Voici une question que nous recevons assez souvent de la part des ing\u00e9nieurs et des chefs de projet : quelle doit \u00eatre r\u00e9ellement l'\u00e9paisseur du rev\u00eatement intumescent ?<\/p>\n\n\n\n
Il semble qu'il devrait y avoir une r\u00e9ponse simple. Ce n\u2019est pas le cas \u2014 du moins pas sans conna\u00eetre quelques \u00e9l\u00e9ments sur la section d\u2019acier que vous prot\u00e9gez. L\u2019\u00e9paisseur de film sec requise (DFT) varie consid\u00e9rablement d\u2019un \u00e9l\u00e9ment \u00e0 l\u2019autre, m\u00eame sur la m\u00eame structure. Une section l\u00e9g\u00e8re en UB pourrait n\u00e9cessiter 3 mm d\u2019intumescent. Une colonne lourde en UC sur le m\u00eame projet pourrait n\u2019avoir besoin que de 1,2 mm. Se tromper dans un sens ou dans l\u2019autre pose un probl\u00e8me \u2014 une application insuffisante signifie que l\u2019acier n\u2019est pas prot\u00e9g\u00e9 ; une application excessive gaspille du mat\u00e9riau et, dans certains syst\u00e8mes, peut m\u00eame craqueler lors du premier cycle thermique.<\/p>\n\n\n\n
Ce guide explique le calcul \u00e9tape par \u00e9tape. Pas de raccourcis \u2014 juste la m\u00e9thode r\u00e9elle.<\/p>\n\n\n\n
Tout dans le calcul de l\u2019\u00e9paisseur du rev\u00eatement intumescent commence par le facteur de section, \u00e9crit comme Hp\/A (parfois appel\u00e9 facteur de profil).<\/p>\n\n\n\n
Hp est le p\u00e9rim\u00e8tre chauff\u00e9 de la section en acier \u2014 la longueur du contour de la section expos\u00e9e au feu. A est la surface de la section transversale de l\u2019acier. Donc Hp\/A est essentiellement une mesure de la quantit\u00e9 de surface expos\u00e9e \u00e0 la chaleur par rapport \u00e0 la masse de l\u2019acier.<\/strong><\/p>\n\n\n\n Une valeur \u00e9lev\u00e9e de Hp\/A signifie une section l\u00e9g\u00e8re avec beaucoup de surface expos\u00e9e par rapport \u00e0 son volume \u2014 elle chauffe rapidement, donc elle n\u00e9cessite plus de rev\u00eatement. Une faible Hp\/A indique une section lourde et compacte \u2014 elle met plus de temps \u00e0 chauffer, donc moins de rev\u00eatement est n\u00e9cessaire. C\u2019est l\u2019intuition.<\/p>\n\n\n\n Les unit\u00e9s sont m\u207b\u00b9. Les valeurs typiques dans la charpente m\u00e9tallique varient d\u2019environ 50 m\u207b\u00b9 pour une section de colonne tr\u00e8s lourde jusqu\u2019\u00e0 350 m\u207b\u00b9 ou plus pour une poutre l\u00e9g\u00e8re ou une section creuse.<\/p>\n\n\n\n Pour une section ouverte standard (poutre en I, colonne en H) expos\u00e9e au feu sur trois ou quatre c\u00f4t\u00e9s, le p\u00e9rim\u00e8tre chauff\u00e9 est simplement la somme des longueurs des faces expos\u00e9es. La surface de la section est prise dans les tableaux de sections en acier.<\/p>\n\n\n\n Pour une UC 254x254x89 expos\u00e9e sur quatre c\u00f4t\u00e9s, par exemple : vous prenez le p\u00e9rim\u00e8tre dans les tableaux de sections et le divisez par la surface de la section. L\u2019Institut de Construction en Acier (SCI) publie des valeurs Hp\/A pour les sections standard du Royaume-Uni et europ\u00e9ennes, et la plupart des logiciels de conception en acier majeurs le calculent automatiquement. Si vous travaillez \u00e0 partir de principes fondamentaux \u2014 ne le faites pas.<\/strong> Utilisez les tableaux de facteurs de section du fabricant ou les donn\u00e9es du SCI. Les erreurs de calcul manuel ici se r\u00e9percutent sur toute la sp\u00e9cification DFT.<\/p>\n\n\n\n Une chose \u00e0 savoir : si l\u2019acier est encadr\u00e9 (enferm\u00e9 dans un plafond suspendu, par exemple, avec le feu pouvant l\u2019atteindre d\u2019un seul c\u00f4t\u00e9), le p\u00e9rim\u00e8tre chauff\u00e9 change. Hp\/A diminue. Ce qui signifie que l\u2019\u00e9paisseur de rev\u00eatement requise diminue aussi. Toujours confirmer la condition d\u2019exposition avant de faire les calculs.<\/p>\n\n\n\n Le facteur de section seul ne vous donne pas une DFT. Vous avez aussi besoin de :<\/p>\n\n\n\n Cela provient du rapport d\u2019ing\u00e9nierie du feu structurel ou du r\u00e8glement du b\u00e2timent \u2014 pas du fabricant de rev\u00eatements, ni du hasard. Les \u00e9valuations courantes sont de 30, 60, 90 et 120 minutes. Parfois 180 minutes pour des structures tr\u00e8s critiques.<\/p>\n\n\n\n Plus la p\u00e9riode requise est longue, plus le rev\u00eatement doit \u00eatre \u00e9pais. En gros, passer de 60 \u00e0 90 minutes pourrait ajouter 30\u201350 mm \u00e0 la DFT requise selon la section. Passer \u00e0 120 minutes peut la doubler sur des sections l\u00e9g\u00e8res.<\/p>\n\n\n\n Il y a deux sc\u00e9narios principaux : cellulosique (la courbe de feu standard pour les b\u00e2timents, r\u00e9f\u00e9renc\u00e9e dans BS 476 Partie 20\/21 et EN 13501-2) et hydrocarbures (la courbe UL 1709 \u00e0 mont\u00e9e rapide utilis\u00e9e dans les applications p\u00e9trochimiques et offshore). Ce ne sont pas interchangeables.<\/strong> Un produit test\u00e9 uniquement selon BS 476 n'est pas valid\u00e9 pour le service UL 1709. En pratique, si vous sp\u00e9cifiez pour une raffinerie, une installation de GNL, ou tout ce qui est offshore, vous avez besoin de donn\u00e9es test\u00e9es selon UL 1709.<\/p>\n\n\n\n Pour en savoir plus sur la diff\u00e9rence entre ces deux normes, consultez notre Guide comparatif des normes de rev\u00eatement r\u00e9sistants au feu : UL 1709 vs BS 476<\/a> .<\/p>\n\n\n\n Il s'agit de la temp\u00e9rature \u00e0 laquelle la section d'acier perd suffisamment de r\u00e9sistance pour \u00e9chouer sous sa charge de conception. Pour l'acier structurel standard sous charge normale, c'est g\u00e9n\u00e9ralement 550\u00b0C. Mais pour des sections fortement charg\u00e9es \u2014 ou avec un taux d utilization \u00e9lev\u00e9 \u2014, la temp\u00e9rature critique peut \u00eatre inf\u00e9rieure. 500\u00b0C n'est pas rare. Si la temp\u00e9rature critique est plus basse, le rev\u00eatement doit fonctionner plus intens\u00e9ment pour maintenir l'acier en dessous, ce qui implique g\u00e9n\u00e9ralement une plus grande \u00e9paisseur.<\/p>\n\n\n\n La temp\u00e9rature critique est calcul\u00e9e par un ing\u00e9nieur en structures, et non choisie dans un tableau. Si vous ne l'avez pas, utilisez 550\u00b0C comme valeur par d\u00e9faut prudente \u2014 mais signalez cette hypoth\u00e8se dans la sp\u00e9cification.<\/p>\n\n\n\n Une fois que vous avez Hp\/A, la dur\u00e9e de r\u00e9sistance au feu, la courbe de feu, et la temp\u00e9rature critique, vous consultez le tableau certifi\u00e9 du fabricant de rev\u00eatements pour conna\u00eetre la DFT requise.<\/p>\n\n\n\n Ces tableaux sont sp\u00e9cifiques au produit. Ils sont issus de tests de r\u00e9sistance au feu effectu\u00e9s par un laboratoire accr\u00e9dit\u00e9 (Warrington Fire, Exova, Efectis \u2014 ce genre d\u2019\u00e9tablissement). Les certificats de test sont d\u00e9livr\u00e9s pour un produit sp\u00e9cifique, une gamme DFT sp\u00e9cifique, selon des facteurs de section pr\u00e9cis, pour une dur\u00e9e de r\u00e9sistance au feu sp\u00e9cifique. Vous ne pouvez pas m\u00e9langer les donn\u00e9es issues de tableaux de fabricants diff\u00e9rents.<\/p>\n\n\n\n La recherche s'effectue ainsi : trouvez votre ligne de facteur de section, trouvez votre colonne de dur\u00e9e de r\u00e9sistance au feu, et lisez la DFT requise. Simple en apparence \u2014 mais il y a un pi\u00e8ge. La plupart des tableaux sont con\u00e7us pour une temp\u00e9rature critique de 550\u00b0C. Si votre temp\u00e9rature critique est diff\u00e9rente, le fabricant doit fournir des donn\u00e9es corrig\u00e9es, ou l'ing\u00e9nieur en structures doit appliquer des facteurs de correction issus du code pertinent (EN 1993-1-2 \/ BS 5950-8 \u00e9tant les r\u00e9f\u00e9rences habituelles). Ne vous contentez pas d'utiliser le tableau standard sans v\u00e9rifier l'hypoth\u00e8se de temp\u00e9rature critique.<\/strong><\/p>\n\n\n\n Supposons que vous ayez une IPN 356x171x51 (poutre universelle), expos\u00e9e sur trois c\u00f4t\u00e9s (la bride inf\u00e9rieure en contact avec une dalle en b\u00e9ton), avec :<\/p>\n\n\n\n Vous consultez 210 m\u207b\u00b9 \/ 90 min dans le tableau du fabricant pour leur produit intumescent. Le tableau indique \u2014 disons \u2014 2,4 mm DFT minimum. C\u2019est votre objectif. En pratique, vous sp\u00e9cifieriez 2,4 mm minimum avec une tol\u00e9rance de 10%, et l\u2019inspection confirmerait qu\u2019aucune lecture unique ne tombe en dessous de 2,16 mm (90% de minimum).<\/p>\n\n\n\n Si la m\u00eame poutre \u00e9tait une UB 610x229x125 \u2014 une section beaucoup plus lourde \u2014 Hp\/A pourrait n\u2019\u00eatre que de 130 m\u207b\u00b9. La m\u00eame exigence cellulosique de 90 minutes pourrait n\u00e9cessiter seulement 1,5 mm. M\u00eame classement au feu, m\u00eame longueur de poutre visuellement, mais presque 40% de rev\u00eatement en moins.<\/p>\n\n\n\n \ud83d\udca1<\/em> C\u2019est exactement pourquoi appliquer une seule DFT sur l\u2019ensemble d\u2019un projet est incorrect. Diff\u00e9rentes sections ont r\u00e9ellement besoin d\u2019\u00e9paisseurs diff\u00e9rentes, et la sur-sp\u00e9cification sur les sections lourdes gaspille du mat\u00e9riau tandis que la sous-sp\u00e9cification sur les sections l\u00e9g\u00e8res constitue une violation du code.<\/em><\/p>\n\n\n\n Les chiffres ci-dessous sont illustratifs \u2014 bas\u00e9s sur des syst\u00e8mes intumescents \u00e0 film mince typiques pour une exposition au feu cellulosique \u00e0 550\u00b0C de temp\u00e9rature critique. Ne pas utiliser ces chiffres pour la sp\u00e9cification. Se r\u00e9f\u00e9rer toujours aux donn\u00e9es de test certifi\u00e9es du produit sp\u00e9cifique.<\/p>\n\n\n\n Pour les sc\u00e9narios d'incendie de hydrocarbures UL 1709, la DFT requise est g\u00e9n\u00e9ralement de 20 \u00e0 40 % sup\u00e9rieure \u00e0 celle du cellulosique pour des facteurs de section et des p\u00e9riodes d'incendie \u00e9quivalents \u2014 car la courbe hydrocarbure atteint 1 093\u00b0C en cinq minutes, contre une mont\u00e9e plus lente de la courbe cellulosique.<\/p>\n\n\n\n Calculer la DFT est une chose. S'assurer que le rev\u00eatement appliqu\u00e9 l'atteint r\u00e9ellement en est une autre.<\/p>\n\n\n\n L'intumescence en film mince est appliqu\u00e9e humide, et le rapport humide\/sec est important. La plupart des syst\u00e8mes ont une teneur en solides volumiques de 65 \u00e0 80 %, ce qui signifie que le film humide doit \u00eatre appliqu\u00e9 \u00e0 environ 1,3 \u00e0 1,5 fois la DFT cible pour obtenir l'\u00e9paisseur correcte une fois durcie. Des jauges d'\u00e9paisseur de film humide (WFT) sont utilis\u00e9es lors de l'application ; des jauges d'\u00e9paisseur de film sec (induction magn\u00e9tique, calibr\u00e9es sur le substrat en acier) confirment le r\u00e9sultat apr\u00e8s durcissement.<\/p>\n\n\n\n Le protocole d'inspection standard dans la plupart des projets au Royaume-Uni et en Europe suit BS EN ISO 19840<\/strong> \u2014 qui d\u00e9finit la fr\u00e9quence de mesure, les crit\u00e8res d'acceptation, et ce qu'il faut faire lorsque les lectures sont inf\u00e9rieures au minimum sp\u00e9cifi\u00e9. La r\u00e8gle de base : si moins de 20 % des lectures sont en dessous du minimum, une retouche est n\u00e9cessaire sur ces zones. Si plus de 20 % sont en dessous du minimum, vous avez un probl\u00e8me plus important et la sp\u00e9cification doit \u00eatre r\u00e9examin\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n Un probl\u00e8me pratique qui revient souvent : l'intumescence est difficile \u00e0 appliquer uniform\u00e9ment sur une g\u00e9om\u00e9trie complexe. Les connexions poutre\/colonne, les plaques d'extr\u00e9mit\u00e9 boulonn\u00e9es, les raidisseurs de nervure \u2014 ce sont les zones les plus susceptibles d'avoir des zones fines. La couche de stripe coating (une couche appliqu\u00e9e au pinceau ciblant sp\u00e9cifiquement les bords et les connexions avant la couche principale de pulv\u00e9risation) est g\u00e9n\u00e9ralement sp\u00e9cifi\u00e9e pour cette raison.<\/p>\n\n\n\n Quelques erreurs que nous voyons se r\u00e9p\u00e9ter dans la sp\u00e9cification et l'application de l'intumescence :<\/p>\n\n\n\n Utiliser une seule DFT pour tout le projet.<\/strong> C'est pratique administrativement mais techniquement incorrect. Une DFT uniforme sur-sp\u00e9cifie les sections lourdes (gaspillant du mat\u00e9riau et de l'argent) ou sous-sp\u00e9cifie les sections l\u00e9g\u00e8res (non-conformit\u00e9 au code). La bonne approche est un calendrier DFT section par section.<\/p>\n\n\n\n Ignorer le syst\u00e8me de primaire.<\/strong> Les rev\u00eatements intumescentes sont test\u00e9s et certifi\u00e9s comme un syst\u00e8me complet \u2014 primaire, intumescent, couche de finition. Remplacer la primaire par une alternative moins ch\u00e8re et vous avez rompu la certification. Le certificat de test devient invalide. Cela est \u00e9tonnamment courant dans les projets soumis \u00e0 des contraintes de co\u00fbts.<\/p>\n\n\n\n Appliquer une couche trop \u00e9paisse.<\/strong> Celui-ci surprend les gens. La plupart des syst\u00e8mes intumescent \u00e0 film mince ont une \u00e9paisseur de film sec (DFT) maximale pour une seule couche. La d\u00e9passer \u2014 en particulier dans les coins et les recesses o\u00f9 le rev\u00eatement a tendance \u00e0 s'accumuler \u2014 peut provoquer des fissures de boue lors du premier cycle thermique. Le rev\u00eatement se dilate toujours, mais le film fissur\u00e9 perd une partie de son efficacit\u00e9 isolante.<\/p>\n\n\n\n Ne pas v\u00e9rifier la fen\u00eatre de recouvrement.<\/strong> Si l\u2019intumescent est laiss\u00e9 trop longtemps avant la couche de finition (ou avant la prochaine couche d\u2019intumescent), la surface peut devenir trop dure pour adh\u00e9rer. La fiche technique du fabricant indique la fen\u00eatre de recouvrement \u2014 elle est g\u00e9n\u00e9ralement d\u00e9finie en heures \u00e0 une temp\u00e9rature donn\u00e9e, et elle se r\u00e9duit consid\u00e9rablement par temps chaud.<\/p>\n\n\n\n Non. Les donn\u00e9es de test incendie sont sp\u00e9cifiques au produit. Un tableau produit \u00e0 partir de tests sur le Produit A n\u2019est pas valable pour le Produit B \u2014 m\u00eame s\u2019ils semblent similaires, m\u00eame s\u2019ils sont tous deux \u2018intumescent \u00e0 film mince\u2019, m\u00eame s\u2019ils proviennent de la m\u00eame famille chimique. Si vous changez de fabricant en cours de projet, vous avez besoin de nouvelles donn\u00e9es certifi\u00e9es pour le nouveau produit avec les m\u00eames facteurs de section et p\u00e9riodes de r\u00e9sistance au feu.<\/p>\n\n\n\n L\u2019interpolation est g\u00e9n\u00e9ralement acceptable \u2014 la plupart des organismes de certification permettent une interpolation lin\u00e9aire entre des points de donn\u00e9es adjacents dans un tableau de test. Mais v\u00e9rifiez le certificat sp\u00e9cifique du produit et le code applicable (EN 13381-8 ou SCI P160 dans le contexte fran\u00e7ais). Certaines certifications permettent explicitement l\u2019interpolation ; d\u2019autres exigent d\u2019utiliser la valeur la plus conservatrice. En cas de doute, utilisez la valeur conservatrice et documentez l\u2019hypoth\u00e8se.<\/p>\n\n\n\n La couche de finition fait partie du syst\u00e8me certifi\u00e9 \u2014 mais elle affecte principalement la protection contre la corrosion et l\u2019esth\u00e9tique, pas la performance au feu, tant qu\u2019elle reste dans la plage d\u2019\u00e9paisseur DFT sp\u00e9cifi\u00e9e. Appliquer une couche de finition trop \u00e9paisse peut th\u00e9oriquement entraver l\u00e9g\u00e8rement l\u2019expansion de l\u2019intumescent, c\u2019est pourquoi la plupart des certifications limitent l\u2019\u00e9paisseur DFT de la couche de finition. Typiquement, 80\u2013100 \u00b5m de polyur\u00e9thane est la limite. V\u00e9rifiez le certificat sp\u00e9cifique.<\/p>\n\n\n\n Oui \u2014 et il est important de le signaler sp\u00e9cifiquement. Les sections creuses n\u2019ont pas acc\u00e8s \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur pour la protection incendie, donc l\u2019exposition au feu est uniquement ext\u00e9rieure. Mais le calcul du p\u00e9rim\u00e8tre chauff\u00e9 change selon que les extr\u00e9mit\u00e9s soient scell\u00e9es ou ouvertes. De plus, certains produits intumescent sont sp\u00e9cifiquement certifi\u00e9s pour les sections creuses, tandis que d\u2019autres ne le sont pas \u2014 le comportement d\u2019expansion du charbon \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur du profil creux diff\u00e8re de celui d\u2019une section ouverte. Toujours confirmer la certification de la section creuse avec le fabricant avant de sp\u00e9cifier.<\/p>\n\n\n\n Envoyez-nous votre planning d\u2019acier \u2014 dimensions des sections, conditions d\u2019exposition, p\u00e9riode de r\u00e9sistance au feu requise, et courbe de feu applicable \u2014 et nous pr\u00e9parerons une sp\u00e9cification DFT sp\u00e9cifique au projet sans frais. Nous fabriquons des syst\u00e8mes intumescent certifi\u00e9s pour 60, 90 et 120 minutes selon BS 476 Partie 21 et UL 1709, avec des certificats de test incendie tiers complets.<\/p>\n\n\n\n Lecture connexe qui pourrait \u00eatre utile :<\/p>\n\n\n\nComment calculer Hp\/A<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Les trois autres variables dont vous avez besoin<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n
1. La p\u00e9riode de r\u00e9sistance au feu requise<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n
2. La courbe de combustion<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n
3. La temp\u00e9rature critique de l\u2019acier<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Utilisation des tableaux DFT du fabricant<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Exemple de calcul<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n
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Plages indicatives de DFT par facteur de section et classement<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Facteur de section Hp\/A (m\u207b\u00b9)<\/strong><\/td> 60 min (cellulosique)<\/strong><\/td> 90 min (cellulosique)<\/strong><\/td> 120 min (cellulosique)<\/strong><\/td><\/tr> \u2264 100 (sections lourdes)<\/td> 0,5\u20130,9 mm<\/td> 0,8\u20131,4 mm<\/td> 1,2\u20132,0 mm<\/td><\/tr> 100\u2013150<\/td> 0,8\u20131,4 mm<\/td> 1,2\u20132,2 mm<\/td> 1,8\u20133,0 mm<\/td><\/tr> 150\u2013200<\/td> 1,2\u20132,0 mm<\/td> 1,8\u20133,0 mm<\/td> 2,5\u20134,0 mm<\/td><\/tr> 200\u2013250<\/td> 1,6\u20132,6 mm<\/td> 2,4\u20133,8 mm<\/td> 3,2\u20135,0 mm<\/td><\/tr> 250\u2013300 (sections l\u00e9g\u00e8res)<\/td> 2,0\u20133,2 mm<\/td> 3,0\u20134,8 mm<\/td> 4,0\u20136,0 mm+<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n Tol\u00e9rance d'application et inspection<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Erreurs courantes \u00e0 conna\u00eetre<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Quelques questions que l\u2019on nous pose<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Puis-je utiliser un tableau DFT d\u2019un fabricant avec un produit d\u2019un autre fabricant ?<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Que faire si mon facteur de section se situe entre deux valeurs du tableau ?<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Comment une couche de finition influence-t-elle la performance de l\u2019intumescent ?<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Les sections creuses (CHS\/RHS) n\u00e9cessitent-elles des calculs diff\u00e9rents ?<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Besoin d\u2019une sp\u00e9cification DFT pour votre projet ?<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n
\n