8.13.<\/p>\n

        Protection incendie des parties en b\u00e9ton arm\u00e9 sollicit\u00e9es en compression<\/h3>\n

        Si la zone de compression d’une poutre de flexion se trouve expos\u00e9e au feu, la section transversale diminue suite aux \u00e9caillages et le b\u00e9ton est affaibli par rel\u00e2chement structurel, c’est-\u00e0-dire qu’une partie de la zone de compression du b\u00e9ton est perdue. Ainsi le bras de levier des forces internes et le moment de rupture s’en trouvent r\u00e9duits.<\/p>\n

        Une armature en treillis qui ralentit l’\u00e9caillage am\u00e9liore aussi la r\u00e9sistance au feu (voir aussi Fig. 8.14).<\/p>\n

        \"Rev\u00eatement<\/div>\n
        Fig.\u202f8.13:\u2002Rev\u00eatement de l’acier dans la zone de tension et effet du feu; \u00e9paisseurs de rev\u00eatement minimales d<\/i> pour des poutres porteuses statiques en fonction de la largeur de poutre b<\/i> en comparaison avec des dalles porteuses statiques (b<\/i>\u2192 \u221e) pour des classes de r\u00e9sistance au feu F 30 \u00e0\u00a0F 180 [8.6]<\/span><\/span><\/div>\n

        <\/h3>\n
        \"Affaiblissement<\/div>\n
        Fig.\u202f8.14:\u2002Affaiblissement de la zone de pression d’une poutre en flexion par suite de l’\u00e9caillage du b\u00e9ton<\/div>\n

        <\/h3>\n
        \"R\u00e9duction<\/div>\n
        Fig.\u202f8.15:\u2002R\u00e9duction par la combustion de la section transversale utile \u00e0 la r\u00e9sistance au feu pour une poutre en bois massive. Pour les poutres en flexion, la couche protectrice peut s’\u00e9cailler du c\u00f4t\u00e9 en traction ce qui conduit \u00e0 des vitesses de combustion allant jusqu’\u00e0 1,1\u202fmm\/min.<\/div>\n

        8.5.3 Constructions en bois<\/h2>\n

        Bien que le bois soit combustible, il peut pr\u00e9senter une certaine r\u00e9sistance au feu. Le bois est d’une part un mauvais conducteur de chaleur<\/i> qui fait que la chaleur ne peut se propager que lentement dans l’\u00e9l\u00e9ment de construction. D’autre part, la combustion est ralentie par la couche carbonis\u00e9e <\/i>qui se forme sur la surface suite \u00e0 la gaz\u00e9ification du bois.<\/p>\n

        L’hypoth\u00e8se d’une vitesse de combustion constante<\/i> permet une estimation simplifi\u00e9e de la r\u00e9sistance au feu. Les vitesses de combustion suivantes peuvent \u00eatre admises: bois de conif\u00e8res \u2248 0,6\u202fmm \u00b7 min\u20131<\/sup> \u00e0 0,8\u202fmm \u00b7 min\u20131<\/sup>, ch\u00eane \u2248 0,4\u202fmm \u00b7 min\u20131<\/sup>. Le bois sci\u00e9 br\u00fble plus rapidement que le bois lamell\u00e9-coll\u00e9, entre autre \u00e0 cause des in\u00e9vitables fissures dues au retrait. La r\u00e9sistance au feu r\u00e9sulte de la r\u00e9duction de la section transversale (voir Fig. 8.15).<\/p>\n

        Des baguettes minces n’offrent aucune r\u00e9sistance au feu appr\u00e9ciable. Par contre, avec des poutres plus importantes, une r\u00e9sistance au feu de 30 \u00e0 45\u202fminutes peut \u00eatre atteinte. La combustion r\u00e9duit \u00e9galement la section transversale des poteaux en bois. Il en r\u00e9sulte une augmentation de l’\u00e9lancement qui entra\u00eene une diminution de la contrainte admissible de flambement.<\/p>\n

        La r\u00e9sistance au feu du bois peut \u00eatre am\u00e9lior\u00e9e par impr\u00e9gnation min\u00e9rale<\/i>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

        8.5.1 Constructions en acier Un \u00e9chauffement de l’acier provoque d’une part une diminution de la limite \u00e9lastique, et d’autre part, une r\u00e9duction du module d’\u00e9lasticit\u00e9. La diminution de la capacit\u00e9 portante qui en d\u00e9coule ainsi que les d\u00e9formations qui se forment influencent le comportement du syst\u00e8me porteur des constructions en acier de mani\u00e8re d\u00e9terminante. Comme […]<\/p>\n","protected":false},"author":8,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[28],"tags":[],"class_list":["post-4093","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-incendie"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4093","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/8"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=4093"}],"version-history":[{"count":5,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4093\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":6777,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4093\/revisions\/6777"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4093"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=4093"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=4093"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}