Dans la mmoire collective et le subconscienthumain, le feu reste encore de nos jours, un flauredout, cause de paniques et de pertes importantesen vies et en biens.1. Tous les acteurs de la construction se doivent

demployer les meilleures parades tant lgislativesque constructives et les meilleurs matriaux pourle combattre et limiter ses effets dvastateurs.

2. Les interventions des sapeurs-pompiers slvent prs de 3,230 millions en France ; 9,95 %concernent les incendies (5 % en Rgion pari-sienne).

La rpartition des sinistres par activits est rappro-cher du nombre de victimes.On note une volution proccupante du nombre desinterventions et des victimes dans les tablissementsdhabitations et les bureaux (50 140) ainsi que dansles tablissements industriels et entrepts (12 000).Selon lAPSAD 75 % des entreprises sinistresdposent leur bilan.Le cot direct des incendies slve 15 milliards defrancs. Les causes des incendies sont qualifies denaturelles ou daccidentelles. On retiendra que sou-vent un facteur humain est lorigine du sinistre.Dans le milieu industriel, la malveillance est en pro-gression.Pour lutter efficacement contre le feu, la lgislation aimpos des rglementations. Un accroissement desexigences portant sur la conception des btiment et

9.3 Scurit en cas dincendie

0 000

10 000

20 000

30 000

40 000

50 000

60 000

70 000

80 000

90 000

100 000

110 000

50 140

34 697

54 477

36 857

107 423

6 217 5 663 6 280

E.R.P.Habitations - bureauxLocaux industrielsEntrepts - docksVhiculesFort - landes - broussaillesFeux de chemineAutres

Nomb

re d'i

ncen

dies

Nombre dincendies selon les activits en 1997

Personnes Blesss Blesssdcdes graves lgers

Etablissements19 18 217recevant

du publicHabitations, 150 318 1 980bureauxLocaux 2 24 152industrielsEntrepts - 1 6 35docksVhicules 446 2 645 12 129Feux de fort 8 21 91Feux de 3 25 114cheminesAutres 37 70 688Totaux partiels 220 482 3 277

Rpartition du nombre des victimes dincendieen France, en 1997, (hors BSPP BMPM)

En ce qui concerne le bton, son caractreincombustible est une vidence. Il faut, en outre,souligner sa faible vitesse dchauffement. Sou-mis une temprature correspondant celledun incendie, le bton natteint au bout duneheure que 350 C 3 cm de profondeur et100 C 7,5 cm. Ces tempratures sont trs ende de celles pour lesquelles les caractris-tiques du matriau sont affectes de faon sen-sible (environ 600 C). Elles montrent lefficacitde la protection assure par une paroi en bton,aussi bien du point de vue de sa stabilit que dela propagation du feu. Le bton arm, moyen-nant un enrobage suffisant des armatures,constitue donc une solution conomique et sredans la ralisation de structures rsistant au feuet de parois jouant un rle coupe-feu.

statistiques en cours

245

notamment ceux recevant du public et des tra-vailleurs, actualise les rgles et les contrles tout enprcisant les responsabilits. Des normes et essaiscompltent le dispositif, permettent les classementsdes matriaux et intgrent les volutions technolo-giques et exigences europennes.

Les directives europennes

Le 21 dcembre 1988, une directive du Conseil descommunauts europennes, Directive Produits deConstruction a mis en exergue tout lintrt deslgislateurs Europens pour arriver terme uneharmonisation des rgles afin daboutir une librecirculation des produits.Six exigences essentielles ont t retenues. Parmielles, la scurit en cas dincendie doit tre prise encompte pour la bonne construction dun ouvrage.Un ouvrage doit tre conu et construit de manirequen cas dincendie :1. La stabilit des lments porteurs de louvrage

puisse tre prsume pendant une dure dter-mine.

2. Lapparition et la propagation du feu et de lafume lintrieur de louvrage soient limites.

3. Lextension du feu des ouvrages voisins soientlimite.

4. Les occupants puissent quitter louvrageindemnes o tre secourus.

5. La scurit des quipes de secours soit prise encompte.

Des normes dessais et de calcul permettront la vri-fication des performances des diffrents lmentsde construction.

Principes de la rglementation incendie

Si la rglementation franaise vise essentiellement assurer la protection des personnes, on retiendraque les assureurs prconisent des mesures propres protger les biens.Les grands principes tendent : limiter les risques dclosion du feu ; limiter la propagation de lincendie ; vacuer les personnes en danger ; faciliter lintervention des secours.Des rgles constructives assorties de prescriptionsde scurit concernent les btiments neufs modi-fier et amnager.Elles sappliquent aux : tablissements recevant du public (ERP) ; immeubles de grande hauteur (IGH) ; btiments industriels et bureaux (code du travail) ; installations classes pour la protection de lenvi-

ronnement (ICPE) ; garages et parkings ; btiments dhabitation qui sont rpartis en quatre

familles (les mesures de scurit augmentent enfonction de la hauteur).

En ce qui concerne les (IGH) immeubles de grandehauteur (plus de 50 m pour les habitations, 28 mpour les autres btiments), le rglement est plus exi-geant en matire de compartimentage, et de stabi-lit pour viter la propagation du feu.Les dispositions concernant le dsenfumage sontgalement bien prcises pour les IGH et les ERP.Les fumes prsentent en effet, une double action :la toxicit et lopacit. Il est donc ncessaire, dansles locaux runissant de nombreux occupants, deminimiser le rle direct quelles jouent en crant uneraction de panique par manque de visibilit pour lesoccupants, et en gnant les interventions dessecours.Une notion globale de systme de scurit incendiea t introduite dans le rglement de scurit.

Connaissance du feu - dveloppement de lincendie

Le feu est un phnomne dynamique compliqu quipeut conduire la destruction dun btiment.

CLOSION + PROPAGATION = DESTRUCTION

De cette constatation et de la connaissance desphnomnes, dcoule lessentiel des mesures descurit incendie.Trois composants sont ncessaires au dveloppe-ment du feu : le combustible (les matires) ; la source dnergie (une flamme) ; le comburant (lair).La combustion dun incendie passe par plusieursphases : allumage ; initiation ; embrasement ; combustion ; dcroissance.

246

Un btiment ne pourra tre efficacement pro-tg en cas dincendie que si et seulement si lesstructures offrent des garanties de stabilit suffi-samment longtemps pour permettre la mise enuvre des matriels des sapeurs-pompiers.Sans cela, laction de ces derniers sera inop-rante, ils ne pourront pas pntrer lintrieur entoute scurit afin de matriser le feu au plus viteet protger ainsi les biens et points nvralgiquesde la vie de lentreprise et au sauvetage des per-sonnes qui nont pu tre vacues

Brigade des sapeurs-pompiers de Paris. Studio AB SAT, Saint-Denis, 1997.

La propagation du feu se fait par linflammation descibles exposes la chaleur du premier foyer,lorsque celles-ci atteignent leur tour la tempratu-re dallumage. Au cours de cette phase, les mat-riaux de revtement des murs et des plafonds sontles plus exposs et participent au dveloppement dufeu selon leur degr dinflammabilit.Lembrasement gnralis dun local correspond un rgime stationnaire de combustion, qui nedpend plus que de la quantit de combustible et dela dimension des ouvertures. Tous les matriauxthermodgradables prsents entrent en combustion.Les flux thermiques engendrs deviennent dange-reux, la fois pour les personnes et pour les biensmatriels.

Mode de propagation du feu : conduction ; rayonnement ; convection.

Dans la phase de dmarrage, il y a inflammationdes matriaux combustibles situs proximitimmdiate du foyer initial. Cette phase est fonctiondu volume du local, du dbit doxygne, de la quan-tit de matires combustibles et de leur degr deraction au feu. Le comportement au feu

Le code de la construction et de lhabitation(art. R 121-1) prvoit une classification des mat-riaux et lments de construction en fonction de leurcomportement en cas dincendie.Deux critres sont ainsi apprcis : la raction au feu cest--dire laliment qui peut treapport au feu et au dveloppement de lincendie ;

247

allumage

initiation

inflammationignition

dveloppementdes fumes,des flammes etde la chaleur

destructiondes structures

embrasement(flash over)

combustion

refroidissement

extinction

temps

tem

pr

atur

e

risques

Dveloppement d'un incendie et risques

Cest ce stade quil est particulirementimportant que les matriaux utiliss pour les parois prsentent des caractristiquespropres maintenir la stabilit de louvrage,dune part, et empcher le passage desflammes et de la fume, dautre part. La rsis-tance au feu est la caractristique qui permetdapprcier le comportement des matriauxface ces phnomnes.

conduction

tiragetirage

rayonnementrayonnement

conv

ectio

n

gaz chaudsgaz chauds

cran

Un btiment a t sauv grce au mur coupe-feu en blocs de bton.

La propagation du feu a tpossible. Elle sest faite parrayonnement et transportdes gaz chauds

Feu dans un entrept de stockage de mobilier en plastique

la rsistance au feu, cest--dire le temps pen-dant lequel les lments de construction peuventjouer le rle qui leur est dvolu malgr laction delincendie.

Le classement des matriaux est dterminconformment larrt du 30 juin 1983 du Ministrede lintrieur.Il concerne les matriaux de construction finis et les revtements appliqus sur leurs supports (pan-neaux, plaques, films, feuilles, tubes, etc.).

Les matires premires ne sont pas concernes.Les matriaux sont classs en deux groupes ; com-bustibles et incombustibles et cinq catgories M0 M4 et non class.Les quantits de chaleur dgages et la prsenceou labsence de gaz inflammables permettent cesclassifications.On retiendra que selon des statistiques officielles, etlanalyse de scnarios de feu en habitation, 15 %impliquent des mousses et produits de synthse etque les dcs sont dus pour 80 % aux dgagementsde gaz et de fumes.

La rsistance au feu

La rglementation est base sur la conception debtiments susceptibles dempcher la propagationdun incendie et qui mnagent des cheminementsdvacuation pour les occupants : cest le principe ducompartimentage des locaux. Le code de la construc-tion et de lhabitation prcise lobjectif atteindrepour la classification de la rsistance au feu.

Larrt du 3 aot 1999 mis en application du codeprcise les critres retenus pour les lments deconstruction.La classification est tablie en tenant compte dutemps pendant lequel sont satisfaites les conditionsimposes relatives : la rsistance mcanique ; lisolation thermique ; ces deux critres cumuls.Aussi, selon les fonctions particulires et le rlequest appel jouer au cours dun incendie un l-ment de construction, son classement peut releverde trois catgories.1. Classement de stabilit au feu (SF)

Le critre de rsistance mcanique est requis, onmesure le temps pendant lequel un ouvrage struc-turel (poteau, poutre, voile, etc...) ou un lmentde construction soumis une charge assurentleur fonction sans seffondrer.

2. Classement pare-flammes (PF)Les critres de rsistance mcanique et dtan-chit aux flammes et gaz chauds ou inflam-mables sont requis (paroi, cloison, porte, etc...).

3. Classement coupe-feu (CF)Llment test doit rpondre aux trois critres(rsistance mcanique, tanchit aux flammeset gaz, isolation thermique).

Classement de rsistance au feu

Les essais au four sont excuts sur des lmentsde construction mis en uvre dans les conditionshabituelles dutilisation, en fermant une face dunfour. A lintrieur du four, la monte en tempratureest assure de faon conventionnelle.

Mthodes de classification

Les degrs de rsistance au feu des lments deconstruction sont dtermins par lune desmthodes suivantes :1. A la suite dessais conventionnels, isols ou de

gamme ;2. A la suite dessais conventionnels assortis des-

sais complmentaires ;3. Aprs avis du CECMI, la suite dessais semi-

naturels ou naturels ;

248

Classement de raction au feu

Incombustible M0 Btonmortier

Combustible M1 non inflammableM2 difficilement inflammableM3 moyennement inflammableM4 facilement inflammableNC non class

Les btons, les mortiers de ciments et de chaux sont par nature incombustibleset classs M0

volution Europenne -Classement de raction au feuDans un but dharmonisation, la CommissionEuropenne a adopt en 1999 un systme declassement en raction au feu des produits deconstruction.Six euroclasses allant de A F des matriauxles moins combustibles aux plus combustiblespourront remplacer le classement franais deM0 M4.

Nota : le bton est les mortiers resterontencore incombustibles classement A. Essai de plancher bton sur four horizontal

NotaLes gaines et conduits se voient attribuer un classe-ment PF ou CF de traverse de paroi.

4. Par extension un procs-verbal antrieur ;5. Par le calcul selon des mthodes agres aprs

avis du CECMI, telles que les normes ;6. Par application des normes ou de lEurocode

agrs aprs avis du CECMI entrinant des pro-cds de fabrication ;

7. Par un processus mixte, dans lequel par exempleles dures de satisfaction aux critres disolationet dtanchit sont dtermines exprimentale-ment et la stabilit est value par le calcul soitdirectement, soit partir des tempratures mesu-res lors dun essai ;

8. Par analogie des cas antrieurs dont les labora-toires ont connaissance (dispositifs ou systmesbanaliss).

CECMI : comit dtude et de classification desmatriaux et lments de constructionpar rapport au danger dincendie.

CSTBlaboratoires agrsCTICM }GERBAM

CERIB : centre dtudes et de recherches delindustrie du bton.

La prvision du comportement des structures en bton

Les impratifs de stabilit dun ouvrage en cas din-cendie ont conduit prvoir le comportement desstructures soumises aux effets du feu et les moyensde les calculer.Les normes ont t labores pour rpondre cebesoin pour les diffrents matriaux constitutifs :bton, acier, bois. La prvision par le calcul du com-portement au feu des structures en bton fait lobjetde la norme P 92-701 (DTU feu bton).Le principe de justification des structures btonrepose sur le calcul aux tats limites ultimes dersistance, en affectant les contraintes dun coeffi-cient minorateur dpendant de la temprature attein-te dans la section considre.Les tempratures mesures dans le bton montrentleur rapide dcroissance en fonction de lloignementde la surface expose au feu : aprs une heure dex-position, 500 C 1,5 cm, 350 C 3 cm et 100 C 7,5 cm de profondeur. Lorsque lon sait que le btondispose encore de 50 60 % de sa capacit de rsis-

249

CLASSEMENT DE RSISTANCE AU FEU DES LMENTS DE CONSTRUCTION

CRITERES A SATISFAIRE lments concerns

Classement stabilit tanchit aux Isolationmcanique flammes et aux gaz thermique

Stable au feu (SF) X PoteauxPoutresPare-flammes (PF) X X Blocs-portesMurs et cloisons

Coupe-feu (CF) X X XMurs et cloisonsPlanchers

exemple : un poteau ayant satisfait au critre de rsistance pendant 1 h 10 sera class degr stable au feu 1 h (seuil directement infrieur celuiobtenu lors de lessai. Les classements aprs essais sont exprims en degrs et en dure 1/4 h - 1/2 h - 3/4 h - 1 h - 1 h 30 - 2 h - 3 h - 4 h - 6 h.

100

300

500

700

900

1100

1300

C

1/2 1,1/2 321 4

heures

volution des tempratures selon la courbe ISO 834

Considrations pour le concepteur sur lesnotions de rsistance au feu :1. Les degrs de rsistance au feu dtermins

par le programme thermique normalis nereprsentent pas le temps rel de rsistan-ce au feu de ces lments lors dun incen-die. Ils ont uniquement pour but de classerces lments les uns par rapport aux autres.

2. La rsistance au feu exige pour les l-ments de structure vise uniquement per-mettre lvacuation du public et des tiersventuels situs dans le mme btiment.Elle ne prtend pas assurer la sauvegardede limmeuble aprs lvacuation.

3. La stabilit au feu de la structure doit tremaintenue en permanence

Les matres duvres peuvent utiliser deslments de construction ayant une rsis-tance suprieure pour obtenir une meilleureconservation du btiment.Dans tous les cas le bton satisfait cesconsidrations.

tance 600 C ce qui constitue un avantage parrapport lacier qui, cette temprature, prsente unaffaiblissement de ses caractristiques mcaniquesde 75 80 % , on peut en conclure que la stabilitdune structure est, dans la plupart des cas, assurependant une dure largement suffisante une inter-vention et lvacuation des occupants. Exigencesessentielles de la rglementation.Le dimensionnement des structures, du point de vuede leur rsistance au feu, est gnralement dlicat dterminer par le calcul. Dans la plupart des cas, onpeut viter cette dmarche en se rfrant aux rsul-

tats des essais effectus sur des lments de struc-ture types, qui permettent dapprcier leur degr dersistance au feu. Pour les ouvrages particuliers, lecalcul peut savrer pratique. Pour les planchers et les poutres, on a intrt assurer la continuit de la transmission des effortspar des aciers disposs en partie suprieure,moins affecte en cas dincendie.

Laugmentation de lenrobage des aciers est favo-rable la stabilit au feu ; au-del dune certainepaisseur, lemploi dun treillage de protection per-met de sopposer lclatement du bton.

250

CLOISONS ET MURS EN BLOC DE BTON NON ENDUITSDimensions Type de N du PV dessai Rfrence de Date limite Degr Degr P.F. Degr Classe de Utilisationdes blocs bloc reconduction de validit C.F. rsistance S.F. rsistance10 x 20 x 50 plein CSTB 92.33345 SF.DE.97.0477 12/05/2002 1 h 30 6 h - B 80 cloison20 x 20 x 40 plein CSTB 93.35280 6 h 6 h 6 h B 16020 x 20 x 50 perfor CSTB RS 97023 - juin 2002 6 h 6 h 6 h B 120 mur15 x 20 x 50 Creux 1 CSTB 85.22776 SF.TE. 96 0240 25/02/2001 1 h 30 3 h 4 h B 40 porteur

rangedalvoles

15 x 20 x 50 Creux 2 CSTB 85.22031 SF.TE 95 560 19/06/2000 3 h 6 h 6 h B 40rangesdalvoles

La structure sest effondre.

Le mur coupe-feu en blocs debton 20x20x50, CF 4 h a par-faitement rempli sa mission.Le feu a t contenu dans seslimitesPh

oto R Do

sne.

Les matriaux et lments de construction cits ci-aprs constituent un guide. Ils ont t tests par les laboratoires agrs la suite dedemandes dindustriels ou des centres de recherches dont le CERIB.

photo Re

n Dosne

Photo BS

PP

Photo BS

PP

Dans les domaines du stockage industriel des matriaux inflammables et combustibles, le bton est un gage de scurit fiable.

Avec le bton, le maintien des proprits des structures est assur. Lincendie reste limit une zone ou un compartiment. Ce nest pas le cas des autres matriaux.

Feu entrepts du port de Gennevilliers (92)

Les rgles constructives

Pour lensemble des ouvrages en bton arm, cer-taines rgles constructives gnrales facilitent laconception de structures aptes satisfaire les cri-tres dexigence de rsistance au feu et leur conf-rent des degrs coupe-feu et stables au feu large-ment suprieurs aux exigences de la plupart desbtiments.Les joints de dilatation conus pour sopposer auxpassage des flammes et des gaz doivent tenir comp-te des variations dimensionnelles provoques parllvation de temprature en cas dincendie.

251

En IGH, les planchers bton coupe-feu 2 heures vitent les catas-trophes

photo BS

PP

En immeuble dhabitation, lesfaades et ossatures bton assu-rent le respect facile du C + D et lanon propagation du feu aux tagessuprieurs.Pho

to BSP

P

volution Europenne (rsistance au feu)Un arrt du 22 juillet 1997 du ministre de lin-trieur a donn la possibilit dutiliser lesEurocodes europens (prnormes) pour dter-miner par le calcul les degrs de rsistance aufeu des lments de construction.LEC2 (rgles de calculs des constructions enbton) et en particulier la partie 1-2 (calcul aufeu) peut tre applique.Performances futures : les critres retenuspar le CEN sont proches des critres franais.Il convient de shabituer aux nouveaux critres :R - E - I.R : capacit portanteE : tanchit aux flammesI : isolation thermique.Les degrs en minutes sont pratiquement identiques.Exemple : un mur coupe-feu 2 heures sera class REI 120.

DURE DE RSISTANCE AU FEU 1/2 h 1 h 1 h 1/2 2 h 3 h 4 hPoteau expos au feu sur les quatre faces 15 20 24 30 36 45Poteaux expos au feu sur une face 10 12 14 16 20 26

Dimensions minimales dun poteau section carre (cot en cm) selon le degr de rsistance au feu.

DURE DE RSISTANCE AU FEU 1/2 h 1 h 1 h 1/2 2 h 3 h 4 hpaisseur du mur (cm) 10 11 13 15 20 25Enrobage des aciers pris en compte dans les calculs (cm) 1 2 3 4 6 7

Rappel : Les parois en maonnerie de blocs creux prsentent un degr stable au feu et pare-flammes de 6 heures et un degr coupe-feude 3 heures pour une paisseur de 15 cm. (CF tableau prcdent).

Rgles simples concernant les murs porteursLes valeurs dpaisseur et denrobage dacier dun mur en bton arm en fonction de la rsistance au feuescompte sont fournies par le tableau suivant.

Rgles simples concernant les poteauxLvolution des tempratures lintrieur dun lment en bton, en fonction du temps, de lexposition au feu etde sa section, conduit prconiser des sections de poteaux croissant avec la dure de rsistance au feu envi-sage. On constate quavec des sections usuelles (20 x 20 cm), les poteaux exposs au feu sur une facesont stables au feu pendant trois heures, ce qui est largement suprieur aux exigences des btimentsdhabitation (toutes familles) et de la plupart des autres btiments.

Conclusion

Le bton permet la ralisation dlments deconstruction prsentant la rsistance au feu requiseavec des paisseurs courantes sans surdimension-nement.Le bton est bien adapt aux exigences desimmeubles de grande hauteur et des tablissementsrecevant du public ou, sous rserve dun enrobagecorrect des armatures, il assure largement la rsis-tance exige pour les structures ou pour le compar-timentage.Les btiments prfabriqus base dlments enbton ont de par leur constitution un comportementtout fait favorable une bonne tenue au feu.Il convient de souligner que si la rglementation neprend en considration que la protection des per-sonnes, celle des biens, et donc des ouvrages, estdlaisse par le lgislateur. Il appartient aux assu-rances de prendre en compte le risque incendie. Lebton, l encore, bnficie des meilleures prises encompte, le maximum de rduction de la prime das-surance lui est accord.Enfin, on notera que les btiments en bton, aprsun incendie, offrent lavantage de ne pas seffondrer.De plus, par des moyens simples (rparation de sur-face par projection), il est gnralement possible deles remettre en tat rapidement. La reprise de lacti-vit permet de limiter les pertes dexploitation.

252

Mme lorsque les aciers ont t mis nu par le feu, la dalle debton rsiste.

Un btiment en bton mme fortement endommag par unincendie peut tre rapidement remis en tat.

DURE DE RSISTANCE AU FEU 1/2 h 1 h 1 h 1/2 2 h 3 h 4 h

paisseur minimale (cm) 6 7 9 11 15 17.5

Degr de rsistance au feu dune dalle plancher (aciers sur les appuis).

Les dalles pleines pour planchersPour les dalles isostatiques de planchers, dont les armatures au niveau des appuis sont prvus pour quilibrerles moments de flexion, lpaisseur cumule de la dalle et de la chape doit respecter les valeurs suivantes.

NotaLe calcul dlments de structure en bton (poteaux,poutres, dalles, etc.) est maintenant possible grce aulogiciel CIMFeu labor par le CSTB la demande deCimbton