Les structures porteuses
Les structures
porteuses
Le bois est un matériau combustible, mais c’est aussi un mauvais conducteur de chaleur ; c’est pourquoi il est souvent utilisé dans la construction de structures porteuses, non seulement parce qu’il est esthétique et économique, mais surtout parce qu’en cas d’incendie, il présente une résistance mécanique supérieure, ce qui permet de gagner du temps pour mettre en sécurité les occupants éventuels du local.
ACIER – BTN
La hausse des températures réduit les propriétés mécaniques des matériaux, mais ne modifie pas la géométrie de la section
BOIS
La hausse des températures ne modifie pas (ou presque pas) les caractéristiques mécaniques des matériaux, mais réduit la géométrie de la section
BOIS
Le feu se propage à une vitesse moyenne de 0,7 à 0,9 mm/minute, créant une couche carbonisée qui limite la progression de la flamme. À seulement quelques centimètres à l’intérieur de la poutre en bois, la température n’est que de 40 °C, contre près de 1 000 °C à l’extérieur.
Le feu et la chaleur n’altèrent pas la résistance mécanique. L’effondrement se produit lorsque la combustion réduit la section transversale résiduelle au point qu’elle ne peut plus remplir sa fonction porteuse. La durée de résistance est proportionnelle à l’épaisseur de celle-ci ; il est donc possible de maintenir des charges et des résistances élevées uniquement en surdimensionnant la poutre, sans recourir à des traitements à base de peintures intumescentes ou ignifuges, d’enduits ou de plaques de silicate de calcium.
ACIER
L’acier est considéré comme un matériau incombustible, ce qui est tout à fait vrai, mais c’est aussi un excellent conducteur de chaleur. S’il est soumis à une forte augmentation de température, comme c’est le cas lors d’un incendie, l’acier perd rapidement sa stabilité.
Après seulement 5 minutes d’exposition au feu, l’acier atteint environ 500 °C. Il s’agit là de la température dite « critique » pour ce matériau. Au bout de 10 minutes d’incendie, la construction en acier cède et s’effondre sur elle-même comme un château de cartes. L’acier se dilate d’environ 0,012 mm par mètre de longueur et par degré de température. Cela signifie, à une température de 500 °C, un allongement de 6 mm par mètre. L’utilisation de peintures intumescentes ou d’autres types de protection est obligatoire.
BTN
En raison de sa composition, le béton armé est également classé parmi les matériaux de construction ininflammables. La conductivité thermique du béton est de 2,1 W/mk, contre 60 W/mK pour l’acier, un facteur à ne pas négliger en présence d’éléments en béton armé et, en particulier, en béton précontraint.
Les granulats calcaires ne subissent pas de diminution notable de leur résistance mécanique, sauf au-delà de 750 °C, température à laquelle commence la décomposition thermique du calcaire en chaux et en dioxyde de carbone. Le problème réside dans la présence d’acier à l’intérieur de la structure, et la protection thermique de l’enrobage du fer revêt un rôle fondamental. En effet, dans les structures en béton armé, les températures élevées revêtent une importance particulière, surtout pour l’acier qui, au-delà de 500 °C, perd une grande partie de ses propriétés.
Ces points faibles deviennent des voies privilégiées pour le flux thermique, susceptible de provoquer une élévation localisée de la température pouvant dépasser les 500 °C en très peu de temps. Dans ce cas également, le comportement au feu est similaire à celui d’une poutre en acier, ce qui rend obligatoire l’utilisation de peintures intumescentes ou d’autres types de protection.
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