RAPPORT d'ESSAI n° 09 - U - 182

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RÉSISTANCE au FEU des ÉLÉMENTS de CONSTRUCTION Selon NF EN 1365-2

RAPPORT d'ESSAI n° 09 - U - 182

Essai n° : Effectué le : 09 - U - 182 07 Avril 2009

Concernant : Un plancher constitué de béton léger et d’une structure JK

Dimensions : 5100 x 3000 x 180 mm (L x l x e)

Demandeur : JK STRUCTURE Route de la station 142 BE - 7070 LE ROEULX

Rapport d'essai n° 09 - U - 182 / 26 (NF EN 1365-2)

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1. OBJET DU RAPPORT

Détermination, conformément à la procédure telle qu’indiquée dans la norme EN 1365-2 « Essais de résistance au feu des éléments porteurs - Partie 2 : Planchers et toitures», des performances d’un plancher porteur constitué de béton léger et d’une structure JK.

2. LABORATOIRE D’ESSAI

Nom : EFECTIS France Adresse : Voie Romaine F - 57280 MAIZIERES-lès-METZ

3. DEMANDEUR DE L’ESSAI

Nom : JK Structure Adresse : Route de la Station 142 BE - 7070 LE ROEULX

4. ESSAIS AU FEU DE REFERENCE

Essai de référence : 09 - U - 182 Date de l’essai : 07 avril 2004

5. REFERENCE ET PROVENANCE DE L’ELEMENT

Référence : Structure JK Provenance : JK Structure

6. DESCRIPTION DE L’ELEMENT

6.1 GENERALITES

L’élément testé était une dalle plane en béton léger réalisée selon le procédé JK, de grandes dimensions. Dimensions hors tout de la dalle support : 5100 x 3000 x 180 mm (L x l x e).



6.2 NOMENCLATURE

Selon les informations communiquées par le Demandeur.

Désignation Référence Caractéristiques Fournisseur

Billes de polystyrène POLITERM BLUE

Perles de polystyrène expansé Enrobées à l’additif E.I.A. EDILTECO

Structure tridimensionnelle

Structure JK

Acier galvanisé 3 x 1,2 m (L x l) JK Structure

Raidisseur transversal Acier galvanisé ht = 79 mm, ø = 4,6 mm JK Structure

Raidisseur longitudinal Acier galvanisé ht = 70 mm, ø = 4,6 mm JK Structure

Grillage e = Epaisseur --- mv=masse volumique---d=densité---ht=hauteur

6.3 DESCRIPTION DETAILLEE DE L’ELEMENT TESTE

6.3.1 Ferraillage de la dalle

Le ferraillage de la dalle a été réalisé avec la structure JK. La structure était constituée de panneaux tridimensionnels en acier galvanisé déployé. Les panneaux de structure JK, 3 x 1,2 m (L x l) étaient installés dans le sens longitudinal de la dalle et avaient pour recouvrement :

- deux mailles longitudinalement, - 1000 mm transversalement, à leurs extrémités.

Une fois la structure principale mise en place six raidisseurs transversaux étaient installés dans celle-ci, à 900 mm d’intervalle. Quatre raidisseurs longitudinaux étaient ensuite mis en place pour achever la structure porteuse. Un grillage était ligaturé en face inférieure de la structure avant la mise en place dans le coffrage. La structure complète était installée à 20 mm du fond de coffrage via des cales en bois régulièrement mises en place.

6.3.2 Béton léger

6.3.2.1 Composition du béton léger

Le béton allégé était réalisé dans le malaxeur de la pompe puis injecté dans la structure JK. Le dosage était de :

- 170 L de perles de polystyrène, - 35 kg de ciment (Technocem 32,5 R - Ciments Calcia), - 35 kg de mortier (Mortier NOVI Pro - NOVIPRO), - 25 L d’eau, - une poignée de fibres synthétiques.

Masse volumique : 705kg/m³ Teneur en eau : 14,6 % (après étuvage à 105°C).



6.3.2.2 Coffrage

La dalle était coulée sur un fond de coffrage tapissé d’une feuille de polyane. Après coulage, l’épaisseur de la dalle était d’environ 13 cm.

6.3.3 Chape de compression

6.3.3.1 Ferraillage de la chape de compression

Un treillis anti-fissuration Ø 4,5 mm, en 200 x 200 mm, a été directement posé sur la dalle en béton léger. Il a été relevé au râteau lors du coulage.

6.3.3.2 Béton de la chape de compression

Une chape de compression, e = 50 mm, a été réalisée en béton NOVIPRO (Fabricant NOVIPRO) en finition au-dessus de la dalle réalisée avec la structure JK et le béton allégé. Epaisseur finale de la dalle avec chape de compression: 180 mm.

7. MONTAGE D’ESSAI

7.1 DEFINITION DE L’ELEMENT TESTE

Hormis les dimensions de la surface exposée, le choix et la définition de l’élément testé ont été faits par le Demandeur de l’essai.

7.2 MONTAGE D’ESSAI

7.2.1 Montage d’essai

La dalle plane était posée sur la structure du four d’essai et elle était exposée sur une surface de 4400 x 3000 mm (L x l).

7.2.2 Intervenants

La mise en œuvre de l’élément a été réalisée par le personnel qualifié du Demandeur.



8. CONDITIONS D’ESSAI

8.1 PROGRAMME THERMIQUE

L'élévation de température du four au-dessus de l'ambiante a été conduite suivant le programme thermique conventionnel représenté par la fonction :

T = 345 log10 (8t+1) + 20

où : t = Temps [min] T = Température du four à l'instant t [°C].

8.2 PRESSION AMBIANTE

La pression ambiante à l’intérieur du four était contrôlée et établie à +20 ± 3 Pa.

8.3 SENS DU FEU

Feu SOUS le plancher en béton léger et structure JK.

8.4 CONDITIONS D’APPUI ET DE CHARGEMENT

8.4.1 Conditions d’appui

La dalle support était posée sur deux appuis à rouleaux Ø 100 mm, à entraxe de 4900 mm. L'un d'eux était bloqué dans les deux directions, l'autre était libre de déplacement longitudinal.

8.4.2 Conditions de chargement

Le chargement était développé à l'aide d'un vérin hydraulique et d'une poutre de répartition type HEB 240 L = 3100 mm appuyant sur deux traverses d'appui type HEB 120 L = 2900 mm. La charge appliquée, à la demande du client était de 250 kg/m². Le poids propre du palonnier de chargement a été pris en compte dans ce calcul.

- Masse du palonnier de chargement : 4,35 kN

- Portée entre appuis : 4900 mm

- Portée entre points de chargement : 2900 mm

- Charge développée par le vérin : 40,65 kN

- Flèche maximale autorisée : 330 mm.



9. RESULTATS D’ESSAI

L'implantation des capteurs de mesure figure en Annexe. Les résultats des mesures sont consignés en Annexe sur les planches citées ci-après.

9.1 MESURE DE TEMPERATURES

9.1.1 Températures dans le four

Elles étaient mesurées par 8 pyromètres à plaques conformes à la norme NF EN 1363-1, face métallique orientée vers la sole du four.

Implantation Repères Planche de résultats A 100 mm sous la dalle béton 6 à 13 9 Ecarts par rapport aux tolérances accordées selon la norme NF EN 1363-1 6 à 13 10

9.1.2 Températures de l’élément en face non exposée

Elles étaient mesurées par 5 thermocouples de type K conformes à la norme NF EN 1363-1.

Implantation Repères Planche de résultats

Température en face non-exposée de la dalle 1 à 5 11

9.1.3 Températures dans la halle d’essai

Implantation Repères Planche de résultats Température dans la halle d’essai 14 12

9.2 MESURES DE PRESSION

Conformément aux exigences de la norme NF EN 1363-1, la pression ambiante dans le four était régulée en continu pendant toute la durée de l’essai. Compte tenu de la position du capteur de pression, la valeur de consigne était fixée à 20 ± 5 Pa entre la 5ième et la 10ieme minute d’essai, puis à 20 ± 3 Pa après la 10ième minute d’essai.


A 100 mm sous la dalle béton Pr 15 13

9.3 MESURE DE LA CHARGE APPLIQUEE SUR LA DALLE SUPPORT

L'effort développé par le vérin de chargement sur la dalle support était mesuré pendant l'essai.


Effort développé par le vérin de chargement For 16 14



9.4 MESURES DE DEFORMATIONS DE LA DALLE SUPPORT

Les flèches de la dalle support étaient mesurées pendant l'essai.


A mi-portée de la dalle 17-18 Aux 1/4 et 3/4 de la portée de la dalle 19-20

15

10. OBSERVATIONS

10.1 PENDANT ESSAI

Temps (min)

Observations

00 Démarrage de l’essai. 12 Combustion des cales en bois en sous-face de la dalle. 20 Petites fissures longitudinales en sous-face de la dalle. 30 Accentuation des fissures.

56 Arrivée en bout de course du vérin hydraulique. Début de déchargement graduel de la dalle.

90 Fissures plus grandes. 94 Arrêt de l’essai avec l’accord du Demandeur.

10.2 APRES ESSAI ET REFROIDISSEMENT

10.2.1 En face non-exposée de la dalle support

Dalle cintrée régulièrement et symétriquement.

10.2.2 En face exposée de la dalle support

Chutes superficielles de béton en sous-face de la dalle, découvrant sur de nombreuses zones le grillage en sous-face de la structure JK. Fissures transversales de la dalle au droit des raidisseurs transversaux.



11. CRITERES DE PERFORMANCES

Conformément aux textes de référence cités au paragraphe 1, les durées de satisfaction du plancher porteur aux critères de performances sont les suivantes :

11.1 CAPACITE PORTANTE

Durée : CINQUANTE SIX MINUTES - (56 min)

Cause de limitation : Chargement par vérin inférieur à la charge équivalente à 250 kg/m³.

11.2 ETANCHEITE AU FEU

11.2.1 Tampon de coton

Durée : QUATRE-VINGT QUATORZE MINUTES - (94 min)

Cause de limitation : Fin de l’essai.

11.2.2 Calibres d’ouverture



11.2.3 Inflammation soutenue



11.3 ISOLATION THERMIQUE





12. DOMAINE D’APPLICATION DIRECTE DES RESULTATS

Conformément au paragraphe 13. de la norme NF 1365-2, les résultats de l’essai au feu sont directement applicables aux constructions similaires non soumises à un essai sous réserve que ce qui suit soit vérifié. Conformément au § 13 alinéa a) de la norme NF EN 1365-2, les performances de résistance au feu indiquées au § 11 du présent rapport sont applicables à un plancher porteur similaire sous réserve que les moments de flexion et les efforts tranchants ne doivent pas être supérieurs à ceux des essais de référence, soit ceux engendrés par un chargement uniformément réparti de 250 kg/m².

- la masse volumique, l’épaisseur, la composition du produit testée, etc…

13. AVERTISSEMENT

Le présent rapport donne des détails sur la méthode de construction, les conditions d’essai et les résultats obtenus lorsque l’élément de construction spécifique décrit ici a été soumis aux essais suivant le mode opératoire indiqué dans la norme NF EN 1363-1 et, éventuellement, dans la norme NF EN 1363-2. En ce qui concerne les dimensions, les détails de construction, les chargements, les contraintes et les conditions aux limites ou d’extrémité, tout écart important, autre que ceux autorisés dans le cadre du domaine d’application directe de la méthode d’essai appropriée, n’est pas couvert par le présent rapport. A cause de la nature des essais de résistance au feu et de la difficulté en résultant à quantifier l’incertitude de mesurage de la résistance au feu, il n’est pas possible de fixer un degré de précision des résultats.

Fait à Maizières-lès-Metz, le 6 juillet 2009

Alain DORKEL Ingénieur chargé d’affaire

Roman CHIVA Chef du service "Essais 1"

Rapport d'essai n° 09 - U - 182(NF EN 1365-2)

Annexe Planche 1 / 26

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1 2

3

4 5

Thermocouples en face non-exposée de la dalle




Courbe conventionnelle EN 1363-1

: Tc 6 : Tc 7 : Tc 8 : Tc 9 : Tc 10 : Tc 11 : Tc 12 : Tc 13

09-U-182

Titre Essai

Planche

Températures ambiantes dans le four

9

0

200

400

600

800

1000

1200

0 15 30 45 60 75 90

Temps (min)

Tem

péra

ture

(°C

)

Limites à +/- 100 °C

Programme Courbe - Version 6.0




Limites acceptées Ecarts Tc 6 Tc 13

09-U-182

Titre Essai

Planche

Ecarts de pilotage par rapport à la courbe conventionnelle

10

-15%

-10%

-5%

0%

5%

10%

15%

0 15 30 45 60 75 90

Temps (min)

Ecar

ts(%

)Programme Courbe - Version 6.0

Ecart calculé avec les thermocouples :

à




Moyenne des thermocouples ∆T moy (140°C)

∆T max (180°C) To = 19 °C

: Tc 1 : Tc 2 : Tc 3 : Tc 4 : Tc 5

09-U-182

Titre Essai

Planche

Températures en face non-exposée de la dalle

11

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 15 30 45 60 75 90

Temps (min)

Tem

péra

ture

(°C


T moy 140°C non atteinte en fin d'essai. ∆ ≥T max 180°C non atteinte en fin d'essai.∆ ≥




To = 19 °C

: Tc 14

09-U-182

Titre Essai

Planche

Température ambiante dans la halle d'essai

12

0

5

10

15

20

25

0 15 30 45 60 75 90

Temps (min)

Tem

péra

ture

(°C





Limites de la pression de consigne (20 Pa)

: Pr 15

09-U-182

Titre Essai

Planche

Pression ambiante dans le four

13

0

5

10

15

20

25

30

0 15 30 45 60 75 90

Temps (min)

Pres

sion

(Pa)





: For 16

09-U-182

Titre Essai

Planche

Force appliquée sur la dalle

14

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 15 30 45 60 75 90

Temps (min)

Forc

e(k

N)

Vérin hydrauliqueen bout de course





: Dep 17 : Dep 18 : Dep 19 : Dep 20

09-U-182

Titre Essai

Planche

Déformation de la dalle

15

0

50

100

150

200

250

300

0 15 30 45 60 75 90

Temps (min)

Dép

lace

men

t(m

m)


FEU Vérin hydrauliqueen bout de course

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Annexe Photos

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Photo A (haut) Mise en place des poutrelles dans la structure JK Photo B (bas) Injection du béton léger.

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Annexe Photos

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Photo C (haut) Dalle avant essai. Photo D (bas) Dalle après essai et refroidissement.

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