Comportement Du Beton Feu

7/31/2019 Comportement Du Beton Feu

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SCIENCE DES MATERIAUX

DE CONSTRUCTION

UNIVERSITE ABOUBEKR BELKAIDUNIVERSITE ABOUBEKR BELKAIDUNIVERSITE ABOUBEKR BELKAIDUNIVERSITE ABOUBEKR BELKAID

FACULTE DES SCIENCES DE LINGENIEUR

DEPARTEMENT DE GENIE CIVIL

Responsable: Dr. GHOMARI Fouad


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COMPORTEMENT AU FEU DU BETON.

Le feu est un phnomne qui occasionne chaque anne despertes importantes en vies humaines et en biens matriels.Les causes des incendies sont trs diverses, de limprudenceau court circuit. Aussi, le mode de construction des btiments,leur conception vis--vis de la propagation du feu et le choixdes matriaux sont trs importants dans la limitation des

consquences, notamment dans les immeubles collectifs, lestablissements recevant du public ou les tablissementsclasss.

La rglementation sest progressivement toffe pour fixeraujourdhui un ensemble dexigences portant sur laconception des btiments et sur le choix des matriaux, dontle comportement est mieux apprci grce lexprience

acquise lors dincendies rels et par des recherches enlaboratoire.


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Un incendie passe par quatre phases : allumage,dmarrage, dveloppement, extension du feu, avecventuellement embrasement gnral.

Lallumage, dorigine accidentelle ou malveillante, provientde lchauffement dune matire combustible au-del dela temprature critique, dite dallumage. Sauf, casparticulier, lallumage na pas de rapport avec le

btiment lui-mme.Dans la masse de dmarrage, il y a inflammation desmatriaux combustibles situs proximit immdiate dufoyer initial. Cette phase est fonction du volume du local, du

dbit doxygne, de la quantit de matires combustibles etde leur degr de raction au feu. Lorsque la quantitdoxygne est insuffisante dans un local confin, le feu peutsarrter de lui-mme.

DEVELOPPEMENT DU FEU.


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La prsence douverture vers lextrieur ou vers dautreslocaux provoque un coulement gazeux, avec stratificationdes gaz chauds et des fumes schappant par le haut, lair

frais entrant par le bas.

Lextension du feu correspond lentre en combustibledautres lments que ceux initialement allums.

La propagation du feu se fait par linflammation des ciblesexposes la chaleur du premier foyer, lorsque celles-ciatteignent leur tour la temprature dallumage. Au cours decette phase, les matriaux de revtement des murs et desplafonds sont les plus exposs et participent audveloppement du feu selon leur degr dinflammabilit.


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Lembrasement gnralis dun local correspond un

rgime stationnaire de combustion, qui ne dpend plusde la quantit de combustible et de la dimension desouvertures. Tous les matriaux thermodgradables

prsents entrent en combustion. Les flux thermiques etles dbits nergtiques engendrs deviennentdangereux pour lenvironnement du local sinistr, lafois pour les personnes et pour les biens matriels.

Cest ce stade quil est particulirement important que lesmatriaux utiliss pour les parois prsentent descaractristiques propres maintenir la stabilit de

louvrage ; dune part, et empcher le passage desflammes et de la fume, dautre part. La rsistance aufeu est la caractristique qui permet dapprcier lecomportement des matriaux face ces phnomnes.


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Ce critre qualifie de faon conventionnelle le matriau dupoint de vue de son inflammabilit et de son pouvoir

calorifique, c'est--dire de la quantit de chaleur quil estsusceptible de produire et qui alimente le dveloppementdu feu.

Les matriaux sont classs en cinq classes Mo M4 enfonction du temps dinflammation et du dbit calorifique.Certains matriaux, dont le pouvoir calorifique est nul ou trs

faible, sont par nature, classs Mo, cest le cas du bton.

REACTION AU FEU.


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Polyurthane, actates de

cellulose, polystyrnes,

ol th lnes carton.

Facilement

inflammable

M4

Bois rsineux, contreplaqu

non trait, feutre, laine,

matriaux de synthse,mthacrylates, certains PVC

et polystyrnes

Moyennement

inflammable

M3

PVC rigide, mthacrylate,certains bois

Production dechaleur

croissante de

M2

M4

+ chute de

gouttes

Difficilementinflammable

M2

Mousses phnoliques.

Matriaux ignifugs : bois,

PVC rigide, silicones

Pas de

production de

chaleur

notable

IninflammableM1

Bton, pltre, verre, terrecuite, amiante, mtaux, laines

minrales

Pouvoircalorifique


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La rglementation est base sur la conception de btimentssusceptibles dempcher la propagation dun incendie et qui

mnagent des cheminements dvacuation : cest le principede compartimentage des locaux.

Quelles soient porteuses ou non, les parois doivent doncconserver une rsistance mcanique assurant leur stabilit.

Elles doivent galement sopposer au passage de flammes etde fumes et de ne pas prsenter un chauffement excessifde la face non expose au foyer.

RESISTANCE AU FEU.

Ces critres ce sont ceux qui ont t retenus pour classer leslments de construction vis--vis de leur rsistance au feu.Les essais sont excuts sur des lments de constructionmis en uvre dans les conditions habituelles dutilisation, enfermant une face dun four.


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A lintrieur du four, lamonte en tempratureest assure de faonconventionnelle,

conformment unecourbe normalise ISO,cense se rapprocher de

celle correspondant audveloppement dun feurel. Mais, en fait, ellesen loigne sensiblement

du fait de lincidence de lamasse combustible, duvolume du local et desouvertures trs variables.


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Cet essai, bien que conventionnel, permet de classer leslments de construction suivant le temps pendant lequel ils

satisfont un ou plusieurs des critres suivants :

Stabilit au feu (SF) : conservation des caractristiquesmcaniques,

Etanchit aux flammes et aux gaz : non transmission desfumes et des gaz, Isolation thermique : temprature de la face non expose


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Pour certains lments de structure (poteaux, poutres), onconsidre gnralement le classement de stabilit au feu.Pour les murs et les planchers, on considre le plussouvent le classement coupe-feu.

Degr de rsistance au feu : 1/4h, 1/2h , 1h, 1h1/2, 2h, 3h, 4h, 6h.

Coupe-Feu (CF)

Pare-flammes (PF)

Stable au feu SF)

Isolation

thermique

Etanchit

aux flammeset aux gaz

Stabilit

mcanique

Critres satisfaireClassement


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Les impratifs de stabilit dun ouvrage en cas dincendie ontconduit prvoir le comportement des structures soumises auxeffets du feu.Les tempratures mesures dans le bton montrent leur rapidedcroissance en fonction de lloignement de la surfaceexpose au feu : aprs une heure dexposition : 500c 1,5cm

350c 3cm, 100c 7.5cm de profondeur.

Prvision du comportement des structures en bton.

Lorsque lon sait que le bton dispose encore de 50 60% desa capacit de rsistance 600c ce qui constitue u n

avantage par rapport lacier qui, cette temprature,prsente un affaiblissement de ses caractristiquesmcaniques de 75 80%- on peut en conclure que la stabilitdune structure est, dans la plupart des cas, assure pendant

une dure largement suffisante une intervention et lvacuation des occupants.


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Pour lensemble des ouvrages en bton arm, certaines rglesconstructives gnrales facilitent la conception de structures aptes satisfaire les critres dexigence de rsistance au feu et leur

confrent des degrs coupe-feu et stables au feu largementsuprieurs aux exigences de la plupart des btiments.

REGLES CONSTRUCTIVES.

Les joints de dilatation conus pour sopposer au passage desflammes et des gaz doivent tenir compte des variationsdimensionnelles provoques par llvation de temprature en casdincendie. Pour les planchers et les poutres, on a intrt assurer la

continuit de la transmission des efforts par des aciers dispossen partie suprieure, moins affecte en cas dincendie. Laugmentation de lenrobage des aciers est favorable lastabilit au feu : au-del dune certaine paisseur, lemploi dun

treillage de protection permet de sopposer lclatement dubton.


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Lvolution des tempratures lintrieur dun lment enbton, en fonction du temps, de lexposition au feu et sasection, conduit prconiser des sections de poteaux

croissant avec la dure de rsistance au feu envisage.On constate quavec des sections usuelles 20x20cm, lespoteaux exposs au feu sur une face sont stables au feupendant trois heures, ce qui est largement suprieur aux

exigences des btiments dhabitation et de la plupart desautres btiments.

Rgles concernant les poteaux.

262016141210Poteau expos au feu sur

une face

453630242015Poteau expos au feu surles quatre faces

4h3h2h1h1/21h1/2hRsistance au feu

Dimensions minimales dun poteau section carre (cot en cm) selon le degr de rsistance au feu,


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Les valeurs dpaisseur et denrobage dacier dun mur enbton arm en fonction de la rsistance au feu escompte

sont fournies par le tableau suivant :

Rgles concernant les murs porteurs.

764321Des aciers pris en compte

dans les calculs (cm0

252015131110Epaisseur du mur (en cm)

4h3h2h1h1/21h1/2hStabilit au feu

Les parois en maonnerie de blocs creux prsentent undegr stable au feu et par-flammes de 6 heures et undegr coupe-feu de 3 heures pour une paisseur de 15cm.


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Pour les dalles isostatiques de planchers, dont les armatures

au niveau des appuis sont prvus pour quilibrer les momentsde flexion, lpaisseur cumule de la dalle et de la chape doitrespecter les valeurs suivantes.

Rgles concernant les dalles pleines pour planchers.

17,51511976Epaisseur minimale (cm)

4h3h2h1h1/21h1/2hDure de rsistance au feu

Degr de rsistance au feu dune dalle plancher (aciers sur les appuis).


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En conclusion, le bton permet a ralisation dlments de

construction prsentant la rsistance au feu requise avecdes paisseurs courantes, sans surdimensionnement.Le bton est bien adapt aux exigences des immeubles degrande hauteur et des tablissements recevant du public o,

sous rserve dun enrobage correct des armatures, il assurelargement la rsistance exige pour les structures et pour lecompartimentage.

Il faut enfin souligner que si larglementation ne prend enconsidration que la protectiondes personnes, celle des biens,et donc des ouvrages, esttotalement dlaisse. Lesbtiments en bton aprs un

incendie, offrent lavantage dene pas seffondrer.


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Par des moyens simples (rparation du bton de surface parprojection), il est gnralement possible de les remettre en

tat, ce qui prend toute sa valeur dans le cas de btimentsindustriels, qui peuvent tre rapidement remis en service.

Documents

Comportement Du Beton Feu