Tests d'incendie des produits de construction en bois visibles

La popularité croissante des structures en bois dans les projets de construction commerciaux et publics augmente la demande de produits en bois ignifugés. Même si les concepteurs connaissent généralement les classes de résistance au feu requises pour les matériaux de surface utilisés sur les bâtiments, de nombreuses questions se posent en ce qui concerne les essais et la classification au feu. Le professeur Simo Hostikka du Département de génie civil de l'Université d'Aalto, en Finlande, nous livre ici son point de vue d'expert sur ce sujet.

La réaction au feu des matériaux de construction est testée à deux fins. L'objectif des essais de produits standard est de déterminer leur classe de résistance au feu conformément à la réglementation en matière de construction, qui s'adresse en premier lieu aux concepteurs, aux constructeurs et aux autorités de contrôle du bâtiment. Les fabricants de produits de construction, d'autre part, examinent et testent la résistance au feu des produits au moment où ils sont en cours de développement. Différents objectifs exigent des méthodes d'essai différentes.

TESTS D'INCENDIE POUR DÉTERMINER LES CLASSES D'INCENDIE EN FONCTION DE LA RÉGLEMENTATION DU BÂTIMENT

En Finlande, le classement de la résistance au feu des matériaux de construction est effectué conformément à la norme de classification SFS-EN 13501-1 + A1. La norme européenne est basée sur trois méthodes d'essai au feu qui sont utilisées pour diviser les produits en "Euroclasses". En plus des sept classes principales (A1-F), il existe d'autres classes pour décrire la production de fumée (classes s1, s2 et s3) et la formation de gouttelettes enflammées (classes d1, d2 et d3).

PROPRIÉTÉS DE CLASSE FEU BASÉES SUR LES CLASSES EUROPÉENNES :

Les produits sont généralement testés en ce qui concerne leur tendance à la propagation du feu (SBI, EN 13823) ainsi que leur incombustibilité (EN ISO 1182), leur pouvoir calorifique (EN ISO 1716) ou leur inflammabilité (EN ISO 11925-2).

Dans le cadre de l'essai d'inflammabilité, les produits sont exposés à une petite flamme (EN ISO 11925-2).

Le bois non traité appartient à la classe D. En règle générale, les produits en bois traités différemment peuvent tout au plus satisfaire aux exigences de la classe européenne B-s1, d0. Cela signifie que les produits contribuent très peu à un incendie, que leur production de fumée est très limitée et qu'ils ne forment pas de gouttelettes ou de particules enflammées.

En Finlande, les classes d'incendie requises pour les matériaux de construction dans différents lieux d'utilisation finale sont spécifiées dans le décret du ministère de l'Environnement sur la sécurité incendie des bâtiments (848/2017).

BUT ET MÉTHODE D'ESSAI AU FEU DU SBI

Le SBI (Single Burning Item Test) est particulièrement adapté pour tester les produits utilisés sur les couches de surface des bâtiments afin de déterminer leur classe au feu. Il n'est pas possible de contrôler avec précision la façon dont les éléments mobiles d'un bâtiment réagissent au feu et, par conséquent, la capacité des surfaces intérieures à limiter le développement d'un incendie et la production de fumée est d'une grande importance pour la sécurité des utilisateurs. C'est le cas, par exemple, des bâtiments abritant un grand nombre de personnes, comme les écoles, les établissements de soins de santé, les hôtels et les grands locaux commerciaux.

Le but du test SBI est de tester des produits, par exemple des panneaux CLT, dans la structure exacte où ils seront utilisés dans la réalité. L'essai modélise une situation probable dans laquelle un incendie relativement petit se produit à l'intérieur, par exemple une poubelle en feu.

Le matériau du produit est utilisé pour construire une structure formant un coin sur une surface incombustible avec ses côtés de 1 m et 0,5 m de large et de 1,5 m de haut. Cela permet également de tester l'impact des joints et des fixations sur le feu comme ils le seraient dans la structure réelle. Pour effectuer l'essai, un brûleur à gaz est placé contre la structure et la propagation possible du feu, la production de fumée et la formation de gouttelettes enflammées sont documentées.

Il est important de tenir compte de l'utilisation réelle de la structure à l'essai. En d'autres termes, on peut construire une structure aussi réaliste que possible en termes d'ossature et de fixations, avec des propriétés de réaction au feu correspondant à l'utilisation prévue du produit en bois.

Les traitements de surface utilisés sur les produits en bois, par exemple la protection contre l'incendie, augmentent souvent la production de fumée. Cependant, il a été prouvé par des tests que les produits en bois protégés avec le NT DECO non toxique répondent aux exigences de la classe de résistance au feu B-s1, d0, qui est requise dans les types de bâtiments à haut risque tels que les établissements de soins de santé.

FIABILITÉ DES ESSAIS DE RÉSISTANCE AU FEU

Les essais au feu des produits de construction à des fins de développement et de classification sont effectués par des laboratoires d'essais commerciaux accrédités. Cependant, un produit en bois marqué CE qui répond aux exigences de la classe de résistance au feu lors d'un essai ne se comporte de la même manière que dans la situation de test que lorsqu'il est installé et traité de la même manière.

Par exemple, si un produit ignifuge est repeint ou exposé aux intempéries, cela peut réduire la résistance au feu du produit et accélérer le développement d'un incendie. Les incertitudes concernant l'utilisation finale et les conditions ne peuvent être éliminées que si le produit est également testé après avoir été repeint ou exposé aux intempéries. En termes de sécurité incendie et de rentabilité, la solution la plus raisonnable consiste à utiliser des produits ignifuges prêts au montage de classe B-s1, d0 pour les structures de surface (par ex. panneaux extérieurs et intérieurs traités industriellement avec NT DECO translucide), en s'assurant que les produits répondent aux exigences du site.

En Finlande, le même essai au feu SBI s'applique également aux réglementations concernant les revêtements extérieurs, car il n'existe pas de normes nationales ou européennes distinctes pour les façades. Il n'est pas non plus nécessaire d'effectuer des essais au feu sur les produits vieillis. Cela pose un problème car le scénario d'incendie le plus probable pour les façades est une forte exposition aux flammes provenant d'un incendie dans une pièce adjacente - ce scénario est assez loin d'une poubelle en feu. Il est clair qu'il est nécessaire de mettre en place une réglementation commune à l'échelle européenne concernant la résistance au feu des façades et le processus pour atteindre cet objectif a débuté en 2018.

ESSAIS D'INFLAMMABILITÉ PENDANT LE DÉVELOPPEMENT DES MATÉRIAUX DE CONSTRUCTION

La réaction au feu des matériaux de surface utilisés dans la construction est également examinée lors du développement de produits existants ou entièrement nouveaux. Pour ce faire, on utilise les méthodes d'essai mentionnées ci-dessus qui ont été mises au point à des fins de classification ainsi que des analyses à petite échelle pour refléter la réaction au feu des matériaux.

La méthode la plus importante utilisée dans le développement des produits du bois est léssai du calorimètre cône (ISO 5660-1). Lors de l'essai, une éprouvette de 10 cm sur 10 cm est exposée à un fort rayonnement thermique, puis le temps d'inflammation, le taux de dégagement thermique et la perte de masse sont mesurés. Dans de nombreux cas, les résultats du calorimètre cône aident à prévoir les résultats des essais SBI, au moins approximativement. Ceci permet de réduire le nombre de tests SBI effectués sur différentes options de produits.

Lors de l'examen de la protection contre l'incendie des matériaux synthétiques, il est également assez fréquent d'effectuer des tests au milligramme, par exemple une analyse thermogravimétrique (TGA) et une calorimétrie differentielle à balayage. Lors de ces essais, un petit échantillon de matériau est chauffé dans un four à une vitesse constante et les variations de sa masse ou de son énergie thermique sont mesurées. L'utilisation de ces méthodes dans le développement de la protection contre l'incendie des produits du bois n'est pas très courante et ne peut être appliquée à l'examen des traitements de surface.