Four modulaire au sein de la plateforme Vulcain du CSTB. Photo : Florence Joubert
Pour optimiser le dimensionnement au feu des grands ouvrages, de plus en plus utilisés dans la construction industrielle notamment, le CSTB développe une approche combinant calcul et expérimentation grandeur réelle. Après avoir mis au point un nouveau modèle de prévision, il a réalisé un essai hors norme de résistance incendie sur un panneau en béton armé de 9 m de haut. Retour sur cet essai R&D inédit, réalisé dans la plateforme Vulcain au CSTB, pour connaître plus finement le comportement au feu des grands ouvrages.
Enjeux liés aux ouvrages de grande hauteur
En situation d'incendie, le comportement d'un ouvrage dépend du matériau, mais aussi de ses dimensions, notamment de sa hauteur, et de la configuration des lieux. Les pompiers l'ont bien compris, une équipe de Seine-et-Marne assiste ainsi à l'essai piloté par le CSTB dans sa plateforme Vulcain. Il s'agit pour eux, de faire évoluer leurs techniques d'intervention, en comprenant mieux le comportement au feu des grands ouvrages.
La résistance au feu des panneaux en béton de grande taille intéresse aussi les experts de la sécurité incendie, venus d'Italie, de Belgique et du Royaume-Uni pour observer l'essai du CSTB. L'utilisation de tels panneaux tend à se généraliser dans les bâtiments aux grands volumes, comme les entrepôts logistiques ou usines. Il s'agit de bien les dimensionner face au risque incendie.
Caractériser le comportement au feu des grands ouvrages
Lorsqu'un ouvrage est exposé à de fortes chaleurs, plus sa hauteur (à épaisseur égale) est grande, plus il a tendance à se déformer. Ce changement de géométrie du mur, quand il atteint un certain seuil, est un facteur d'effondrement. L'autre impact essentiel de la chaleur concerne la dégradation des caractéristiques des matériaux.
Quelle hauteur maximum les murs doivent-ils donc respecter pour que le bâtiment résiste au feu la durée fixée par la réglementation ? Si des murs de 9 m de haut sont intégrés dans un bâtiment, combien de temps vont-ils rester stables en cas d‘incendie ?
L'essai de résistance incendie du CSTB doit contribuer à mieux répondre à ces questions. Leur prise en compte dans la conception du bâtiment permet d'assurer, lors d'incendie, l'évacuation des personnes et l'intervention des pompiers. Au-delà des données chiffrées, c'est la cinématique de l'effondrement du bâtiment que l'on veut qualifier au travers de l'essai, pour identifier les signes d'avertissement avant le moment critique.
Valider le nouveau modèle de simulation du CSTB
Des modèles de calcul thermomécanique existent déjà pour simuler le comportement au feu d'ouvrages de 3 m de haut, et prévenir les risques pour les personnes et les biens. Pour les ouvrages de 9 m, l'étude se fonde actuellement sur l'extrapolation de ces calculs.
Pour renforcer la précision des études menées, le CSTB a mis au point un nouveau modèle de calcul dédié aux ouvrages de plus de 3 m. L'essai de résistance incendie à échelle 1 mené dans la plateforme Vulcain, sur un mur porteur en béton, haut de 9 m, a permis de valider ce modèle.
Perspectives de cet essai
L'analyse des données post-essai est essentielle pour comprendre finement la déformée d'un ouvrage en béton de 9 m de haut exposé au feu. Elle permettra aussi au CSTB de proposer aux professionnels une offre Ingénierie Sécurité incendie plus complète pour les grands ouvrages (jusqu'à 9 m), combinant simulation et essai grandeur réelle.
Par extrapolation des résultats obtenus par le calcul, il sera également possible de caractériser le comportement au feu de murs en béton d'une hauteur supérieure à 9 m, et de mieux connaître celui des éléments horizontaux de grande dimension.
En savoir plus :
Contact : Eric Gallet
