L'acier est un matériau de construction incombustible, résistant aux séismes et à la flexion. En pratique, il permet non seulement d'accroître la capacité portante des bâtiments, mais aussi de répondre aux exigences esthétiques de l'architecture et d'éviter les défauts du béton et d'autres matériaux rigides. C'est pourquoi l'acier est privilégié dans le secteur de la construction. Bâtiments de plain-pied, immeubles, gratte-ciel, usines, entrepôts, salles d'attente, halls d'accueil, etc., sont tous construits en acier. Cependant, en tant que matériau de construction, l'acier présente des faiblesses inhérentes en matière de protection contre l'incendie. Ses propriétés mécaniques, telles que la limite d'élasticité, la résistance à la traction et le module d'élasticité, chutent brutalement avec l'augmentation de la température. Une structure en acier perd généralement sa capacité portante entre 450 et 650 °C, et une déformation importante se produit, entraînant la flexion des poteaux et des poutres. De ce fait, la structure devient inutilisable en raison de cette déformation excessive. La limite de résistance au feu est d'environ 15 minutes. Cette durée dépend également de la vitesse d'absorption de la chaleur par l'élément.
Afin de pallier les lacunes en matière de protection contre l'incendie destructure en acierDans la pratique, un traitement de protection contre l'incendie est indispensable pour les structures métalliques, afin d'accroître leur résistance au feu jusqu'aux limites spécifiées dans le cahier des charges. Différentes mesures permettent d'éviter un échauffement rapide, source de déformation et d'effondrement en cas d'incendie. L'essentiel est d'adapter la méthode à chaque situation : on peut par exemple utiliser des matériaux isolants et réfractaires pour bloquer les flammes ou brûler directement la structure afin de ralentir la propagation de la chaleur. Ce traitement retarde l'élévation de température et l'affaiblissement de la résistance de la structure. Le principe reste le même quelle que soit la méthode employée. Les mesures de protection contre l'incendie pour différents types de structures métalliques sont présentées ci-dessous.
1. Revêtement extérieur. Il s'agit d'ajouter un revêtement extérieur à la surface de la structure métallique. Ce revêtement peut être coulé en place ou projeté. Le revêtement en béton coulé en place est généralement armé d'un treillis métallique ou de barres d'acier afin de limiter les fissures de retrait et de maintenir la résistance de la structure. La méthode de projection consiste à appliquer un enduit de sable sur la surface de la structure métallique directement sur le chantier pour former une couche protectrice. Cet enduit peut être composé de mortier de chaux, de ciment ou de gypse, ou encore mélangé à de la perlite ou de l'amiante. Par ailleurs, le revêtement extérieur peut également être réalisé sous forme de panneaux préfabriqués en perlite, amiante, gypse, ciment d'amiante ou béton léger, fixés à la structure métallique par collage, clouage et boulonnage.
2. Structure à double enveloppe (remplissage d'eau). Remplir d'eau la structure métallique creuse constitue la protection la plus efficace contre l'incendie. Cette méthode permet de maintenir la structure métallique à une température basse en cas d'incendie, et l'eau circule à l'intérieur, absorbant la chaleur dégagée par le matériau. L'eau chaude peut être recirculée après refroidissement, ou bien de l'eau froide peut être introduite pour la remplacer.
3. Blindage. La structure métallique est intégrée à un mur ou un plafond en matériaux réfractaires, ou bien ses composants sont insérés dans l'espace entre deux murs. La protection contre l'incendie est ainsi assurée par l'ajout minimal, voire nul, de matériaux réfractaires. Il s'agit d'une des méthodes de protection incendie les plus économiques.
4. Matériau de dilatation. Un revêtement ignifuge est appliqué sur la structure métallique pour protéger les composants. Cette méthode offre d'excellentes performances en matière de résistance au feu et d'isolation thermique, et sa mise en œuvre n'est pas limitée par la géométrie de la structure métallique. Elle fait partie des techniques modernes de prévention des incendies.
Actuellement, les immeubles de grande hauteur à structure métallique, notamment les gratte-ciel, sont de plus en plus nombreux et font un usage intensif de ce matériau. En cas d'incendie dans un tel bâtiment, il est extrêmement difficile d'éteindre le feu rapidement. Il est donc impératif de renforcer la résistance au feu des matériaux de construction dès la conception et d'élaborer des plans d'intervention d'urgence afin de limiter les pertes humaines et matérielles.
Date de publication : 14 août 2023