Protection du béton contre les incendies dans les tunnels grâce aux Panneaux Tecbor®

Il est généralement supposé que le béton armé présente une résistance au feu très élevée. Ceci n’est vrai que dans pour des éléments de forte épaisseur et avec des épaisseurs de recouvrement également très élevées. Aujourd’hui, les constructions se basent sur les sections minimales recommandées par la norme et, dans certains cas, comme pour les tunnels, il est nécessaire de protéger le béton afin d’éviter tout risque d’écroulement en cas d’incendie.

Quelle réglementation devrions-nous respecter?

There is not a mandatory compliance regulation in Spain regarding the tunnels protection. We can just find CE recommendations to use other countries’ standards (France, Germany and Holland). It is the planner duty and decision to adapt the project to one of those fire protection regulations of structural elements (essentially, concrete), smoke evacuation systems, escaping routes, ets…

En Espagne, il n’existe pas de réglementation obligatoire à ce sujet, mais seulement les recommandations de l’UE qui stipule d’utiliser les règlementations obligatoires existantes dans les Etats membres tels que la France, l’Allemagne et les Pays-Bas. C’est ensuite de la responsabilité du responsable du projet de s’adapter à ces règles de protection au feu à la fois pour les éléments structurels (principalement le béton) mais aussi pour les systèmes de désenfumage, voies d’évacuation, etc.

Le problème est que les épaisseurs et les revêtements des armatures sont conformes au CTE, mais lorsqu’un incendie se développe dans les tunnels, à la fois de par les éléments combustibles impliqués (véhicules avec des réservoirs de carburant, camions avec des produits inflammables, camion-citerne pour le transport de carburant, etc.) mais aussi des caractéristiques du tunnel lui-même, cela se transforme en un vrai four. Cela signifie que des mesures spéciales doivent être adoptées pour la protection incendie du béton. La courbe de feu standard ISO utilisée dans la construction ici ne peut s’appliquer. D’autres pays qui comptent malheureusement de nombreux décès dus à des accidents dans les tunnels, utilisent des courbes de température beaucoup plus exigeantes. En Allemagne, on trouve la RABT/ZTV; en France, la HCM, qui correspond à la courbe Hydrocarbures multipliée par un facteur de 13/11 en raison du confinement spécial de l’incendie; aux Pays-Bas, le Rigswaterstaat ou RWS, qui est basé sur un test réel dans un tunnel soumis à un incendie d’un camion-citerne chargé de 50 000 litres de combustible pendant deux heures. Ce dernier est celui qui a la température la plus élevée : 1350º C.

L’effect spalling

Il existe un phénomène particulier qui se produit dans le béton lorsqu’il est soumis à une augmentation rapide de la température : l’effet SPALLING. Cet effet produit un écaillage important sur la partie du béton exposée au feu, et précède généralement une explosion projetant des morceaux de béton comme des éclats d’obus.

À une température d’environ 400 ° C, l’hydroxyde de calcium contenu dans le ciment du béton se déshydrate et produit de la vapeur d’eau selon la formule : Ca(OH)₂  –>CaO + H₂O

Cela produit, d’une part, la rupture des liaisons chimiques entre les molécules de ciment, ce qui entraîne une perte de résistance du ciment. D’autre part, de petites bulles d’eau se créent et se transforment en vapeur sur la partie exposée. La pression exercée sur le matériau est très importante et provoque son explosion, détachant des fragments dans un rayon proche de l’écaillage. Pendant de temps, les armatures en acier du béton sont elles aussi exposées au feu, ce qui diminue encore plus sa résistance.

Au sein du département R&D de mercor tecresa^®, nous travaillons et apportons des solutions à ce problème depuis de nombreuses années. Plusieurs solutions réalisées avec les Panneux Tecbor^® ont été testées en laboratoire et dans de véritables tunnels, pouvant garantir la résistance du béton pendant plus de 2 heures d’exposition au feu. Dans la plupart des tests, nous avons utilisé la courbe de feu hollandaise RWS pour sa température plus élevée et ainsi pouvoir couvrir les autres courbes utilisées dans les autres pays.

Une des solutions la plus utilisée est celle réalisée avec une Pannau Tecbor^® de 23 mm d’épaisseur pour atteindre deux heures de résistance au feu sous une courbe RWS fixée directement sur une dalle de béton de 120 mm. Cette plaque a également été testée en suspension, créant un faux plafond et donnant comme résultat 180 minutes de protection sous la même courbe RWS.