Le béton et la sécurité incendie - infociments.fr · béton et panneaux en blocs de béton...

COLLECTION

TECHNIQUE

C I M B É TON

B94

Le bétonet la sécurité incendie

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Sommaire

● 1 - Conception architecturale et sécurité incendie 5

1.1 Introduction à la sécurité incendie 6

1.1.1 - L’enseignement des sinistres 6

1.1.2 - Rappel sur le feu 6

1.1.3 - Le comportement au feu des matériaux et des ouvrages 7

1.2 Prévention et prévision 9

1.2.1 - Les « exigences essentielles » de la directive européenne 9

1.2.2 - Mesures passives de prévention 10

1.2.3 - Mesures actives de prévision 10

1.2.4 - Dispositions réglementaires et administratives 11

1.2.5 - Position des assurances 11

1.3 Conception architecturale et sécurité incendie 11

1.3.1 - Action des concepteurs 12

1.3.2 - Dossier ou notice de sécurité 12

1.3.3 - Classement des établissements 12

1.3.4 - Le béton, matériau idéal pour répondre

aux exigences de stabilité au feu 13

1.3.5 - Réponses constructives aux exigences de sécurité incendie 14

● 2 - La sécurité en cas d’incendie, généralités 21

2.1 Directives européennes 23

2.2 Principes de réglementation incendie 23

2.3 Connaissance du feu, développement de l’incendie 24

2.4 Comportement au feu 25

2.5 Résistance au feu 25

2.5.1 - Classement de résistance au feu 26

2.5.2 - Méthodes de classification 26

2.6 Comportement des structures en béton 27

2.7 Les règles constructives 29

3

● 3 - Murs coupe-feu et écrans thermiques en béton 31

3.1 Comportement au feu des ouvrages 32

3.1.1 - Résistance et réaction au feu 32

3.1.2 - Règles générales 32

3.1.3 - Règles propres aux bâtiments industriels

ou commerciaux et aux entrepôts 32

3.1.4 - Apport du béton à l’efficacité du mur coupe-feu 33

3.2 Règles constructives 34

3.2.1 - Règles générales 34

3.2.2 - Règles complémentaires propres aux assurances 34

3.3 Exemples de solutions techniques 35

3.3.1 - Les murs séparatifs coupe-feu en blocs de béton traditionnel 35

3.3.2 - Les murs séparatifs coupe-feu en blocs de béton cellulaire 37

3.3.3 - Les murs séparatifs coupe-feu constitués de poteaux

béton et panneaux en blocs de béton cellulaire armé 37

3.3.4 - Les murs séparatifs coupe-feu en éléments préfabriqués

en béton 38

3.3.5 - Murs séparatifs coupe-feu en béton coulé en place 39

3.3.6 - Murs séparatifs coupe-feu constitués de panneaux

verticaux en dalles alvéolées en béton précontraint 39

● 4 - Résistance au feu des bétons

4.1 - Comportement aux températures élevées 41

4.2 - Conductivité thermique 42

4.3 - Évolution des résistances du béton et de l’acieren fonction de la température 43

Chapitre1 Conceptionarchitecturaleet sécurité incendie

5

1.1 Introduction à la sécurité incendie

1.2 Prévention et prévision

1.3 Conception architecturaleet sécurité incendie

La réglementation de sécurité et de protectioncontre les risques d’incendie et de panique est, enFrance, en relation avec l’activité et la taille desbâtiments ou des ouvrages concernés. La sécuritéincendie et les textes réglementaires d’applicationrésultent d’évolutions permanentes, qui sont sou-vent le fruit de l’expérience des catastrophes.

1.1.1 - L’enseignement des sinistres

De toutes les catastrophes et accidents auxquelsl’homme moderne est confronté, l’incendie restel’un des fléaux les plus redoutés. Aujourd’hui, lesincendies ne représentent qu’une faible part desinterventions des services de secours et de lutte(sapeurs-pompiers), soit un peu moins de 10 %. Siles bâtiments d’habitation restent les plus exposésà ce sinistre, tous les domaines de la constructionsont touchés : établissements recevant du public(ERP), établissements industriels et entrepôts destockage. Pour lutter efficacement contre le feu, lelégislateur a imposé des réglementations qui setransforment en fonction des enseignements tirésdes sinistres. Les autorités administratives ont faitévoluer le règlement de sécurité contre l’incendiedans les ERP et les immeubles d’habitation. Leconcept de sécurité dans les immeubles de grandehauteur (IGH) en a découlé. Le Code du Travail etla réglementation relative aux établissementsindustriels s’appliquent aux bâtiments industriels etcommerciaux.

1.1.2 - Rappel sur le feu

Schématiquement, il est nécessaire que trois élé-ments (combustible, comburant et source de cha-leur) soient réunis pour provoquer l’éclosion d’unfeu. Dans les cas les plus favorables, après unecourte période d’instabilité, le feu s’éteint parmanque de combustible ou simplement d’air (com-burant). En général, l’inflammation est suivie de lacombustion complète des matières ou des produitscontenus dans la pièce ou le local. Après cela, le feupeut se propager aux autres locaux ou aux bâti-ments voisins. Il se développe par radiation, convec-tion ou effet cheminée. L’analyse des statistiques dedépart de feu fait apparaître que les causes d’incen-die peuvent être naturelles, relatives à l’usage del’énergie ou accidentelles. Les défaillances humainessont à l’origine de nombreux incendies (30 % descas environ à Paris).

Chapitre • Conception architecturale et sécurité incendie1

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1.1 Introduction à la sécurité incendie

Feu dans un collèged’enseignementsecondaire(construction légèreà ossature en acier),Colombes, 1992.

En cas d’incendie, ilest primordial que lastructure reste stablepour permettrel’évacuationdes personnes.

Propagationdu feu dans un

bâtiment.

Passagespossibles

de la chaleur,des flammes

et des gazinflammables.

Les modes depropagation du feu

1.1.3 - Le comportement au feudes matériaux et des ouvrages

La connaissance du potentiel calorifique et du com-portement au feu des matériaux et des élémentsde construction permet d’élaborer une protectioncontre le feu. En France, le comportement au feuest ainsi apprécié selon :– la résistance au feu, c’est-à-dire le temps pen-dant lequel un élément de construction peutjouer le rôle qui lui est dévolu malgré l’action del’incendie ;

– la réaction au feu, c’est-à-dire la capacité dumatériau à apporter un aliment permettant au feude se développer et donc de présenter un certaindegré d’inflammabilité.

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Étanchéité aux gaz chauds

Résistance mécaniqueet aux flammes et

sous chargeabsence d’émission de gaz Isolation thermiqueinflammables sur la facenon exposée au feu

Stable au feu SF(poteaux,

de 1/4 h à 6 hpoutres, etc.)

Pare-flammes PF(blocs-portes, murs,

de 1/4 h à 6 hcloisons, etc.)

Coupe-feu CF(murs, cloisons,

de 1/4 h à 6 hportes, planchers, etc.)

Caractéristiques de résistance au feu

d’un élément de construction ou d’un ouvrage

Les caractéristiques de résistance au feu d‘un élément de constructionou d’un ouvrage sont constituées:1e/ du classement de la résistance au feu (SF, PF ou CF) ;2e/ du degré de résistance au feu (exprimé en temps requis).Ces deux données permettent de choisir un élément de constructionen vue de la protection des personnes et de la conservation des biens.

Exemples:– un poteau peut être SF 1/4 h jusqu’à SF 6 h;– un poteau en béton de 45 x 45 cm exposé sur lesquatre faces est SF 4 h;

– une cloison ou une porte peuvent être PF 1/4 h jusqu’àPF 6 h;

– un mur porteur en béton armé de 15 cm d’épaisseurest CF 2 h.

Degré derésistance au

feu d’unélément de

construction oud’un ouvrage

Le degré de résis-tance au feu s’ex-prime en tempsrequis déterminéaprès essai ; les

valeurs convention-nelles sont : 1/4 h,1/2 h, 3/4 h, 1 h,

2 h, 3 h, 4 h et 6 h.

+

+ +

=

=

=

+

Critères de résistance au feu d’un élémentde construction ou d’un ouvrage

La qualité d’un élément de construction mis en œuvre dans un bâtimentafin qu’il puisse continuer, en cas d’incendie, à assurer son rôle (stabilitéet/ou compartimentage) est déterminée par des essais de résistance aufeu liés à la norme ISO définissant l’incendie conventionnel (ISO-834). Lestrois critères utilisés (selon l’arrêté du 3 août 1999 relatif à la résistance aufeu des produits, éléments de construction et ouvrages) sont les suivants:– la résistance mécanique sous charge ;– l’étanchéité aux gaz chauds et aux flammes ainsi que l’absence d’émis-sion de gaz inflammables sur la face non exposée au feu ;

– l’isolation thermique.

La courbe normalisée ISO-834 détermine les températures atteintesdans un four de laboratoire en vue de tester la résistance au feu deséléments de construction.

Classement de la résistance au feu d’unélément de construction ou d’un ouvrage

• Stable au feu (SF) : le critère de résistance mécaniqueest seul requis.

• Pare-flammes (PF) : sont requis les critères derésistance mécanique et d’étanchéité aux flammes,aux gaz chauds ou inflammables.

• Coupe-feu (CF) : en plus des critères précédents,l’ouvrage présente des caractéristiques d’isolationthermique. La température moyenne de la facenon exposée reste inférieure à 140 °C avec unetempérature maximale ne dépassant pas,localement, 180 °C.

La résistance au feu

Les critères de résistance au feu définissent le clas-sement de résistance au feu qui, associé au degréde résistance au feu, constitue les caractéristiquesde résistance au feu d’un élément de constructionou d’un ouvrage.

Dans les prochaines normes européennes, la défini-tion des caractéristiques de résistance au feu serapratiquement identique à celle décrite précédem-ment mais leur désignation sera différente.

Classement de résistance au feu– stabilité au feu : (capacité portante)SF deviendra R ;

– pare-flammes : (étanchéité au feu)PF deviendra E ;

– coupe-feu : (isolation thermique)CF deviendra REI.

Degré de résistance au feuIl sera exprimé en minutes et non plus enheures ou en fraction d’heure (1/4 hdeviendra 15, 1 h deviendra 60, etc.).Exemples :– un poteau SF 1 h deviendra R 60 ;– une porte PF 1/2 h deviendra E 30 ;– un mur porteur CF 2 h deviendra REI 120.

La réaction au feu

Ce critère concerne les matériaux de constructionfinis et les revêtements appliqués sur leurs supports(panneaux, plaques, films, feuilles, tubes, etc.). Deslaboratoires agréés, spécialement équipés, procè-dent à des essais normalisés et produisent, à l’issuede ces essais, des procès-verbaux valables pendantcinq ans. Les matériaux sont classés en deux grou-pes: combustibles et incombustibles. Ils sont égale-


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Caractère ClassementCritères

Principaux matériauxd’appréciation

Pouvoir calorifique Béton, plâtre, verre, terreIncombustible M0 inférieur à cuite, amiante, métaux,

600 kcal/kg laine minérale

Pas de productionMousse phénolique,

Ininflammable M1de chaleur notable

matériaux ignifugés (bois,PVC rigide, sillonnes)

DifficilementM2

PVC rigide, méthacrylate,inflammable

Productioncertains bois

Bois résineux, contre-plaqué

Moyennementde chaleur non traité, feutre, laine,

inflammableM3 matériaux de synthèse,

croissante méthacrylate, certains PVCet polystyrènes

Facilement

+Polyuréthane, acétate

inflammableM4 chute de gouttes de cellulose, polystyrène,

polyéthylène, carton

Non classés NC – Autres matériaux

Réaction au feu de certains matériaux

Dès le début du siècle, François Hennebiquemontre la capacité du béton à résister à l’incen-die par des essais en grandeur réelle.

Depuis son origine, le béton a été utilisé pourlutter contre le feu. Précurseurs des grandesentreprises de BTP, la société Hennebique (1890-1930) et son fondateur ont le grand mérite d’in-tégrer le béton dans un processus moderne deconstruction, en utilisant notamment ses per-formances à résister au fléau que représentedéjà l’incendie à cette époque. Dès 1879,François Hennebique est à l’initiative d’une mai-son ignifuge en Belgique. En 1893, dans unsouci de normalisation, il évoque déjà la granderésistance au feu des constructions en bétonarmé. En 1920, poursuivant ses recherches surles effets destructeurs du feu, François Hennebiquesouhaite promouvoir l’emploi du béton armé

car il pense que ce matériau évitera les incen-dies désastreux.

Il s’emploie à démontrer aux services officiels,par un essai en grandeur réelle réalisé les 14 et20 août 1920, à l’occasion d’un congrès interna-tional de sapeurs-pompiers à Paris, que les plan-chers en béton résistent parfaitement au feu. Laconstruction en béton armé est « inaltérable etrésiste à l’épreuve du feu ». Cet essai sur la résis-tance du béton armé au feu constitue l’une destoutes premières expériences scientifiques en lamatière et préfigure les fours d’essais actuels.

Depuis, les grands laboratoires agréés comme leCSTB, le CTICM, le GERBAM procèdent à desessais pour chacun des éléments de construc-tion, notamment en application de courbes nor-malisées de montée en température.

LES PREMIERS ESSAIS DE RÉSISTANCE AU FEU

Co

mb

ust

ible

ment rangés en cinq classes de sévérité décrois-sante, de M0 à M4 et non classés (arrêté du minis-tère de l’Intérieur du 30 juin 1983).

L’évaluation de la réaction au feu se fait pour diversniveaux de sollicitation thermique qui correspon-dent à différents stades de la combustion. Par exem-ple, certains matériaux sont, par essence,ininflammables (béton, pierre, métal, etc.) et d’aut-res présentent un degré d’inflammabilité plus oumoins important.

Dans un but d’harmonisation, la Commission euro-péenne a opté pour un système de classement dif-férent. Six euroclasses allant de A à F, des matériauxles moins combustibles au plus combustibles, rem-placeront le classement français de M0 à M4.

1.2 Préventionet prévision

Les effets de l’incendie peuvent être dévastateurs,tant pour les personnes que pour les biens. Lesdommages affectant l’homme résultent de lafumée et des gaz, des flammes et de la chaleur. Lesflammes ont une température qui varie de 600 à1200 °C et provoquent des brûlures immédiates.

Les conséquences, pour le bâtiment et les biensqu’il contient, représentent, sur le plan financier, unlourd tribut payé à l’incendie. Afin de prévenirce sinistre, diverses mesures s’imposent.

La doctrine française de sécurité inclut :– la prévention, dont l’objectif est d’assurer lasécurité des personnes, de limiter ou d’éviter lespertes des biens et, enfin, d’assurer l’engage-ment des secours et leur protection. Elle seconcrétise par des mesures dites « passives »,liées à la conception des bâtiments, qui concou-rent à restreindre la propagation de l’incendie :compartimentage, cloisonnement, stabilité,choix des matériaux, etc. ;

– la prévision, qui vise à assurer, dès l’origine, ladécouverte d’un feu et la mise en œuvre immé-diate des moyens d’extinction. Elle se matérialisepar des mesures dites « actives » relatives aux sys-tèmes de sécurité : sprinklers, alarmes, détecteurs,services de sécurité et de gardiennage, etc. ;

– l’intervention des secours, qui n’est déclenchéequ’en cas d’échec des mesures précédentes.

1.2.1 - Les « exigences essentielles »de la directive européenne

Concernant les exigences essentielles relatives à lasécurité incendie des produits de construction, ladirective européenne du 21 décembre 1988 faitapparaître cinq objectifs fondamentaux en cas d’in-cendie :– assurer la stabilité des éléments porteurs de l’ou-vrage pendant un temps déterminé ;

– limiter l’apparition et la propagation du feu et dela fumée dans l’ouvrage ;

– faciliter l’intervention des équipes de secours(sapeurs-pompiers) ;

– favoriser la bonne évacuation des occupants ;– limiter l’extension du feu aux ouvrages voisins.

Pour répondre à ces exigences essentielles, onpeut, lors de la conception d’un projet, appliquerune idée simple mais efficace : il faut interposerdes écrans (horizontaux ou verticaux) entre le feuet les personnes à évacuer ou les biens à protéger.Ces écrans sont destinés à créer un isolement oudes compartiments qui devront arrêter plus oumoins longtemps l’incendie. Leur mise en placesous-entend la présence de structures, égalementrésistantes au feu, pour les supporter. Le béton,matériau incombustible, se révèle particulièrementadapté à leur réalisation. Dans la conception maté-rielle d’un ouvrage, ces notions se traduirontsimultanément par le choix :– de structures suffisamment résistanteset donc stables au feu ;

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Essais de résistance au feu d’un plancher en béton sur four horizontal,par le laboratoire du Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB).

– de planchers, de murs,de gaines verticales coupe-feu ;

– de dispositifs de passage ou d’isolement(portes, parois coulissantes) pare-flammes ;

– de toitures limitant la propagation du feu.

1.2.2 - Mesures passivesde prévention

Pour la sauvegarde des personnes, les dégage-ments seront privilégiés afin de faciliter une bonneévacuation. Ils doivent avoir une largeur suffisante,être assez nombreux, bien répartis et toujours libresd’obstacles. La hauteur des bâtiments intervientégalement dans le choix du nombre de sorties ; desdispositions réglementaires doivent être prises pourles bâtiments élevés. La panique étant toujours pos-sible, il convient de s’en prémunir tant du point devue constructif que par la mise en œuvre de dispo-sitifs d’éclairage et de désenfumage adaptés.

Pour la sauvegarde des biens, le concepteur doitprendre en compte les éléments suivants :– l’implantation de la construction ;– le choix des matériaux ;– l’isolement de la construction par rapport aux tiers;– le compartimentage des locaux ;– la disposition des locaux en fonction des risques ;– le comportement au feu des matériaux (choix desaménagements intérieurs).

1.2.3 - Mesures actives de prévision

Quelle que soit la perfection des mesures de pré-vention édictées, aussi vigilants que soient ceux quisont chargés de les faire appliquer, certaines causesimprévisibles et les aléas de la vie quotidienne fontqu’il y aura toujours des incendies. La prévisioncomporte toutes les mesures préparatoires desti-nées à la découverte de l’incendie dès sa naissanceet à l’attaque immédiate du feu pour obtenir sonextinction rapide, le facteur temps étant primordialdans leur mise en œuvre. La prévision prend doncle relais de la prévention lorsque celle-ci est miseen échec : son action est complémentaire de lasécurité incendie tout en la renforçant.


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Les murs séparatifs coupe-feupeuvent être constitués dedeux parois. Chacune devraavoir un degré coupe-feu detrois heures. Des précautionsdevront être prises pour éviterles effondrements enprotégeant les poteauxmétalliques.

EXEMPLE DE MOYEN DE PRÉVENTION:LES MURS SÉPARATIFS COUPE-FEU DANS LES BÂTIMENTS

INDUSTRIELS

Les murs séparatifs coupe-feu en béton (constitués de blocs, depanneaux ou les murs coulés en place) sont le meilleur moyen d’assurerun cloisonnement efficace pour lutter contre l’incendie. Ils doivent avoir undegré coupe-feu de quatre heures selon la règle R 15 de l’APSAD.Construit selon les normes P 18-702 (règles BAEL 91), P 18-703 (règlesBPEL 91) et la norme P 92-701 « Règles de calcul. Méthode de prévisionpar le calcul du comportement au feu des structures en béton(changement de statut du DTU, règle de calcul FB 1987) », le mur doitdépasser de 70 cm le point le plus haut de la couverture.

Constitué de poteauxen béton stables au feu

quatre heures et d’unremplissage en

panneaux en béton, cemur respecte les règles

R 15 de l’APSAD enprésentant une

résistance au feucoupe-feu de quatre

heures.

Dans l’exemple ci-contre, lespoteaux métalliques non protégésn’ont pas résisté au feu et ontentraîné la ruine du premier mur.

1.2.4 - Dispositions réglementaireset administratives

Le règlement de sécurité fixe les mesures permet-tant l’instruction des projets et leur contrôle aprèsexécution. Différentes administrations concourentainsi à l’obtention du permis de construire.• Pour les établissements recevant du public (ERP),il s’agit d’une commission départementale desécurité ayant pour mission :– d’examiner les projets(construction, extension, aménagements) ;

– de procéder aux visites de réceptionavant ouverture au public ;

– d’effectuer des contrôles périodiquesou inopinés.

• Pour les bâtiments d’habitation, les dossiers sontà transmettre aux directions départementales del’équipement.• Pour les bâtiments industriels ou les installationsclassées, les projets relèvent, soit de l’Inspectiondu Travail, soit des DRIRE.

Le rôle des commissions est de donner un avis àl’autorité administrative (maire et préfet) investiedu pouvoir de police et seule chargée de délivrerles autorisations de construire.La commission examinera en particulier :– la notice de sécurité ;– les rapports de contrôle technique ;– la solidité des ouvrages (à froid) ;– la conformité aux règles de sécurité « Mission S ».

Dans l’agglomération parisienne, les dossiers (ERP,IGH, ICPE) sont instruits par la préfecture dePolice à la Direction de la protection du public, 12,quai de Gesvre à Paris 4e, qui consulte les différentsacteurs (architectes spécialisés dans la sécurité,sapeurs-pompiers, laboratoire central de laPréfecture, etc.).

1.2.5 - Position des assurances

Dans son évaluation des risques, l’assureur consi-dère toujours les points suivants : la mise en placede mesures de prévention et la réduction du risqueet des dommages potentiels. Il prend en comptetous ces aspects dans le contrat des primes qu’ilétablit. Cette approche ne peut qu’inciter à choisirles meilleures mesures de prévention. Par exem-ple, les bâtiments industriels avec des structures en

béton et des murs en maçonnerie ou des élémentspréfabriqués conformes à la règle R 15 de l’APSAD(Assemblée plénière des sociétés d’assurancesdommages) répondent parfaitement aux préoccu-pations des assureurs.

Pour ces derniers, le béton, matériau incombustible,présente intrinsèquement les meilleures qualités derésistance au feu. Les poteaux, poutres, murs exté-rieurs et murs coupe-feu en béton remplissent(même avec les épaisseurs les plus faibles et sansaucune protection rapportée ni entretien ultérieur)les conditions permettant de bénéficier de lameilleure réduction de primes d’assurance. Parailleurs, point tellement important de nos jours, unestructure complète utilisant des murs périphériquesen béton offre la possibilité de se prémunir effica-cement, et sans surcoût, contre les vols, les actes demalveillance et tous les risques d’effraction.

En matière de sécurité, le béton apporte, dans biendes cas, la meilleure réponse. Quoi qu’il en soit, ilest nécessaire que le maître d’ouvrage et leconcepteur consultent l’assureur, dès l’avant-projet.

1.3 Conceptionarchitecturaleet sécuritéincendie

L’architecte, dans le cadre de sa mission deconception, joue un rôle important : il doit prendreen compte, dans son projet, différents paramètresparfois antinomiques. Parmi eux, la préventioncontre l’incendie est l’un des plus importants.Convenablement intégrée dès les premiers stadesde la conception, la sécurité, ou plutôt le conceptde sécurité générale et de prévention, permettrad’économiser, sinon d’optimiser, les coûts, et dumoins évitera, lors d’un dépôt de permis de cons-truire, de dénaturer un projet non conforme parmanque de concertation préalable. Il est primordialque le concepteur s’informe de la nature de l’ou-vrage, de son activité et des risques qui en décou-lent ainsi que des objectifs de sécurité fixés. Dans

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le cadre de sa mission, il faut qu’il connaisse, voiremaîtrise, les concepts de prévention et de sécuritéet leur mise en application.

1.3.1 - Action des concepteurs

Les règles de sécurité contre l’incendie doiventêtre intégrées et prises en compte au moment dela conception de tout bâtiment ; elles sont obliga-toires, tant pour les constructions neuves que pourle réaménagement de bâtiments existants.

Détaillées dans chacune des réglementations spé-cifiques, elles doivent être mises en œuvre dansleur intégralité sous peine de se voir opposer unrefus de l’administration concernée, tant pour laréalisation du projet que pour l’exploitation de l’é-tablissement. Cependant, des adaptations peuventfaire l’objet d’un accord de l’administration,notamment dans le but de concilier sécurité etconception architecturale (sous réserve que le maî-tre d’œuvre propose des compensations conférantun niveau de sécurité équivalent).

1.3.2 - Dossier ou notice de sécurité

Il est de la responsabilité de l’architecte d’établirles documents et les plans constituant le dossier desécurité qui doit être annexé à toute demande depermis de construire.

Dans ce document, sont en particulier exigées desnotes relatives :– au désenfumage ;– aux installations de chauffage, de gaz combusti-bles, d’électricité et de restauration ;

– aux différents types d’éclairage ;– aux moyens de secours contre l’incendie.

Les précisions utiles seront trouvées dans les bro-chures 20028 et 1685 (articles DF4, CH4, GZ3, EL1,EC3, GC2 et MS3) de la Direction des Journaux offi-ciels, 26, rue Desaix à Paris 15e. La notice de sécu-rité doit également comporter un descriptif del’ouvrage pour faciliter l’instruction du dossier par lacommission de sécurité. Elle doit permettre de

comprendre aisément la façon dont l’établissementest conçu pour assurer, en cas de sinistre, l’évacua-tion du public, la limitation de la propagation dufeu, l’accès et l’intervention des secours. Des cabi-nets spécialisés ou des spécialistes en sécuritéincendie sont à même d’aider les architectes.

1.3.3 - Classementdes établissements

Les constructions et les bâtiments (ERP, bâtimentsd’habitation, IGH, parkings, bâtiments industriels etcommerciaux) se voient appliquer des dispositionsde base selon leur mode d’exploitation, leur hau-teur, les occupants ou le public reçu. Un classe-ment a été nécessaire pour définir les mesures desécurité. Le classement de l’établissement, déter-miné en fonction des effectifs qu’il doit accueillir etde sa hauteur, conditionne la conception future etl’emploi des matériaux. Il convient de retenir quele critère d’évacuation, établi en ayant connais-sance des lieux, est fondamental. Il n’est pas denotre propos de détailler ici chaque mesure appli-cable au type, à la famille et à la catégorie d’éta-blissement ; aussi, les documents de référencesont-ils indiqués, dans les lignes qui suivent, pourpermettre une recherche plus aisée aux lecteurs.

Les établissements recevant du public(ERP) (arrêté du 25 juin 1980)Documents de référence : brochures 1685, 1686 et1687.Le règlement souligne deux notions fondamenta-les pour l’application des prescriptions : le typed’activité exercé et la catégorie de l’établissementen fonction de l’effectif à évacuer.

Les bâtiments d’habitation(arrêté du 31 janvier 1986, modifié)Document de référence : brochure 1603.Le règlement détermine quatre familles de bâti-ments selon la hauteur ; il est fondé sur le principeque les occupants connaissent les lieux, mais queleur évacuation n’est pas a priori organisée. Celle-ci peut être rapide dans les bâtiments bas. Enrevanche, pour les bâtiments plus hauts, il estnécessaire de prévoir des moyens de protection.


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Les immeubles de grande hauteur (IGH)(arrêté du 18 octobre 1977)Document de référence : brochure 1536.Sont définis comme IGH les bâtiments dont leplancher bas du dernier niveau est situé, par rap-port au niveau du sol :– à plus de 50 m pour les immeubles à usage

d’habitation ;– à plus de 28 m pour tous les autres immeubles.

Une évacuation totale et rapide n’est guère possi-ble et la hauteur des bâtiments augmente les diffi-cultés d’intervention des sapeurs-pompiers. Il enrésulte qu’un compartimentage renforcé avec desplanchers coupe-feu de degré deux heures estnécessaire. Ceci peut, par exemple, être obtenuavec des planchers en dalle pleine de béton de11 cm d’épaisseur au minimum.

Bâtiments industriels ou tertiaires

Ils relèvent, selon le cas :– de la loi du 19 juillet 1976, modifiée, relative auxinstallations classées pour la protection de l’envi-ronnement – application de la directive Severo*,brochure 1001;

– du Code du Travail (livre II, chapitres II et V). Lesconditions d’application de la loi inscrivent dansune nomenclature les différentes activités suscep-tibles d’être classées, et en fixent les seuils à partirdesquels elles sont soumises, soit à une autorisa-tion préfectorale, soit à une simple déclaration.

1.3.4 - Le béton, matériau idéalpour répondre aux exigencesde stabilité au feu

Le caractère incombustible du béton, matériauclassé M0, est une évidence, mais il faut aussi sou-ligner sa faible vitesse d’échauffement. Soumis à unetempérature correspondant à celle d’un incendie,

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Classement par catégorie et par groupe selon les effectifs

1re catégorie : au-dessus de 1500 personnes2e catégorie : de 701 à 1500 personnes3e catégorie : de 301 à 700 personnes 1er groupe4e catégorie : du seuil de classement

à 300 personnes5e catégorie : en dessous du seuil

2e groupede classement

Classement par type Seuils des effectifsselon l’activité du 1er groupe*

EnsembleType Nature de l’exploitation Sous-sol Étages des

niveaux

L

Salles d’audition, de conférences,100 – 200

de réunionsSalles de spectacles et de

20 – 50projection à usages multiples

M Magasins de vente 100 100 200

NMagasins divers et

100 200 100débits de boissons

O Hôtels et pensions de famille – – 100P Salles de danse ou de jeux 20 100 120

Crèches, maternelles,Interdit 1 100

jardins d’enfants, haltes-garderies

RAutres établissements

100 100 200d’enseignementInternats – – 20Colonies de vacances – – 30

SBibliothèques et

100 100 200centres de documentation

T Salles d’exposition 100 100 200Établissements de soins :

U – sans hébergement – – 100– avec hébergement – – 20

V Établissements de culte 100 200 300W Administrations, banques, bureaux 100 100 200X Établissements sportifs couverts 100 100 200Y Musées 100 100 200

OA Hôtels-restaurants d’altitude – – 20GA Gares – – 200PA Établissements de plein air – – 300

Refuges de montagne : – –REF – non gardés – 20 30

– gardés – – 40CTS Chapiteaux, tentes et structures – – 50

* En nombre de personnes.Exemple : un musée pouvant accueillir 800 visiteurs sera classé enERP du 1er groupe, 2e catégorie de type Y.

Classement des établissementsrecevant du public (ERP)

La 3e famille concerne les habitations dont le plancher bas du logementle plus haut est situé à moins de 28 m au-dessus du sol accessible auxengins des services de secours et de lutte contre l’incendie. Leur stabilitéau feu est d’une heure et les planchers sont coupe-feu une heure.

Exemple d’un bâtiment de logementsde la 3e famille

* Directive prise à la suite de la très importante pollution chimique (à la dioxine) dans laville de Severo, en Italie, en 1976.

le béton n’atteint au bout d’une heure que 350 °Cà 3 cm de profondeur et 100 °C à 7,5 cm. Ces tem-pératures sont très en deçà de celles pour lesquel-les les caractéristiques du matériau sont affectéesde façon sensible (environ 600 °C). Cela montrel’efficacité de la protection assurée par une paroi enbéton, tant du point de vue de sa stabilité que dela propagation du feu.

Le béton armé, moyennant un enrobage suffisantdes armatures, constitue une solution économiqueet fiable pour la réalisation de structures résistantau feu et de parois jouant un rôle coupe-feu.

Plus un bâtiment est élevé, plus le temps d’éva-cuation est long. Il faut donc éviter tout risque d’ef-fondrement par une bonne résistance au feu et celapendant un temps suffisamment long pour garantirune évacuation dans de bonnes conditions. Laréglementation suit cette doctrine. Les variationsde résistance au feu exigées en fonction de la hau-teur pour les différentes catégories de constructionpeuvent être synthétisées dans le tableau ci-après.Son examen met en évidence que la grande majo-rité des constructions, quelle que soit leur catégo-rie, se situe entre 8 m et 28 m de hauteur, ce quicorrespond à une exigence de stabilité au feud’une heure. Le béton y répond sans aucune diffi-

culté, comme le montrent les tableaux des pagessuivantes, et ce, dans de très bonnes conditionséconomiques. D’une façon générale, le béton nenécessite aucune protection rapportée particulière,jusqu’à deux heures de stabilité au feu et de degrécoupe-feu. Ce matériau obéit donc à la réglemen-tation et couvre les exigences de la législation pourla grande majorité des bâtiments.

1.3.5 - Réponses constructivesaux exigencesde sécurité incendie

Quels que soient l’activité, la hauteur et les effec-tifs du bâtiment, des réponses préventives exis-tent. Ainsi, il convient :

• d’assurer une évacuation rapide des person-nes vers l’extérieur. À cet effet, on mettra à leurdisposition :

– des couloirs isolés des locaux voisins par desparois et des planchers résistant au feu et désen-fumés ;

– des escaliers isolés des volumes contigus par desparois coupe-feu et désenfumés dans tous les cas;

– des issues sur l’extérieur.


14

Béton sans protectionparticulière

Béton avec protection

Le béton satisfait auxexigences dela réglementation pour lagrandemajorité des constructions,sans protection rapportéeparticulière.

* Rappel des catégoriesd’IGH :

O Hôtels et pensions defamille

R Crèches, maternelles,jardins d’enfants,haltes-garderiesAutres établissementsd’enseignementInternatsColonies de vacances

U Établissements de soins:– sans hébergement– avec hébergement

Z Immeubles mixtes

A Immeubles d’habitation

0 1/2 h 1 h 1 h 1/2 2 h 3 et 4 h

Rez-de-chaussée ERP ERP Isolement entreseulement Bureaux ERP et parc

Industries de stationnement

H 8 m Bureaux ERP ERPIndustries 2e, 3e et 4e 1re catégorie

catégorieHabitation(2e famille)

8 < H 28 m ERP ERP2e, 3e et 4e 1re catégoriecatégorieHabitation(3e famille)BureauxIndustries

28 < H 50 m Habitation IGH Isolement IGH/ERP(4e famille) (W, O, R, et IGH/parc

U, Z)* de stationnement

H > 50 m IGH (A)* Isolement ERP/parcde stationnement

Exigences de résistance au feu en fonction du type de bâtiment et de sa hauteur

Dans tous les cas, ces dégagements devront êtrebien répartis tant en nombre qu’en largeur et ce, enfonction de l’effectif à évacuer.

• de disposer de structures et de planchersrésistant au feu ou s’opposant à son passage.Cette résistance au feu sera proportionnelle dans letemps :– à la hauteur du bâtiment ;– à l’effectif des personnes l’occupant simultané-ment ;

– à l’activité du bâtiment.

Cette nécessité sous-entend que les trémies verti-cales non recoupées (gaines techniques, d’ascen-seurs, de vide-ordures, etc.) ne constituent pas unaffaiblissement des degrés de sécurité des structu-res et des planchers.

• de disposer d’écrans d’isolement (intérieur ouextérieur). Cette obligation a pour but :– d’éviter une propagation interne de l’incendie àl’ensemble du bâtiment, avant qu’il ait été com-plètement évacué ;

– de permettre aux secours d’intervenir dans lesmeilleures conditions ;

– d’isoler le bâtiment concerné vis-à-vis des tiers,qu’il s’agisse d’un incendie prenant naissancedans son sein, ou d’un sinistre ayant pris son ori-gine chez les tiers eux-mêmes.

Gros œuvre et structures

Les éléments porteurs doivent être stables au feupour éviter l’effondrement du bâtiment mais aussi,dans certains cas, être coupe-feu, en particulierpour les murs et les planchers, afin d’empêchertoute extension du sinistre. En fonction du type, dela catégorie, de la hauteur du bâtiment et de la pré-sence de locaux réservés au sommeil, les différentsdegrés (tant de stabilité au feu des structures quecoupe-feu des planchers, parois, trémies ou gaines)sont variables.

Principales exigencesEn fonction du classement, la stabilité au feu estdéterminée par les réglementations. Le comparti-mentage devra limiter l’extension d’un sinistre etcontribuer à la bonne évacuation des occupants. Lesaménagements intérieurs et leur réaction au feudevront être pris en compte, en particulier pourdéterminer le potentiel calorifique (voir le règle-ment IGH) dans lequel les murs en béton sont obli-

gatoirement coupe-feu de degré deux heures. Lesdispositions des articles CO 11 à 15 du règlementde sécurité incendie devront être respectées,notamment en ce qui concerne l’effondrement dela toiture et la ruine en chaîne de la structure. Lesfaçades et les couvertures devront être conformesaux règles et éviter toute propagation.

Les réponses du bétonLe dimensionnement des structures, du point devue de leur résistance au feu, est généralement déli-cat à déterminer par le calcul. Dans la plupart descas, on peut éviter cette démarche en se référantaux résultats des essais effectués sur des élémentsde structure types, qui permettent d’apprécier leurdegré de résistance au feu. Concernant les ouvragesparticuliers, le calcul peut être nécessaire.

Pour l’ensemble des ouvrages en béton armé, cer-taines règles constructives générales facilitent laconception de structures aptes à satisfaire les critè-res d’exigences de résistance au feu et elles leurconfèrent des degrés coupe-feu et stable au feu lar-gement supérieurs aux exigences requises pour laplupart des bâtiments.

Règles simples concernant les poteauxL’évolution des températures à l’intérieur d’un élé-ment en béton, en fonction du temps, de l’exposi-tion au feu et de sa section, conduit à préconiserdes sections de poteaux croissant avec la durée derésistance au feu envisagée. On constate qu’avecdes sections usuelles 20 x 20 cm, les poteauxexposés au feu sur une face sont stables au feupendant trois heures (voir le tableau page 16). Celaest largement supérieur aux exigences des bâti-

15

ments d’habitation – de toutes familles – et de laplupart des autres bâtiments (voir le tableau de lapage 14).

Règles simples concernant les murs porteursLes valeurs d’épaisseur et d’enrobage d’acier d’unmur en béton armé, en fonction de la résistance aufeu escomptée, sont fournies par le tableau suivant.

On notera que les parois en maçonnerie de blocsbéton creux présentent un degré stable au feu etpare-flamme de six heures et un degré coupe-feude trois heures pour une épaisseur de 15 cm.

Règles simples concernant les dalles pleinespour plancherPour les dalles de plancher – dont les armaturesau niveau des appuis sont prévues pour équilibrerles moments de flexion – l’épaisseur cumulée dela dalle et de la chape doit respecter les valeurssuivantes.

Protection des façades

À l’extérieur d’un bâtiment, les risques liés à l’in-cendie sont attachés, soit à la propagation enfaçade d’un feu d’origine intérieure (C + D), soit àl’inflammation de la façade par un feu d’origineextérieure.


16

x, y : durées de résistanceau feu définies par l’articleCO11 du règlement desécurité incendie. En effet,un ERP ne peut êtreinstallé dans une partie debâtiment que si leséléments principaux de lastructure portante de cetERP ont un degré destabilité au feu au moinségal au degré coupe-feu duplancher bas d’isolement.

CAS PARTICULIER : CARACTÉRISTIQUESDE RÉSISTANCE AU FEU DE LA STRUCTUREPORTEUSE D’UN ERP INSTALLÉ DANSUNE PARTIE DE BÂTIMENT.

Feu au studio decinéma AB Satellite,

Saint-Denis, 1997.

La structure métalliques’est effondrée à

l’intérieur du bâtiment.Les sapeurs-pompiers

procèdent à uneattaque du feu de

l’extérieur.Les dégâts sont

majeurs (ci-contre).

Degré de résistance au feu 1/2 h 1 h 1 h 1/2 2 h 3 h 4 hPoteau exposé au feu

15 20 24 30 36 45sur les quatre facesPoteau exposé au feu

10 12 14 16 20 26sur une face

Dimensions minimales d’un poteau à section carrée (en cm)selon le degré de résistance au feu exigé

Degré de résistance au feu 1/2 h 1 h 1 h 1/2 2 h 3 h 4 h

Épaisseur du mur 10 11 13 15 20 25

Enrobage des aciers 1 2 3 4 6 7

Caractéristiques (en cm) d’un mur en béton arméselon le degré de résistance au feu exigé

Différents risques d’incendie sur les façades

Degré de résistance au feu 1/2 h 1 h 1 h 1/2 2 h 3 h 4 h

Épaisseur minimale 6 7 9 11 15 17,5

Épaisseur d’une dalle en béton armé (en cm)selon le degré de résistance au feu exigé

Feu dans un appartement, Saint-Ouen, 1997.

Sans mesures préventives, le feu peutfacilement cheminer d’un étage à l’autre partransmission directe, passage des gaz chaudsou rayonnement (application des articles CO 19à 22 du règlement de sécurité incendie).

La résistance à la propagation verticale du feu pardes façades comportant des baies est assurée enappliquant la règle du C + D, qui concernele ralentissement de la propagation du feu d’unétage à l’autre (arrêté du 10 septembre 1970).

Les valeurs C + D doivent être liées par une desrelations ci-dessous, en fonction de la masse com-bustible mobilisable :

C + D 1,00 m si M 80 MJ/m2

C + D 1,30 m si M > 80 MJ/m2

C est la distance verticale, exprimée en mètres,entre le haut d’une baie et le bas de la baie qui luiest superposée lorsque la façade est en maçonnerietraditionnelle ou la valeur de l’indice caractéristiquedes panneaux de façade vitrés déterminé par essai.

D est la distance horizontale, exprimée en mètres,entre le plan des vitres et le nu de la grande sailliede l’obstacle résistant au feu qui sépare les murs oules panneaux situés de part et d’autre du plancher.

M est la masse combustible mobilisable de lafaçade, à l’exclusion des menuiseries, fermetureset garde-corps, exprimée en MJ/m2 et rapportéeau mètre carré de la façade, baies comprises.

Les réponses du bétonTotalement incombustible, le béton évite tousrisques de transmission directe du feu. Comme ilprésente aussi une montée lente en température,il prévient les risques de transmission de l’incendiepar conduction. Indépendamment de ces qualités,le béton, soit coulé en place, soit sous formed’éléments architectoniques, répond sans difficultéà la règle du C + D, notamment dans le domainedes ouvrages d’habitation, de bureaux et d’ensei-gnement.

D’une grande souplesse dans sa mise en œuvre etoffrant un éventail de combinaisons alliant esthé-tique et solidité, le béton s’adapte au mieux ausouci de personnalisation du projet du concepteur ;il satisfait efficacement aux exigences de protec-tion des façades en garantissant de réelles condi-tions de sécurité.

Protection des toitures

• Feu d’origine intérieureDans le cas présent, la réaction et la résistance aufeu du support sont déterminantes. Quand il s’agitd’une toiture-terrasse, on se réfère aux caractéris-tiques générales du gros œuvre. Pour les autrestypes de couverture, le matériau les constituant estl’élément principal du risque.

• Feu d’origine extérieureDans ce cas de figure, on prend en compte letemps de passage du feu au travers de la couver-ture. On le détermine par le temps de passage desflammes, fumées ou gaz inflammables, ou de chu-tes de gouttelettes.

17

La règle du C + D: deux exemples d’application

Feu dans un bâtiment dontl’ossature est en béton et la façadeen éléments légers.La structure a parfaitement résisté.

Cheminement du feudans le cas des façadesaveugles

Il est représenté par T suivi de :– 30 lorsque T > 30 mn;– 15 lorsque 30 mn > T > 15 mn;– 5 lorsque 15 mn > T > 5 mn.

La vitesse de propagation du feu sur la surface dela couverture est représentée par un indice enfonction de la durée de propagation :– indice 1 : durée > 30 mn;– indice 2 : 30 mn > durée > 10 mn ;– indice 3 : durée < 10 mn.

Ce classement, l’indice en particulier, concerne lerevêtement d’étanchéité, mais il faut aussi consi-dérer les protections éventuelles, l’étanchéité, l’i-solant s’il y a lieu et le support. Il n’est pas tenucompte du revêtement intérieur.

Dans le cas de plusieurs bâtiments regroupés, unimmeuble dont le dernier plancher habitable setrouve à moins de 28 m et à plus de 8 m au-dessusde la cote de la voie d’accès des pompiers devraobligatoirement avoir une couverture classée T301.

Les réponses du bétonLes matériaux utilisés pour les toitures doivent êtreincombustibles, ce à quoi répond parfaitement lebéton. De nombreux incendies se déclenchentdans les toitures à la suite de travaux. Le béton pré-sente l’avantage d’éviter tous les problèmes depropagation du feu après des travaux par pointchaud (soudure). Les dalles en béton les moinsépaisses sont au minimum coupe-feu un quartd’heure. Dans les ouvrages courants comme les


18

La toiture de cetétablissement industriel(dépôt de pesticides),soumis à une autorisationau titre de la législationrelative aux installationsclassées par la protectionde l’environnement (ICPE),est constituée de dallesde béton cellulaire armé de20 cm d’épaisseur,doublées d’un revêtementd’étanchéité autoprotégé.

En effet, la toiture doit êtreincombustible. La stabilitéau feu de l’ossature est dedeux heures compte tenudes risques d’incendie etdes charges.

Principe de liaison entre l’ossature principale,le bardage et la couverture

poteau

poutrepanne

étanchéité

bâtiments de logements, de bureaux et d’ensei-gnement, les dalles pleines en béton des toitures-terrasses sont classées T301.

Pour les bâtiments industriels, certains élémentspréfabriqués font l’objet d’un avis technique avecune stabilité au feu prouvée d’une heure au mini-mum (cette stabilité au feu peut aller jusqu’à deuxheures, voire trois heures avec des protectionsparticulières). C’est notamment le cas des coquesen béton de grande largeur (2,5 m à 5 m) dont lalongueur peut aller jusqu’à 30 m.

Compartimentage etdistribution intérieure

Pour limiter la propagation du feu et des fumées àl’intérieur des établissements, les locaux doivent êtreséparés les uns des autres par des parois et des por-tes possédant une certaine résistance au feu, à moinsqu’ils soient regroupés à l’intérieur d’un comparti-ment conçu pour contenir le sinistre. En dehors de cecas, la distribution intérieure procède du cloisonne-ment traditionnel. Les parois des locaux et des déga-gements doivent posséder un degré de résistance aufeu correspondant à la stabilité exigée pour la struc-ture du bâtiment, comme cela est indiqué dans letableau de la page suivante.

Les dégagementsPoint crucial de la conception, ils devront être lesplus simples et les plus directs possible pour per-mettre l’évacuation des occupants. Le cas deslocaux réservés au sommeil est spécifique.

Les réponses du bétonLes murs porteurs en béton participent activementet efficacement au cloisonnement et au comparti-mentage des locaux, de façon économique et sim-ple. Le béton est un excellent pare-flammes et lacontinuité qu’il apporte, y compris dans les assem-blages, assure une étanchéité parfaite. Il est égale-ment un très bon coupe-feu. Sous réserve d’unenrobage correct des armatures, une paroi enbéton peut sans protection rapportée présenter undegré coupe-feu allant jusqu’à deux heures (voir letableau sur les murs porteurs). De la même façon,un mur en blocs béton cellulaire de 15 cm d’épais-seur ou un simple mur de blocs creux de 20 cmarrêteront et isoleront thermiquement le feu durantquatre heures.

19

Degré de résistance Caractéristiques de résistance au feu correspondantes

au feu Parois entre locaux accessibles au public/

exigé pour Parois entre locaux Parois entre locaux accessibles au public et locaux

la structure et dégagements non accessibles au public classés à risques courants

du bâtiment accessibles au public Non réservés Réservés au

ou de l’ERP au sommeil (1) au sommeil

Aucune exigence PF 1/4 h PF 1/4 h CF 1/4 h

1/2 h CF 1/2 h PF 1/2 h CF 1/2 h

1 h CF 1 h PF 1/2 h CF 1 h

1 h 1/2 CF 1 h PF 1/2 h CF 1 h

1. Toutefois, cette disposition n’est pas obligatoire à l’intérieur d’un ensemble de locaux contigus qui ne dépassent pas 300 m2 au même niveau.

Pour être conformes à laréglementation, les paroisverticales des dégagementset des locaux doivent avoirun degré de résistance aufeu en fonction du degré destabilité de la structure(article CO 24 du règlementde sécurité incendie).

Exemples de Caractéristiques des parois

Les toitures en bétonrésistent particulièrementbien aux feux d’origineinterne ou externe. Lescoques de grandesdimensions (jusqu’à 30 mde longueur) peuventprésenter des degrés derésistance au feu de deuxheures.

Dans un établissementrecevant du public de

types Y, L ou S de la 1recatégorie (ici, le Carré

d’Art à Nîmes), lastructure, les planchers et

le cloisonnement sontrespectivement stables au

feu et coupe-feu durantune heure et demie au

minimum.

Plan montrant uncompartimentage efficace


20

Spécificité de certains types d’ouvrage

• Les parcs de stationnement couvertsCe sont des constructions qui permet-tent l’accueil de véhicules automobilesen dehors de la voie publique, à l’exclu-sion de toute autre activité. On peutaussi bien les trouver en superstructurequ’en infrastructure.Les parcs répondent à différentes régle-mentations selon leur surface, le nom-bre de véhicules accueillis et leurimplantation. Ainsi, les parcs de station-nement de plus de deux cent cinquantevéhicules devront-ils être isolés des tierspar des murs d’un degré coupe-feuélevé :– en IGH : quatre heures ;– en ERP du 1er groupe : trois heures ;– en installations classées : trois heures.

• FaçadesLe C + D sera de 1 m en étages.

• Stabilité des structures selon la hauteur :– R + 1 : stable au feu une demi-heure ;– < 28 m: stable au feu une heure et demie – planchers coupe-feu une heure et demie ;

– > 28 m: stable au feu deux heures – planchers coupe-feudeux heures.

FEU VIOLENT DANS UN PARC DE STATIONNEMENT,AUBERVILLIERS, 1996

La réglementation relative à la protection contrel’incendie des bâtiments d’habitation (arrêté du31 janvier 1986) établit les règles de prévention pour lesparcs de stationnement couverts de 100 m2 à 6000 m2.Le parc présentait des structures et un plancherréglementairement stables au feu une heure. Constituéd’une ossature et de dalles en béton, le parking aparfaitement résisté au feu qui a duré quatre heures.Les véhicules qui stationnaient sur le plancher haut ontété évacués sans aucun dommage et les immeublesvoisins ont été protégés par l’écran constitué par lebéton. La stabilité au feu des constructions estnécessaire et indispensable pour permettre l’évacuationen bon ordre des occupants, la sauvegarde des biens etl’intervention facile des secours.

Locaux d’archives du ministèredes Finances à Savigny-le-Temple

Le bâtiment, par son activité,relève de la réglementation relativeaux installations classées et au Codedu Travail. Le choix du béton a permisd’assurer une protection coupe-feudurant deux heures. Lecompartimentagepermet d’isoler facilement lesmagasins d’archives.

Chapitre2 La sécuritéen cas d’incendie,généralités

2.1 Directives européennes

2.2 Principes de réglementation incendie

2.3 Connaissance du feu, développementde l’incendie

2.4 Comportement au feu

2.5 Résistance au feu

2.6 Comportement des structures en béton

2.7 Les règles constructives

21

Dans la mémoire collective et le subconscienthumain, le feu reste encore de nos jours, un fléauredouté, cause de paniques et de pertes importan-tes en vies et en biens :– tous les acteurs de la construction se doiventd’employer les meilleures parades tant législativesque constructives et les meilleurs matériaux pourle combattre et limiter ses effets dévastateurs ;

– les interventions des sapeurs-pompiers s’élè-vent à près de 3,230 millions en France ; 9,95 %concernent les incendies (5 % en RégionParisienne).

La répartition des sinistres par activités est à rap-procher du nombre de victimes.

On note une évolution préoccupante du nombre desinterventions et des victimes dans les établissementsd’habitations et les bureaux (50140) ainsi que dansles établissements industriels et entrepôts (5700)*.

Selon la FFSA (Fédération Française des Sociétésd’Assurance), 75 % des entreprises sinistréesdéposent leur bilan.

Le coût direct des incendies s’élève à 2,3 milliardsd’euros. Les causes des incendies sont qualifiéesde naturelles ou d’accidentelles. On retiendra quesouvent un facteur humain est à l’origine du sinis-tre. Dans le milieu industriel, la malveillance est enprogression.

Pour lutter efficacement contre le feu, la législationa imposé des réglementations. Un accroissementdes exigences portant sur la conception des bâti-ments et notamment ceux recevant du public etdes travailleurs, actualise les règles et les contrôlestout en précisant les responsabilités. Des normes etessais complètent le dispositif, permettent les clas-sements des matériaux et intègrent les évolutionstechnologiques et exigences européennes.

Chapitre • La sécurité en cas d’incendie, généralités2

22

Nombre d’incendies selon les activités en 1997

Personnes Blessés Blessésdécédées graves légers

Établissements19 18 217recevant

du public

Habitations, 150 318 1980bureaux

Locaux industriels 2 24 152

Entrepôts, docks 1 6 35

Véhicules 446 2645 12129

Feux de forêt 8 21 91

Feux de 3 25 114cheminées

Autres 37 70 688

Totaux partiels 220 482 3277

Répartition du nombre des victimesd’incendie en France, en 1997 (hors BSPP (1) – BMPM (2))

1. BSPP: Brigade des sapeurs-pompiers de Paris.

2. BMPM: Brigade des marins-pompiers de Marseille

En ce qui concerne le béton, son caractère incom-bustible est une évidence. Il faut, en outre, soulignersa faible vitesse d’échauffement. Soumis à une tem-pérature correspondant à celle d’un incendie, lebéton n’atteint au bout d’une heure que 350 °C à3 cm de profondeur et 100 °C à 7,5 cm. Ces tempéra-tures sont très en deçà de celles pour lesquelles lescaractéristiques du matériau sont affectées de façonsensible (environ 600 °C). Elles montrent l’efficacitéde la protection assuréepar uneparoi enbéton, aussibien du point de vue de sa stabilité que de la propa-gation du feu. Le béton armé, moyennant un enro-bage suffisant des armatures, constitue donc unesolution économique et sûre dans la réalisation destructures résistant au feu et de parois jouant un rôlecoupe-feu.

* Source : DDSC 2005.

2.1 DirectiveseuropéennesLe 21 décembre 1988, une directive du Conseil descommunautés européennes, « Directive Produits deConstruction » a mis en exergue tout l’intérêt deslégislateurs Européens pour arriver à terme à uneharmonisation des règles afin d’aboutir à une librecirculation des produits.

Cinq exigences essentielles ont été retenues. Parmielles, la sécurité en cas d’incendie doit être prise encompte pour la bonne construction d’un ouvrage.

Un ouvrage doit être conçu et construit de manièrequ’en cas d’incendie :– la stabilité des éléments porteurs de l’ouvragepuisse être présumée pendant une durée déter-minée ;

– l’apparition et la propagation du feu et de lafumée à l’intérieur de l’ouvrage soient limitées.

– l’extension du feu à des ouvrages voisins soientlimitée ;

– les occupants puissent quitter l’ouvrage indem-nes ou être secourus ;

– la sécurité des équipes de secours soit prise encompte.

Des normes d’essais et de calcul permettent devérifier les performances des différents élémentsde construction. Leur classification est réalisée àpartir des normes suivantes :– NF EN 13501-1, pour la réaction au feu ;– NF EN 13501-2, pour la résistance au feu.

2.2 Principesde réglementationincendieSi la réglementation française vise essentiellementà assurer la protection des personnes, on retiendraque les assureurs préconisent des mesures propresà protéger les biens.Les grands principes tendent à :– limiter les risques d’éclosion du feu ;– limiter la propagation de l’incendie ;– évacuer les personnes en danger ;– faciliter l’intervention des secours.

Des règles constructives assorties de prescriptionsde sécurité concernent les bâtiments neufs à modi-fier et aménager. Elles s’appliquent aux :– établissements recevant du public (ERP) ;– immeubles de grande hauteur (IGH) ;– bâtiments industriels et bureaux (code du travail) ;– installations classées pour la protection de l’envi-ronnement (ICPE) ;

– garages et parkings ;– bâtiments d’habitation qui sont répartis en quatrefamilles (les mesures de sécurité augmentent enfonction de la hauteur).

En ce qui concerne les immeubles de grande hau-teur (IGH: plus de 50 m pour les habitations, 28 mpour les autres bâtiments), le règlement est plusexigeant en matière de compartimentage, et destabilité pour éviter la propagation du feu.

Les dispositions concernant le désenfumage sontégalement bien précisées pour les IGH et les ERP.Les fumées présentent en effet, une double action :la toxicité et l’opacité. Il est donc nécessaire, dansles locaux réunissant de nombreux occupants, deminimiser le rôle direct qu’elles jouent en créant

23

Un bâtiment ne pourra être efficacement protégéen cas d’incendie que si et seulement si les structuresoffrent des garanties de stabilité suffisamment long-temps pour permettre la mise en œuvre des maté-riels des sapeurs-pompiers. Sans cela, l’action de cesderniers sera inopérante, ils ne pourront pas pénét-rer à l’intérieur en toute sécurité afin de maîtriser lefeu au plus vite et protéger ainsi les biens et pointsnévralgiques de la vie de l’entreprise et au sauve-tage des personnes qui n’ont pu être évacuées.

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

une réaction de panique par manque de visibilitépour les occupants, et en gênant les interventionsdes secours.

Une notion globale de système de sécuritéincendie a été introduite dans le règlement desécurité. L’ingénierie de la sécurité incendiepermettra d’atteindre cet objectif.

2.3 Connaissancedu feu,développementde l’incendieLe feu est un phénomène dynamique compliquéqui peut conduire à la destruction d’un bâtiment.

ÉCLOSION + PROPAGATION = DESTRUCTION

De cette constatation et de la connaissance desphénomènes, découle l’essentiel des mesures desécurité incendie.

Trois composants sont nécessaires au développe-ment du feu :– le combustible (les matières) ;– la source d’énergie (une flamme) ;– le comburant (l’air).

La combustion d’un incendie passe par plusieursphases :– allumage ;– initiation ;– embrasement ;– combustion ;– décroissance.

La propagation du feu se fait par l’inflammationdes cibles exposées à la chaleur du premier foyer,lorsque celles-ci atteignent à leur tour la tempéra-ture d’allumage. Au cours de cette phase, lesmatériaux de revêtement des murs et des plafonds

sont les plus exposés et participent au développe-ment du feu selon leur degré d’inflammabilité.

L’embrasement généralisé d’un local correspond àun régime stationnaire de combustion, qui nedépend plus que de la quantité de combustible etde la dimension des ouvertures. Tous les matériauxthermodégradables présents entrent en combus-tion. Les flux thermiques engendrés deviennentdangereux, à la fois pour les personnes et pour lesbiens matériels.

Mode de propagation du feu :

– conduction ;– rayonnement ;– convection.

Dans la phase de démarrage, il y a inflammationdes matériaux combustibles situés à proximitéimmédiate du foyer initial. Cette phase est fonctiondu volume du local, du débit d’oxygène, de laquantité de matières combustibles et de leur degréde réaction au feu.


24

C’est à ce stade qu’il est particulièrementimportant que les matériaux utilisés pour les paroisprésentent des caractéristiques propres à maintenirla stabilité de l’ouvrage, d’une part, et à empêcherle passage des flammes et de la fumée, d’autrepart. La résistance au feu est la caractéristique quipermet d’apprécier le comportement des maté-riaux face à ces phénomènes.

Développement d’un incendie et risque

neaux, plaques, films, feuilles, tubes, etc.). Lesmatières premières ne sont pas concernées.

Les matériaux sont classés en deux groupes ; com-bustibles et incombustibles et cinq catégories M0 àM4 et non classé.

Les quantités de chaleur dégagées et la présenceou l’absence de gaz inflammables permettent cesclassifications.

On retiendra que selon des statistiques officielles,et l’analyse de scénarios de feu en habitation, 15 %impliquent des mousses et produits de synthèse etque les décès sont dus pour 80 % aux dégage-ments de gaz et de fumées.

2.5 Résistanceau feuLa réglementation est basée sur la conception debâtiments susceptibles d’empêcher la propagationd’un incendie et qui ménagent des cheminementsd’évacuation pour les occupants : c’est le principe

2.4 Comportementau feuLe code de la construction et de l’habitation(art. R 121-1) prévoit une classification des maté-riaux et éléments de construction en fonction deleur comportement en cas d’incendie.Deux critères sont ainsi appréciés :– la réaction au feu : c’est-à-dire l’aliment qui peutêtre apporté au feu et au développement de l’in-cendie ;

– la résistance au feu : c’est-à-dire le temps pen-dant lequel les éléments de construction peuventjouer le rôle qui leur est dévolu malgré l’action del’incendie.

Les bétons, les mortiers de ciments et de chauxsont par nature incombustibles et classés sansessais préalables (arrêté du 21 novembre 2002modifié).

Le classement des matériaux est déterminéconformément à l’arrêté du 21 novembre 2002(rectifié par les publications au JO – 2002, page22133, et 2003, page 02761 et modifié par l’arrêtédu 13 août 2003) du Ministre de l’Intérieur. Ilconcerne les matériaux de construction finis et lesrevêtements appliqués sur leurs supports (pan-

25

Classement de réaction au feu

Incombustible M0 Bétonmortier

Combustible M1 non inflammable

M2 difficilement inflammable

M3 moyennement inflammable

M4 facilement inflammable

NC non classé

Classement de réaction au feu

Évolution européenne -Classement de réaction au feu

Dans un but d’harmonisation, la CommissionEuropéenne a adopté en 1999 un système de clas-sement en réaction au feu des produits de cons-truction.

Six euroclasses allant de A à F des matériaux lesmoins combustibles aux plus combustibles pour-ront remplacer le classement français de M0 à M4.

du compartimentage des locaux. Le code de laconstruction et de l’habitation précise l’objectif àatteindre pour la classification de la résistance au feu.L’arrêté du 22 mars 2004, mis en application ducode, précise les critères retenus pour les élémentsde construction.

La classification est établie en tenant compte dutemps pendant lequel sont satisfaites les conditionsimposées relatives à :– la résistance mécanique ;– l’étanchéité aux flammes ;– l’isolation thermique.

Aussi, selon les fonctions particulières et le rôlequ’est appelé à jouer au cours d’un incendie unélément de construction, son classement peut rele-ver de trois catégories.

Classement de stabilité au feu(SF ou R selon le classement européen)

Le critère de résistance mécanique est requis, onmesure le temps pendant lequel un ouvrage struc-turel (poteau, poutre, voile, etc.) ou un élément deconstruction soumis à une charge assurent leurfonction sans s’effondrer.

Classement pare-flammes(PF ou E selon le classement européen)

Les critères de résistance mécanique et d’étan-chéité aux flammes et gaz chauds ou inflammablessont requis (paroi, cloison, porte, etc.).

Classement coupe-feu(CF, EI ou REI selon le classement européen)

L’élément testé doit répondre aux trois critères(résistance mécanique, étanchéité aux flammes etgaz, isolation thermique).

NotaLes gaines et conduits se voient attribuer unclassement PF ou CF de traversée de paroi.

2.5.1 - Classement de résistanceau feu

Les essais au four sont exécutés sur des élémentsde construction mis en œuvre dans les conditionshabituelles d’utilisation, en fermant une face d’unfour. À l’intérieur du four, la montée en tempéra-ture est assurée de façon conventionnelle.

2.5.2 - Méthodes de classification

Les degrés de résistance au feu des éléments deconstruction sont déterminés par l’une des métho-des suivantes :– à la suite d’essais conventionnels, isolés ou degamme;

– à la suite d’essais conventionnels assortis d’essaiscomplémentaires ;

– après avis du CECMI*, à la suite d’essais semi-naturels ou naturels ;

– par extension à un procès-verbal antérieur ;– par le calcul selon des méthodes agréées aprèsavis du CECMI, telles que les normes ;

– par application des normes ou de l’Eurocodeagréés après avis du CECMI entérinant des pro-cédés de fabrication ;


26

Essai de plancher béton sur four horizontal* CECMI : comité d’étude et de classification des matériaux et éléments

de construction par rapport au danger d’incendie.

– par un processus mixte, dans lequel par exempleles durées de satisfaction aux critères d’isolation etd’étanchéité sont déterminées expérimentale-ment et la stabilité est évaluée par le calcul soitdirectement, soit à partir des températures mesu-rées lors d’un essai ;

– par analogie à des cas antérieurs dont les labora-toires ont connaissance (dispositifs ou systèmesbanalisés).

27

Critères à satisfaire Éléments concernés

ClassementStabilité Étanchéité aux Isolation

mécanique flammes et aux gaz thermique

Stable au feu (SF) XPoteauxPoutres

Pare-flammes (PF) X XBlocs-portesMurs et cloisons

Murs et cloisonsCoupe-feu (CF) X X X Planchers

Blocs-portes

Exemple : un poteau ayant satisfait au critère de résistance pendant 1h10 sera classé degré stable au feu 1 h (seuil directement inférieur à celui obtenulors de l’essai. Les classements après essais sont exprimés en degrés et en durée 1/4 h - 1/2 h - 3/4 h - 1 h - 1 h 30 - 2 h - 3 h - 4 h - 6 h.

Classement de résistance au feu des éléments de construction

CECMI : comité d’étude et de classificationdes matériaux et éléments de cons-truction par rapport au dangerd’incendie.

CSTBlaboratoires agréésCTICM }GERBAM

CERIB : centre d’études et de recherches del’industrie du béton.

Évolution des températuresselon la courbe ISO 834

2.6 Comportementdes structuresen bétonLes impératifs de stabilité d’un ouvrage en casd’incendie ont conduit à prévoir le comporte-ment des structures soumises aux effets du feuet les moyens de les calculer.

Les normes ont été élaborées pour répondre à cebesoin pour les différents matériaux constitutifs :béton, acier, bois. La prévision par le calcul ducomportement au feu des structures en béton faitl’objet de la norme P 92-701 (DTU feu béton) ou dela norme XP ENV 1992-1-2.

Le principe de justification des structures bétonrepose sur le calcul aux états limites ultimes de

résistance, en affectant les contraintes d’un coeffi-cient minorateur dépendant de la températureatteinte dans la section considérée.

Les températures mesurées dans le béton montrentleur rapide décroissance en fonction de l’éloigne-ment de la surface exposée au feu : après une heured’exposition, 500 °C à 1,5 cm, 350 °C à 3 cm et100 °C à 7,5 cmde profondeur. Lorsque l’on sait quele béton dispose encore de 50 à 60 % de sa capacitéde résistance à 600 °C – ce qui constitue un avan-tage par rapport à l’acier qui, à cette température,présente un affaiblissement de ses caractéristiquesmécaniques de 75 à 80 % – on peut en conclure quela stabilité d’une structure est, dans la plupart descas, assurée pendant une durée largement suffisanteà une intervention et à l’évacuation des occupants.

Le dimensionnement des structures, du point devue de leur résistance au feu, est généralement déli-cat à déterminer par le calcul. Dans la plupart descas, on peut éviter cette démarche en se référantaux résultats des essais effectués sur des élémentsde structure types, qui permettent d’apprécier leurdegré de résistance au feu. Pour les ouvrages parti-culiers, le calcul peut s’avérer pratique.• Pour les planchers et les poutres, on a intérêt àassurer la continuité de la transmission des effortspar des aciers disposés en partie supérieure, moinsaffectée en cas d’incendie.• L’augmentation de l’enrobage des aciers est favo-rable à la stabilité au feu ; au-delà d’une certaineépaisseur, l’emploi d’un treillage de protectionpermet de s’opposer à l’éclatement du béton.


28

En IGH, les planchers béton coupe-feu 2 heuresévitent les catastrophes

En immeubled’habitation, les façadeset ossatures bétonassurent le respect faciledu C + D et la nonpropagation du feu auxétages supérieurs.

UtilisationDimensions des blocs

(Lxép.xH) mmType de bloc

Classe de

résistance

Degré

CF

Degré

PF

Degré

SF

Cloison

coupe-feu

500x100x200 Creux, 1 rangée, 3 alvéoles B40 1/2 H 1 H –500x100x200 Plein B80 1H30 6 H –

Mur

coupe-feu non

porteur

500x200x200 Creux, 2 rangées, 6 alvéoles B40 1H30 4 H –500x150x200 Perforé B80 3 H – –500x200x200 Creux, 3 rangées, 9 alvéoles B40 4 H – –

Mur

coupe-feu por-

teur

500x150x200 Creux, 1 rangée, 4 alvéoles B40 1H30 3 H 4 H

500x200x200 Creux, 2 rangées, 6 alvéoles B40 2 H 4 H 4 H

500x200x200 Creux, 3 rangées, 9 alvéoles B40 4 H 6 H 6 H

500x200x200 Perforé B120 6 H 6 H 6 H

Cloisons et murs en blocs de béton non enduits

2.7 Les règlesconstructivesPour l’ensemble des ouvrages en béton armé, cer-taines règles constructives générales facilitent laconception de structures aptes à satisfaire les critè-res d’exigence de résistance au feu et leur confè-rent des degrés coupe-feu et stables au feulargement supérieurs aux exigences de la plupartdes bâtiments.

Les joints de dilatation conçus pour s’opposer aupassage des flammes et des gaz doivent tenircompte des variations dimensionnelles provo-quées par l’élévation de température en cas d’in-cendie.

Les trois critères ci-après peuvent être complé-tés par d’autres critères de qualification telsque : M action mécanique (tenue sous un chocpar exemple), W: tenue au rayonnement.

29

Pho

toB

SP

PP

hoto

BS

PP

Dans les domaines du stockage industriel des matériaux inflammables etcombustibles, le béton est un gage de sécurité fiable.

Le nouveau classement européende résistance au feuL’arrêté du 22 mars 2004 définit les nouvellesrègles de classifications conformes à la réglemen-tation européenne. Le tableau suivant précisecette nouvelle classification.

Spécification Réglementation française Normalisation européenne

Stable au feuStabilité au feu sous son poids propre

ou sous un chargement donné :SF Coupe feu

(CF)

Stabilité au feu sous son poids propre :pas d’indice de classement

Stabilité au feu sous un chargement donné :R

Pare flamme PF E

Isolation thermique Pas d’indice de classement I

Exemple 1 : élément non porteurcoupe feu 1 H 30

CF 1 H 30 EI 90

Exemple 2 : élément porteurcoupe feu 1 H 30

CF 1 H 30 REI 90

Relations entre le classement français et le classement européen

Règles simples concernant les poteaux

L’évolution des températures à l’intérieur d’un élé-ment en béton, en fonction du temps, de l’exposi-tion au feu et de sa section, conduit à préconiserdes sections de poteaux croissant avec la durée derésistance au feu envisagée.

Règles simples concernant les murs non porteurs ou les dalles pleines pour planchers

Pour les dalles isostatiques de planchers, dont les armatures au niveau des appuis sont prévues pour équilib-rer les moments de flexion, l’épaisseur cumulée de la dalle et de la chape doit respecter les valeurs suivantes.


30

On constate qu’avec des sections usuelles (20 x 20cm), les poteaux exposés au feu sur une face sontstables au feu pendant trois heures, ce qui est lar-gement supérieur aux exigences des bâtimentsd’habitation (toutes familles) et de la plupart desautres bâtiments.

Règles simples concernant les murs porteurs

Les valeurs d’épaisseur et d’enrobage d’acier d’un mur en béton armé en fonction de la résistance au feuescomptée sont fournies par le tableau suivant.

Durée de résistance au feu 1/2 h 1 h 1 h 1/2 2 h 3 h 4 h

Poteau exposé au feu sur les quatre faces 15 20 24 30 36 45Poteaux exposés au feu sur une face 10 12 14 16 20 26

Dimensions minimales d’un poteau à section carrée (coté en cm) selon le degré de résistance au feu.


Épaisseur du mur (cm) 10 11 13 15 20 25Enrobage des aciers

1 2 3 4 6 7pris en compte dans les calculs (cm)

Rappel : Les parois en maçonnerie de blocs creux présentent un degré stable au feu et pare-flammes de 6 heures et un degré coupe-feu de 3 heures pourune épaisseur de 15 cm. (CF tableau précédent).

Degré de résistance au feu d’une dalle plancher (aciers sur les appuis).


Épaisseur minimale (cm) 6 7 9 11 15 17,5

Le calcul d’éléments de structure en béton (poteaux, poutres, dalles, etc.) est possible grâce au logi-ciel CIMFEU version 2, élaboré par le CSTB à la demande de CIMBETON.

Chapitre3 Murs coupe-feuet écrans thermiquesen béton

3.1 Comportement au feu des ouvrages

3.2 Règles constructives

3.3 Exemples de solutions techniques

31

Une des règles fondamentales de la sécurité incen-die consiste à préserver la vie humaine en favorisantl’évacuation des personnes. Pour permettre celadans les meilleures conditions et préserver au maxi-mum l’ouvrage, il faut adopter des dispositionsconstructives destinées à limiter la propagation dufeu. Dans l’éventail des solutions les murs sépa-ratifs coupe-feu en béton apparaissent comme uneévidence, car ils constituent de véritables barrièresinfranchissables aux flammes et aux gaz. En façade,Ils permettent également de limiter fortement leflux thermique transmis à l’environnement parrayonnement et constituent ainsi un véritable écranthermique.

3.1 Comportementau feu des ouvrages

3.1.1 - Résistance et réaction au feu

La connaissance du potentiel calorifique et du com-portement au feu des matériaux et éléments deconstruction permet d'élaborer une protection contrele feu.

3.1.2 - Règles générales

En France, le code de la construction et de l’habita-tion (CCH article R 121-1 à 121-13) définit les exi-gences que doivent respecter les matériaux et leséléments de construction du point de vue de leurcomportement au feu. La résistance et la réactionau feu sont définies selon deux arrêtés du Ministèrede l’Intérieur (22/03/2004 modifié et 21/11/2002modifié). Les murs coupe-feu font appel à la notion

de résistance au feu relative aux éléments de cons-truction. Les éléments de construction sont classéspar les laboratoires officiels (CSTB, etc.). Ce classe-ment est effectué en fonction des durées pendantlesquelles les éléments soumis aux conditionsd’essais satisfont aux critères requis (arrêté du 22mars 2004 relatif à la résistance au feu des pro-duits, éléments de constructions et ouvrages modi-fié par les arrêtés du 20/02/2006 et du08/09/2006). La détermination du degré de résis-tance au feu peut également être effectuée par lecalcul sur la base des règles données par la normeP 92-701 (DTU feu béton) et l’Eurocode 2 DAN par-tie 1-2 (depuis juillet 1997).

3.1.3 - Règles propres aux bâtimentsindustriels ou commerciaux etaux entrepôts

En plus des règles générales, les bâtiments indus-triels et commerciaux ainsi que les entrepôts sontsoumis au respect des dispositions du code du tra-vail, de la réglementation sur les installations clas-sées (rubrique 1510) et de la réglementationrelative aux établissements recevant du public(ERP) de type M. Ainsi, le code du travail imposeque les bâtiments assujettis soient séparés des tierscontigus par des murs de degrés coupe-feu 1heure au minimum. Cette exigence d’isolement estportée de 2 heures à 3 heures pour les ERP, de2 heures à 4 heures pour les parkings de plus de1000 véhicules (4 heures pour un IGH). Pour lesconstructions entrant dans le champ d’applicationde la réglementation relative aux ERP, magasins detype M, les réserves des magasins doivent êtreséparées des locaux de vente par des murs dedegré coupe-feu 2 heures. Dans le cas des bâti-ments soumis à la réglementation des installationsclassées (ICPE), l’implantation de l’édifice condi-tionne le degré de résistance au feu des murs defaçade l’isolant d’un tiers. Ainsi, un bâtiment accoléà un tiers doit avoir un mur de degré coupe-feu4 heures. Les compartiments sont séparés par desmurs de degré coupe-feu 2 heures.

Chapitre • Murs coupe-feu et écrans thermiques en béton3

32

3.1.4 - Apport du béton à l’efficacitédu mur coupe-feu

La nécessité des murs coupe-feu est une évidence.Leur présence permet de lutter contre la propaga-tion et le développement de l’incendie. Du fait deses performances, le béton est un matériau quiprésente toutes les qualités pour réaliser des murscoupe-feu efficaces répondant aux exigences desréglementations en vigueur applicables aux bâti-ments industriels et entrepôts. Le béton est unmatériau pérenne et sûr. Sa résistance au feu estparticulièrement bonne.

Pendant un incendie, la ruine brutale d’un bâtimentpeut provoquer des accidents lors de l’évacuationdes personnels ou de l’intervention des sauveteurs.La présence de murs coupe-feu en béton et d’unestructure en béton associée aux murs permet auxservices de secours d’effectuer les opérations delutte en toute sécurité sans craindre d’effondre-ment. De plus comme dans ce cas, l’incendie nepeut pas provoquer l’effondrement de l’ouvrage etsa ruine brutale, la responsabilité pénale du chefd’entreprise ne peut pas être invoquée et enga-gée. Les murs coupe-feu en béton comme lesstructures en béton sont dans la majorité des casfacilement réparables après un incendie, ce quifavorise la remise en service du bâtiment et lareprise de l’activité dans les meilleurs délais. Au

33

Murs séparatifs coupe-feu (MSCF) selon larègle – dépassement en toiture.

regard des assurances, l’emploi du béton permetd’obtenir des réductions des primes d’assurancedu fait de son caractère coupe-feu naturel. Ainsipar exemple, les murs coupe-feu en béton répon-dent sans aucune difficulté aux règles de la FFSA,(Fédération Française des Sociétés d’Assurances),règle APSAD (R15) en la matière.

3.2 Règlesconstructives3.2.1 - Règles générales

L’évaluation des performances des murs coupe-feupeut être déterminée soit par essais convention-nels (cas des maçonneries), soit par calculs selon lanorme P 92-701 (DTU feu béton) – ou selonl’Eurocode 2. L’action du vent est prise en comptedans les calculs au feu, le mur séparant deux com-partiments doit en effet rester mécaniquement sta-ble. La structure doit être conçue de façon à ce quel’effondrement d’une des parties du bâtimentséparées par le mur coupe-feu n’entraîne pas laruine du dit mur et la propagation du feu vers unautre compartiment. Les poteaux de structure enbéton présentent un degré de stabilité au feu de4 heures ou 2 heures selon le besoin. Dans le casd’un mur séparatif coupe-feu réalisé à partir d’unremplissage entre poteaux en béton, les élémentsde remplissage doivent être des panneaux préfa-briqués en béton, des panneaux préfabriqués enbéton cellulaire, des blocs de béton. Les joints dedilatation sont obligatoirement constitués de pro-duits ignifuges. De façon générale, le mur séparatifcoupe-feu doit dépasser de 50 cm au minimum surles côtés du bâtiment et de 1 mètre en toiture. Sondegré de résistance au feu (poteaux et mur) peutvarier de 2 à 4 heures selon la réglementationapplicable.

3.2.2 - Règles complémentairespropres aux assurances

La FFSA distingue les installations à risques séparéspar des dispositions constructives permettant des’opposer au feu et préservant ainsi les biens etl’outil économique. La FFSA définit donc unensemble de règles de construction dont le respectpermet de bénéficier de réductions de primes. Larègle APSAD R15 porte sur la construction desmurs séparatifs coupe-feu.

Dans le cadre de cette règle, la définition des mursséparatifs coupe-feu précise que ce sont des ouvra-ges destinés à séparer deux bâtiments ou deuxparties d’une même construction, de telle sorteque tout incendie se déclarant d’un côté du murséparatif coupe-feu ne puisse pas se propager del’autre côté. Et un mur séparatif coupe-feu doitpouvoir assumer sa fonction en se suffisant àlui-même.

Pour répondre aux exigences de la règle par rapportà son comportement au feu, un mur séparatif coupe-feu doit être construit avec des matériaux classésincombustibles (M0) selon les normes habituelles et


34

Poutre coupe-feupermettant le respectde la règle R 15et du dépassementen toiture.

Poutrecimaise.

présenter un degré coupe-feu d’au moins 4 heuresquelle que soit la face du mur exposée au feu. Àcela s’ajoute l’obligation de respecter les disposi-tions constructives relatives aux élancements entrechaînages horizontaux des matériaux (inférieur ouégal à 35). Les murs en béton sont soumis aurespect de la norme P 92-701 (DTU feu béton). Deplus, les murs séparatifs coupe-feu doivent d’unepart résister mécaniquement aux chocs ainsi qu’àl’action de l’eau des lances d’incendie et d’autrepart prendre en compte l’action du vent en cas d’ef-fondrement d’un compartiment suite à un incendie.

Du point de vue de sa configuration, les règlesconstructives de l’APSAD précisent que le murséparatif coupe-feu est vertical de la base au faîte etnon porteur (donc autostable), à l’exception dedispositions particulières (corbeaux, appuis glis-sants, respect des dilatations, etc.). Le mur doitobligatoirement dépasser de la toiture d’au moins0,70 m et déborder sur les côtés de 0,50 m parrapport au nu extérieur de la façade (1 m pour larubrique 1510).

Dans le cas où des passages de communicationsont présents dans un mur séparatif coupe-feu, lesouvertures doivent être équipées de portes dou-bles coupe-feu 1h30 et pare flammes 2 h selon larègle R 16 de l’APSAD. Les câbles électriques et lescanalisations doivent impérativement passer sousle mur séparatif coupe-feu. Le passage de conduitsde ventilation ou de climatisation à travers un murséparatif coupe-feu n’est pas admis. Le passage deconvoyeurs ou de bandes transporteuses doit fairel’objet d’une étude spécifique.

3.3 Exemplesde solutionstechniquesLe béton et les composants en béton offrent unlarge éventail de solutions techniques performan-tes et économiques pour réaliser des murs sépara-tifs coupe-feu. Parmi les solutions le plus souventutilisées pour les bâtiments d’industries et de com-merce on peut citer les techniques suivantes.

3.3.1 - Les murs séparatifs coupe-feu en blocs de béton traditionnel

Dans ce type de solution technique, le mur sépara-tif coupe-feu peut être constitué d’une maçonnerieporteuse (avec chaînages intégrés) ou autoporteuse(remplissage associé à une structure stable au feu).Lorsqu’il s’agit par exemple d’un panneau de rem-plissage inséré entre poteaux et poutres, la maçon-nerie doit être montée sur bande résiliente afin depermettre sa libre dilatation.

Le dimensionnement et la mise en œuvre des élé-ments constitutifs du mur se font conformémentaux règles de la norme P 10-202 (DTU 20.1).L’élancement géométrique des maçonneries (hau-teur/épaisseur) est en général limité à 20 (30 dansle cas d’un mur de remplissage, avec une hauteurne pouvant dépasser 4,5 m).

Chaînages

Pour les murs autostables, un chaînage horizontalet vertical continu en béton armé doit ceinturer laconstruction à chaque passage de plancher ou tousles 4 m environ (règle de l’élancement) ainsi qu’encouronnement.

En ce qui concerne les murs de remplissage, lafonction de chaînage est normalement assurée parl’ossature.

Tenue au feu des blocs de béton

Le tableau ci-après donne, pour des maçonneriesnon enduites, les différents degrés de résistance au

35

Respect de l’élancement mécanique des murs.

feu des blocs de béton en fonction de leur type etde leurs dimensions. Ces durées sont déterminéesexpérimentalement lors d’essais effectués par lastation feu du CSTB, selon les dispositions de l’ar-rêté du 22 mars 2004. Le CERIB est détenteur desprocès-verbaux de ces essais (voir également lesite cerib.com).

Joints de dilatation

Des joints de dilatation et de retrait sont nécessai-res dans les maçonneries de grande surface.Lorsqu’il s’agit de murs porteurs, la distance entredeux joints successifs, ou entre l’extrémité du bâti-ment et le premier joint est la suivante :– 20 m dans les régions sèches ou à forte opposi-tion de température ;

– 35 m dans les régions humides et tempérées.

Dans les cas d’un mur constitué en maçonnerie deremplissage, la distance va de :– 20 à 35 m dans les régions sèches ou à forteopposition de température ;

– 30 à 35 m dans les régions humides et tempérées.

Selon la résistance de la toiture, des joints « diapa-son » doivent être mis en œuvre entre deux jointsde dilatation.


36

DimensionsType de bloc

N° du PV Référence Date limite Degré ClasseUtilisationdes blocs d’essai de reconduction de validité CF PF SF de résistance

10 x 20 x 50 pleinCSTB

SF.DE.97.0477 12/05/2002 1h30 6 h–

B8092.33345

10 x 20 x 50 creuxCSTB –

20/06/2004 1/2 h 1 h – B40cloison

RS 99.050

20 x 20 x 40 pleinCSTB

SF.DE.98.0208 20/10/2003 6 h 6 h 6 h B16093.35280

15 x 20 x 50 perforéCSTB

SF.TE.97.0275 5/03/2002 3H 6 h 6 h B8086.24014

17,5 x 20 x 50 perforéCSTB

SF.TE.97.0274 23/03/2002 4H 6 h 6 h B8086.24013


SF.TE.95.948 29/11/2000 3H 6 h 6 h B8090.30453


- 06/2002 6 h 6 h 6 h B12097.023

CreuxCSTB

15 x 20 x 50 1 rangée85.2276

SF.TE.96.0240 25/02/2001 1h30 3H 4H B40 mur porteurd’alvéolesCreux

CSTB15 x 20 x 50 2 rangées85.22030

SF.TE.95.421 7/05/2000 2H 6 h 6 h B40d’alvéolesCreux

CSTB20 x 20 x 50 2 rangées

85.22031SF.TE.95.560 19/06/2000 3H 6 h 6 h B40

d’alvéolesCreux

CSTB SF.TE20 x 20 x 50 à

91.31532 96.084914/08/2001 2H 6 h 6 h B40

emboîtement (1)

1. Avec joint vertical central rempli.Remarque sur la réaction au feu : les matériaux « béton et mortiers de ciments et de chaux » sont classés a priori, sans essai, MO.

La tenue au feu des blocs après essais

3.3.2 - Les murs séparatifs coupe-feu en blocs de béton cellulaire

Les blocs utilisés présentent une longueur de62,5 cm, une hauteur de 25 cm et leur épaisseurpeut varier de 15 à 37,5 cm. Ce type de mur peutêtre autoporteur (remplissage) ou porteur. Enmatière de résistance au feu il est coupe-feu 4 h.

Principe de dimensionnement

Le dimensionnement est réalisé selon la normeP 10-202 (DTU 20.1), avec les dispositions cons-tructives minimales suivantes.

Pour les murs autoporteurs (remplissage) lesdimensions varient suivant la position (mur inté-rieur ou mur extérieur), les dispositions d’appuis,l’effort du vent appliqué sur le mur.

Ainsi par exemple un mur de remplissage soumisà une pression du vent égale à 0,3 kN/m2 aura lesdimensions suivantes :Hauteur : < 25 fois l’épaisseur des blocsLongueur : < 40 fois l’épaisseur des blocs

Pour les murs porteurs – norme P 10-202 (DTU 20.1),le principe de dimensionnement est le suivant :Hauteur : < 20 fois l’épaisseur des blocsLongueur droite maximale des murs : < 40 foisl’épaisseur des blocs

Contrainte limite de compression C = R/N, R dési-gnant la résistance caractéristique normalisée à la

compression (Rcn) et N le coefficient d’affaiblisse-ment lié à l’élancement et au mode de charge-ment (centré ou non) – voir tableau ci-dessous.

Pour une maçonnerie de blocs de 350 kg/m3 (Rcn= 3 MPa) et pour un chargement centré avec unélancement de 20 (N = 5) C = 0.35 MPa

3.3.3 - Les murs séparatifs coupe-feuconstitués de poteaux béton et pan-neaux en blocs de béton cellulaire armé

À titre d’exemple, un mur de ce type constitué depoteaux en béton de 45 × 45 cm et de panneauxde 600 × 60 × 15 cm (posé devant ou entre lespoteaux) présente un degré coupe-feu de 4 heu-res. Il faut aussi noter que le PV du CSTB n° 87-25851 en date du 11/07/95 précise : « qu’un murexpérimental en éléments de béton cellulaire arméde 15 cm d’épaisseur présentant une masse volu-mique nominale de 450 kg/m3, monté à joints sou-ples, détermine un degré coupe-feu de 4 heures ».

En fonction de l’épaisseur du mur la hauteur limitedu mur est :– Épaisseur du mur 15 cm - H = 17 m– Épaisseur du mur 20 cm - H = 22 m– Épaisseur du mur 25 cm - H = 28 m

37

Mur coupe-feu enblocs de béton

cellulaire.

Élancementgéométrique (h/e)

N (chargementcentré)

N (chargementexcentré)

15 5 6.5

20 6.65 8.64

Entrepôts, mur coupe-feu 4 heures.


38

Panneaux sandwichesà voiles solidaires.

Panneau coupe-feu de façadepour bâtiment industriel.

3.3.4 - Les murs séparatifs coupe-feuen éléments préfabriqués en béton

Ces murs sont constitués avec des panneaux pré-fabriqués en béton armé ou précontraints qui peu-vent être associés ou non à une structurepoteaux-poutres en béton. Les éléments de paroisles plus couramment utilisés sont les panneauxpleins, les panneaux nervurés, les panneaux sand-wiches. Ils peuvent être porteurs, autoporteurs,portés par la structure ou suspendus à la structure.Les panneaux sont assemblés entre eux et à lastructure par joints de mortier continus, liaisonsbétonnées ponctuelles ou continues avec ousans armatures en attente, liaisons mécaniquesboulonnées, brochées ou soudées. Dans le cas deliaisons ponctuelles, des joints coupe-feu doiventêtre installés entre chaque élément. Les caractéris-tiques et la mise en œuvre des éléments en bétonpréfabriqué sont définies dans la norme P 10-210(DTU 22.1) et les prescriptions techniques des pro-cédés de murs ou de gros œuvre. Le guide deCimbéton « Architecture : construire en béton pré-

fabriqué » (référence B 62) fournit un ensembled’informations sur l’emploi de ce type d’éléments.

En première approximation, le degré coupe-feud’un mur composé avec des panneaux pleins pré-fabriqués en béton peut se déduire des règles sim-plifiées, issues de la norme P 92-701 (DTU feubéton) ou de la norme européenne XP ENV 1992-1-2, exprimées dans le tableau suivant.

Ces règles concernent des murs dont l’élancement

mécanique (e

12.hf , avec hf hauteur libre au flam-

bement et e épaisseur de l’élément) est au pluségal à 50 et sont valables pour un mur exposé aufeu sur un ou deux côtés.

La tenue au feu de murs à base de panneaux sand-wiches nécessite une étude thermique particulièrepermettant de déterminer la répartition des tem-pératures à l’intérieur de l’élément. Leur degrécoupe-feu varie d’une demi-heure à 2 heures.

6,00 m

maximum

Variante entre poteau béton armé

Joint feu entre chaque panneau

Ossatureen béton

75 cm

Pose devantpoteau béton

Longrine béton

Encadrement

Encadrementbéton

Degré CF 1/2 h 1 h 1 h 30 2 h 3 h 4 h

Murs porteursÉpaisseur en cm

10 11 12 15 20 25

Murs non porteursÉpaisseur en cm

6 7 9 11 15 17,5

39

3.3.5 - Murs séparatifs coupe-feu enbéton coulé en place

Le béton coulé en place peut tout à fait être utilisépour réaliser des murs séparatifs coupe-feu. Lamise en œuvre de ces ouvrages doit répondre auxrègles et au code de calcul les concernant : le DTU23.1, la norme P 92-701 (DTU feu béton), le fasci-cule 62 du CCTG ou la norme européenne ENV1992-1-2.

3.3.6 - Murs séparatifs coupe-feuconstitués de panneaux verticaux endalles alvéolées en béton précontraint

Les panneaux en dalles alvéolées précontraintespeuvent permettre de réaliser des murs séparatifscoupe-feu. Il faut pour cela adapter l’épaisseurd’enrobage des câbles de précontrainte en fonction

du degré coupe-feu requis. Des joints coupe-feudoivent obligatoirement être mis en œuvre entrechaque panneau.

Des informations plus complètes sont donnéesdans le guide B 67 de la collection technique deCIMBETON « Murs séparatifs coupe-feu et façadesà fonction d’écran thermique ».

Entrepôts CGM, façades à basede murs en dalle alvéolées.

Panneaux sandwiches à voile extérieur librement dilatable.


40

Chapitre4 Résistance au feudes bétons

4.1 - Comportement aux températures élevées

4.2 - Conductivité thermique

4.3 - Évolution des résistances du bétonet de l’acier en fonction de la température

41

Les risques liés aux incendies ne sont pas lesmêmes d’un pays à l’autre. Aux États-Unis, parexemple, le feu tue tous les ans près de 6000 per-sonnes, soit un peu plus de 2,4 pour 100000 habi-tants, alors qu’en France ce taux est de l’ordre de1 pour 100000. Impliquées dans le suivi desrisques, les compagnies d’assurances imputent cetécart à la différence entre les modes constructifsdans les deux pays. Les États-Unis ont, en effet,une tradition de construction légère principalementen bois et en acier, alors qu’en France la majeurepartie du patrimoine est construite « en lourd » et,plus particulièrement depuis la Seconde Guerremondiale, en béton.

Si l’on suit le développement d’un incendie, oncomprend comment matériaux et techniques deconstruction participent directement à la propaga-tion et à l’alimentation du feu. Une cause exté-rieure accidentelle est pratiquement toujours àl’origine d’un incendie : court-circuit électrique,cigarette mal éteinte, fonctionnement défectueuxd’un appareil ménager, etc. Le feu couve et l’in-cendie n’entre, en fait, dans son premier état, dit« de démarrage », que si des matières combustiblesse trouvent à proximité, tissus, papier, mobilier,etc., mais également certains matériaux de cons-truction. Pour que le feu se développe, il faut dansle même temps un apport suffisant d’oxygène :l’oxygène contenu dans le local, mais aussi celuifourni par les ventilations et les ouvertures(1).

Au cours de l’incendie, la température atteint fré-quemment 1000 °C en surface des éléments de laconstruction. Les matériaux doivent donc êtreincombustibles pour ne pas alimenter l’incendie ens’enflammant. Par ailleurs, l’aptitude des structureset des éléments de construction à conserver leurrôle principal durant l’incendie et à s’opposer àl’extension du feu est caractérisée par :– leur résistance au feu ; ils peuvent être stables aufeu (SF), coupe-feu (CF) ou pare-flamme (PF) pourdes temps déterminés (de 1/4 h à 6 heures) ;

– leur réaction au feu, classée de M0 à M4 (2).

4.1 - Comportementaux températures élevées

Le tableau ci-dessous indique que plusieurs phéno-mènes physico-chimiques se succèdent lorsque latempérature du béton évolue de 100 à 1000 °C etplus. Ils correspondent à des modifications sensi-bles de la pâte cimentaire et des granulats à partirde 500 °C, modifications qui se traduisent par unaffaiblissement des qualités du béton (résistancemécanique, modules de déformation, etc.).L’expérience montre pourtant que la résistance aufeu des structures en béton est couramment assuréealors que le béton situé dans une ambiance à plusde 1000 °C devrait subir des transformations rédhi-bitoires. Que se passe-t-il donc concrètement?

Si une altération de l’ouvrage est visible en surface,on constate qu’elle ne se retrouve pas dans sonépaisseur. De fait, la température dans la masse esttrès inférieure à la température de surface ; elle nes’élève ni instantanément ni de façon homogènedans les éléments en béton. Celui-ci présente, eneffet, une inertie à la propagation du flux de cha-leur dans sa masse et la température ne s’y élèveque lentement. On se sert de cette qualité pour l’i-solation thermique des bâtiments. De plus, l’expé-rience individuelle permet une compréhensionintuitive du phénomène : en été, après une journéed’exposition au soleil, on remarque que la surfaceextérieure d’un mur en béton est chaude au tou-cher alors que l’ambiance à l’intérieur de la pièceest restée fraîche si l’on a pris soin de l’occulter. Leflux de chaleur reçu par la face extérieure du murne l’a pas traversé intégralement. Cela résulte de laconductivité thermique du matériau.

Chapitre • Résistance au feu des bétons4

42

1. Le mode de propagation du feu est décrit plus haut dans le chapitre« Sécurité incendie ».2. Voir le classement des matériaux au chapitre « Sécurité incendie ».

Jusqu’à 100 °C simple dilatationDe 100 à· 150 °C évaporation de l’eau des pores

À partir de 150/180 °C l’eau d’hydratation de (OH)2Ca est libérée,la pâte de ciment se contracte

De 400 à 500 °Cl’hydroxyde de calcium se décompose en CaO et H2OLa vapeur d’eau peut engendrer un phénomène d’écaillage

De 570 à 700 °C le quartz a devient quartz b (573 °C)De 700 à 800 °C le CSH devient b CSH

À partir de 800 °Cle calcaire se décompose (en granulats, par exemple)et devient CO3Ca ’OCa + C02

De 1150 à 1200 °C le calcaire se décompose (en granulats, par exemple)À partir de 1300/1 400 °C le béton est en masse fondue

Comportement du béton en fonction de son échauffement

4.2 - Conductivité thermique

Avec une valeur moyenne de 1,5 W/mK, la conduc-tivité thermique l d’un béton courant, ou son apti-tude à transmettre les flux de chaleur, est faible.L’essai, décrit ci-après, illustre le phénomène sui-vant : un poteau en béton et un poteau en acier de240 x 240 mm sont soumis à un feu ISO (feu deréférence pour les essais). On constate que:– presque instantanément, les différentes partiesdu profilé acier, peu épaisses et très conductricesde la chaleur, sont portées à 550 °C, températurede ruine de l’acier, qui ne présente plus alors decaractéristiques mécaniques significatives ;

– après quinze minutes, la surface du poteau enbéton atteint cette même température de 550 °Cmais « à cœur », la température est d’environ20 °C et à 4 cm de la surface, zone où l’on trouveles armatures, elle n’atteint pas 100 °C. Lepoteau en béton et ses armatures présententdonc des caractéristiques mécaniques non affec-tées par l’exposition au feu.

Les armatures du béton armé et du béton pré-contraint ont un rôle déterminant dans la tenue desouvrages : elles assurent prioritairement, etpresque toujours seules, la résistance à l’état ultimedes parties sollicitées en traction-flexion. C’estdonc leur comportement aux températures attein-tes pendant un incendie qui détermine la tenue del’ouvrage.

4.3 - Évolution des résistancesdu béton et de l’acier en fonctionde la température

Les évolutions et les altérations du béton en cas dehausse de température, décrites dans le tableau« Comportement du béton en fonction de sonéchauffement » (voir page précédente), se tradui-sent entre autres par un affaiblissement de la résis-tance à la compression du matériau. La résistancereste constante jusqu’à 250 °C puis décroît pour neplus représenter à 600 °C que 45 % de ce qu’elleétait à 20 °C ; elle devient nulle à 1000 °C.

La courbe ci-dessous présente les résultats d’essaismontrant cette décroissance pratiquement linéairede la résistance d’un béton courant à partir de250 °C. Le fuseau autour de la courbe moyenneexprime principalement les différences de valeursobtenues suivant la nature des granulats. Lesbétons de granulats siliceux se situent en partiebasse du fuseau alors que les bétons de granulatscalcaires, résistant mieux à la température, enoccupent la partie haute.

43

Élévation de la température en profondeurdans les sections de béton et d’acier

Profondeur de pénétration de la chaleur dans des sections en acier et enbéton (de 240 x 240 mm) soumises à un feu ISO.* L'acier a perdu plus de 50 % de sa résistance.

Affaiblissement de la résistance de trois nuances d’acieren fonction de la température par rapport à leur résistance à froid

Température � (°C) 0 200 400 500 580 750Acier lisse 1 1 0,95 0,73 0,42 0

et acier HA naturelAcier HA écroui

1 1 1 0,50 0,15 0

Acier1 0,95 0,515 0,30 0,20 0pour précontrainte

(Valeurs retenues par les règles françaises FB.)

Chapitre • Résistance au feu des bétons4

44

fu 0,03 fcl ou béton précontraint classes I et II néantsi tout en cadres 1,5 2 2,5 3 3 4,50,03 fcl fu 0,1 fcl si 40 % au moins en étriers ou épingles néant0,1 fcl fu 0,15 fcl il faut au moins 40 % en étriers et épingles 1,5 2 2,5 3 3 3,5

Poutres rectangulairesb minimal en cm 8 11 14 17 23 29

Poutres à talonb minimal en cm 12 16 20 24 32 40b0 minimal en cm 8 10 12 14 16 18h0 minimal en cm 5 8 12 20 32 50

Nombre minimal de lits inférieurs 2 2 2 3 3 4avec b minimal 2,5 2,5 3,3 4,0 5,2 9,0et avec un nombre minimal de barres de lit de : 2 2 2 3 3 4

u (en cm)avec b supérieur à la plus grande des deux valeurs1 m ou 1,5 h1 et avec 10 barres par lit 1 1,5 2 2 3 4,5

0,25 0,30 0,40 0,50 0,55 0,60

Poutres rectangulairesb minimal en cm 12 16 20 24 32 40

Poutres à talonb minimal en cm 16 20 24 32 40 50b0 minimal en cm 8 10 12 14 16 18h0 minimal en cm 5 8 12 20 32 50

Nombre minimal de lits inférieurs 2 2 2 3 3 4avec b minimal 2,5 4 5,5 6,5 8,0 9,0et avec un nombre minimal de barres par lit de : 2 2 2 4 4 5

u (en cm)avec b supérieur à la plus grande des 2 valeurs1 m ou 1,5 h1 et avec 10 barres par lit 1 2 3 4 5 6

0 0 0 0 0 0

Avec aciers sur appuis avec consoles

u (en cm) 1 1,5 2 2,5 3,5 4,5

0,25 0,3 0,4 20,5 0,55 0,6

Sans aciers sur appuis

u (en cm) 1 2 3 4 6 8

0 0 0 0 0 0

Épaisseur minimale 6 7 9 11 15 17,5

On opère par interpolation linéaire pour u et

en fonction de la valeur de

3 Poutres

Entraxe des poutrelles au plus égal à 2,5 m 5 6 8 10 14 16,5

Entraxe des poutrelles supérieur à 2,5 m 6 7 9 11 15 17,5

Poutres croisées avec un espacement maximal de 2,5 m dans chaque sens 4 5 7 9 13 15,5

Épaisseur minimale(h2 + e) cm

h + e(en cm)

1 Dalle

u1 (en cm)

Degré de résistance au feu

1/2 h 1 h 1h30 2 h 3 h 4 h

carré 15 20 24 30 36 45

carré : une faceexposée au feu 10 12 14 16 20 26

rectangulaire 10 12 14 16 20 26

aminimum(en cm)

2 Poteau

interpolation sur l’aire si

• carré

• rectangulaire

b = Sa

h : épaisseur de la dalle (en cm).e : épaisseur de la chape et de son revêtement (en cm).M0 : moment isostatique sous les charges permanentes

et les charges variables.

MW et Me : moments de flexion équilibrés par les aciers sur appuis de longueur libre à l’intérieur de la travéeconsidérée lsw et lse. À défaut de prescriptions différentes dans les documents particuliers du mar-ché, ces moments sont plafonnés à la valeur du moment provoqué par les seules charges perma-nentes, dans le cas où il s’agit de moments de continuité isostatique (console).

Conditions à respecter pour les dalles, les poteaux et les poutresafin d’assurer une résistance au feu donnée (extrait de la norme P 92-701)

Pour l’acier, on retiendra, d’après les données de lanorme P 92-701 « Règles de calcul. Méthode deprévision par le calcul du comportement au feu desstructures en béton (changement de statut du DTU,règle de calcul FB 1987) », que sa résistance à latempérature décroît à partir de 150 à 200 °C selonles nuances pour devenir nulle à 750 °C. Le tableauci-dessus donne ces résistances à la températureen pourcentages de leur résistance à froid pourtrois nuances d’aciers courants. On constate queles aciers pour précontrainte ayant subi un traite-ment thermique lors de leur fabrication sont plussensibles à la chaleur que les nuances utilisées pourle béton armé.

En conséquence, il est nécessaire de concevoirl’ouvrage et ses éléments de façon que la tempé-rature atteinte par les armatures lors d’un incendiereste modérée (de 150 à 200 °C) et conserve à l’a-cier une résistance suffisante pour maintenir la sta-bilité pendant le temps requis. De même, il estnécessaire que la section de béton non altérée soitsuffisante pour absorber les contraintes dévelop-pées à l’état ultime de rupture. On adapte alors

l’épaisseur de béton d’enrobage des aciers et l’é-paisseur des pièces, en tenant compte de la géo-métrie des éléments soumis au feu, du principed’armature et de la nuance d’acier.

La norme P 92-701 définit les conditions à respec-ter dans ces domaines pour assurer une résistanceau feu donnée. Le tableau ci-dessus fournit unesynthèse de ces conditions. Par exemple, pourassurer une résistance au feu de deux heures, lerecouvrement varie de 2,5 à 4 cm et de 2 à 4 cm,respectivement pour une dalle et pour une poutreen béton armé. Il est de 3 cm pour une poutre enbéton précontraint. Pour un même degré de résis-tance au feu, l’épaisseur minimale des dalles est de11 cm, celle des poutres rectangulaires de 24 cm.Comme le béton soumis à température va s’é-chauffer, sa dilatation doit être prise en comptedans la conception des ouvrages et éléments d’ou-vrage qui subiront la déformation correspondante.Avec un coefficient de dilatation moyen du bétonde 1.10-5, la dilatation d’un ouvrage est de l’ordrede 0,5 % à 500 °C.

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Évolution de la résistance à la compression d’un béton couranten fonction de la température (norme P 92-701)

Crédit photographiqueY. Brunel [10B-15-16-17D-17G-23-28H-28B],

Eurobéton [19], G. Maucuit-Lecomte [10H-37],M. Moch [18D-18G],

Photothèque des Sapeurs Pompiers de Paris [6],X, tous droits réservés.

Mise en page et réalisationAmprincipe ParisR.C.S. Paris B 389 103 805

Impression Chirat

Réédition mai 2008

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