Matériaux et éléments de construction face au feu

1 Le bois

Le comportement du bois face au feu dépend de ses dimensions, de son essence et de son taux d'humidité (selon le cours). Un bois dur et dense (chêne) s'enflamme plus difficilement qu'un bois tendre (sapin).

• Selon le cours, jusqu'à 100 °C : vapeur d'eau. De 100 à 275 °C : CO2, CO, acide pyroligneux, bois brun. Vers 275 °C : inflammation (distillation des gaz). Au-delà de 450 °C : hydrogène et hydrocarbures, résidu de charbon de bois lui-même combustible ; combustion à 1 000-1 300 °C.
• Pouvoir calorifique : 4 000 à 4 500 kcal/kg, soit 16,7 à 18,8 MJ/kg.
• Lamellé-collé : pièces pleines collées à chaud, fils parallèles, grande portée, très bonne stabilité au feu ; cité par CO 13 parmi les matériaux de toiture pouvant être dispensés d'exigence de stabilité au feu, sous conditions.
• Ignifugation : phosphates ammoniacaux, borates, silicates (un fongicide ou un insecticide n'ignifuge pas).

2 Le métal (fer, acier)

Le métal est incombustible mais très conducteur : il s'échauffe vite et perd sa résistance bien avant de fondre. Sa température critique, au-delà de laquelle la structure ne remplit plus sa fonction, se situe selon le produit entre 400 et 800 °C.

Protections thermiques : enrobage (béton, mortier de ciment, plâtre, vermiculite), flocage, peintures et enduits intumescents (ils gonflent en « meringue » isolante), écrans, arrosage. Galvanisation et peinture antirouille protègent de la corrosion, pas de la chaleur.

3 Béton, plâtre, argile, verre

• Béton : liant (ciment), agrégats (sable, graviers) et eau. M0, très peu conducteur, bon coupe-feu. Au-delà de 300 °C il se dégrade et sa résistance mécanique diminue très progressivement.
• Plâtre : libère de la vapeur d'eau qui absorbe des calories ; mauvais conducteur, excellent protecteur de structures.
• Argile cuite : la résistance à la chaleur croît avec la température de cuisson.
• Matériaux minéraux en général : incombustibles, mais fissures ou éclatements sous l'effet des différences de température.
• Ouate de verre : piège à chaleur et à gaz de distillation, risque de flash-over.

Le verre est M0 mais de faible résistance au feu (très sensible aux variations brusques de température) : déformation dès 700-800 °C, fusion vers 1 400 °C selon le cours. Ne pas confondre :

En couverture, il faut éviter la chute d'éléments verriers sur le public : verre armé, trempé ou feuilleté, ou grillage de mailles de 30 mm maximum sous un verre mince (CO 18). La protection de la toiture contre un feu extérieur n'est plus exigée au-delà de 12 m du voisin (CO 17).

4 Les matières plastiques

• Deux familles : thermoplastiques (plasticité qui augmente avec la température) et thermodurcissables (plasticité qui diminue).
• Avantages : légèreté, résistance à la corrosion, pouvoir isolant, mise en œuvre facile (polystyrène expansé : environ 100 fois l'isolation de la pierre, selon le cours). Inconvénients : très combustibles, déformation à la chaleur.
• Gaz de combustion : CO, CO2, acide chlorhydrique (HCl), gaz cyanhydriques (HCN), oxydes d'azote, propénaldéhyde, formaldéhyde.
• Polystyrène : très inflammable, fumée noire épaisse, gouttes enflammées. PVC rigide : peu inflammable. PVC à la combustion : odeur acide et piquante.

5 Éléments de structure et IGH

• Fondations : transmettent au sol les charges permanentes, les charges d'exploitation et les surcharges climatiques.
• Élément principal : sa ruine a une incidence sur la stabilité du reste de la structure ; sinon il est secondaire.
• Murs de façade : à la périphérie ; murs de refend : intérieurs, appui intermédiaire des planchers ; plancher : élément porteur horizontal séparant deux niveaux.
• Cloisons : carreaux ou plaques de plâtre, béton cellulaire, briques, parpaings…

Autres principes IGH : évacuation par 2 escaliers au moins, source électrique autonome, non-stop des ascenseurs, sas étanches et désenfumables. Pour les ERP : évacuation rapide, limitation de la propagation, accessibilité des secours.

★ À retenir

• Bois : comportement selon essence, dimensions et humidité ; inflammation vers 275 °C ; 16,7 à 18,8 MJ/kg.
• Métal incombustible mais conducteur : température critique 400 à 800 °C, bien avant la fusion.
• Protéger le métal = enrobage, flocage, intumescent, écrans ; pas galvanisation ni antirouille.
• Béton M0, mauvais conducteur ; plâtre : la vapeur d'eau absorbe les calories.
• Verre M0 mais fragile aux chocs thermiques ; armé, trempé et feuilleté sont trois choses différentes.
• Plastiques : thermoplastiques / thermodurcissables ; HCl et HCN dans les fumées.
• IGH : compartiments CF 2 h, 75 m et 2 500 m² au plus, volume de protection de 8 m.

📖 CO 13, CO 17, CO 18 — arrêté du 25 juin 1980 modifié, consultable dans le règlement ERP du site.