Manuel de protection contre le feu de structures portantes (structures en bois) – Partie 3

Actualizado a fecha: 15 septembre, 2021

Contrairement à ce que l’on pourrait penser, les structures en bois possèdent quelques avantages face à d’autres matériaux comme le béton ou l’acier :

• Elles supportent mieux les hautes températures, sans dilatations importantes ni changements dans sa composition interne.
• Lorsqu’elles commencent à brûler il est possible de calculer la perte de section et le moment où elles vont s’effondrer, contrairement au béton et à l’acier qui ont un comportement imprévisible.

Ce comportement prévisible et régulier du bois en contact avec le feu nous donne deux solutions possibles pour le protéger en cas d’incendie :

• Augmenter sa section utile en fonction de sa vitesse de carbonatation pour que, malgré le fait qu’il commence à brûler, il maintienne sa section minimale efficace et reste capable de supporter les charges qui lui sont appliquées.

Il s’agit ici de calculer le moment où l’élément structurel s’effondrerait en fonction de la vitesse de perte de sa section par carbonatation.

Il faut partir de la température de combustion du bois, c’est-à-dire la température à laquelle il commence à brûler et carbonater. Elle dépend de beaucoup de facteurs, comme la densité, l’humidité, le type de bois, etc. mais en général nous contemplerons une température de 230ºC.

Le Code Technique du Bâtiment nous donne les suivantes indications selon les différents types de bois :

De manière générale, on considère qu’il faudra renforcer la structure pour faire face à une vitesse de perte de section utile de 0.7mm par minute. Pour augmenter la section, il ne faut considérer que les faces exposées au feu.

Pour l’exemple d’une poutre en bois exposée au feu sur trois faces, nous calculons d’abord la section minimale qu’elle doit avoir pour supporter les charges qui lui sont appliquées et nous calculons ensuite la section additionnelle qu’elle devra posséder pour supporter le temps d’exposition au feu en fonction de sa vitesse de carbonatation.

La section minimale serait a x b, mais pour que la poutre soit R-60 avec une vitesse de 0,7mm/minute, il faudrait que la poutre ait une section (a+42 mm) x (42+b+42 mm). En revanche, pour un pilier de la même section exposé au feu sur les 4 faces, il faudrait la section suivante : (42+a+42 mm) x (42+b+42 mm).

• Utilisation de Couches Protectrices : quand la protection par surdimensionnement n’est pas possible, il n’y a pas d’autre solution que de protéger la structure avec un produit ou une solution qui lui apporte une résistance au feu. Depuis le département R&D de Mercor Tecresa nous avons développé deux types de solutions :

1. Panneaux Tecbor en Oxyde de Magnésium et Silicate : Ces panneaux sont testés en tant que faux-plafonds (protection des poutres) ou cloisons verticales (protection des piliers) pour garantir l’isolation et l’intégrité de la structure en bois. Les panneaux sont testés pour ne pas dépasser les 140ºC. Or, comme nous l’avons vu précédemment, le bois ne commence à carbonater qu’au-delà des 200ºC. La capacité portante du bois reste donc intacte pendant l’incendie, évitant ainsi l’effondrement de la structure protégée.

1. Mortier Tecwool: Cette solution est la plus répandue car plus économique, bien qu’elle requière souvent une finition postérieure, contrairement au panneau Tecbor qui est lisse et peut être peint directement. Le mortier Tecwool a été testé pour la protection de plafonds soutenus par des poutres en bois avec une section minimale de 140 x 140 mm pour leur garantir 3 heures (180 min) de capacité portante à partir du moment où l’incendie se déclenche.

Il est habituel, surtout lors de travaux de rénovation, de rencontrer des structures en bois ou béton avec des renforts métalliques qui assument toute la capacité portante de la structure. Dans ce cas, il faut traiter l’élément de construction comme s’il s’agissait d’une structure métallique à part entière (voir post précédent).