Les Ossatures en Acier

LES OSSATURES EN ACIER1. NOTIONS FONDAMENTALES..................................................................................................................................2 1.1. Quelques notions historiques : ..........................................................................................................................2 1.2. Les principes mcaniques ...................................................................................................................................2 LES PRINCIPAUX TYPES D'ORGANISATIONS STRUCTURELLES...................................................................2 2.1. Les systmes portiques ou arcs ......................................................................................................................2 2.2. Les systmes poteaux poutres ...........................................................................................................................3 2.3. Les Structures Spaciales......................................................................................................................................4 LES ELEMENTS DE CHARPENTES...........................................................................................................................4 3.1. Les lments simples :..........................................................................................................................................4 3.2. Les PRS : ................................................................................................................................................................4 3.3. Les Elmnts Plans...............................................................................................................................................4 3.4. Les Structures Tridimensionnelles :...................................................................................................................5 3.5. Elments divers :...................................................................................................................................................6 LES ASSEMBLAGES ....................................................................................................................................................6 4.1. Les assemblages rivets :....................................................................................................................................6 4.2. Les assemblages boulonns :.............................................................................................................................7 4.3. Les assemblages souds :...................................................................................................................................7 4.4. Les assemblages par axe :....................................................................................................................................8 LES PLANCHERS SUR BACS ACIER........................................................................................................................9 LES PLANCHERS MIXTES .........................................................................................................................................9 LE COMPORTEMENT AU FEU................................................................................................................................10 7.1. Gnralits ...........................................................................................................................................................10 7.2. Les barrires thermiques....................................................................................................................................10 7.3. Les protections actives......................................................................................................................................11

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1. NOTIONS FONDAMENTALES 1.1. Quelques notions historiques :L'apparition de l'acier en construction est concomitante au dveloppement de l'industrie de l'acier. On a donc observ une explosion de l'emploi de l'acier partir du 19eme sicle au cours duquel les hauts fourneaux fournissent en quantit importante un produit de relativement bonne qualit. Quelques dates : - 1884 Le viaduc de Garabit - 1889 : la tour Eiffel - 1889 La Galerie des Machines Paris 1890 environ : La reconstruction de Chicago aprs l'incendie. Mise en oeuvre des mthodes de protection contre le feu des structures aciers des btiments. 1929 32 : Maison de verre de Pierre Chareau.

- 1976 Le centre Beaubourg. - 1991 L'aroport de Stansted par Foster.

1.2. Les principes mcaniquesLe fonctionnement mcanique des ossatures en acier ne diffre en rien, quant aux principes fondamentaux, du fonctionnemment de n'importe quelle ossature. Les lments flchis sont toujours flchis, les comprims, comprims... etc. Toutefois, on relvera que certaines diffrences de nature de matriaux induisent des diffrences de comportement ou de potentiel de fonctionnement. On notera tout particulirement : - L'acier est un matriau homogne et isotrope. - Sa limite lastique (traction ou compression) est nettement plus leve que celle du bton. Les aciers de construction courants ont une limite lastique de 2400 daN/cm pouvant atteindre 3600 daN/cm. - Sa densit est leve (7,6) - Diffrents modes d'assemblages sont possibles offrant une grande libert de conception.

2. LES PRINCIPAUX TYPES D'ORGANISATIONS STRUCTURELLESOn retiendra trois organisations principales ; Les sytmes portiques ou arcs, les ossatures poteaux poutres et les structures spatiales.

2.1. Les systmes portiques ou arcsDans ces systmes structuraux, toutes les charges sont ramenes sur des lments plans disposs paralllement.M35 2001-2002 construction chapitre 6 OSSATURE ACIER page 2

Ces lments sont, soit des portiques, soit des arcs. D'une manire gnrale, lorsqu'il s'agit de porter des planchers, on utilise plus facilement des portiques qui offrent, par leur traverse, un lment plan et horizontal propice l'appui des lments de planchers. Attention diffrencier le type de structure du mode de construction. Un arc peut tre constitu d'un profil simple ou d'un treillis plan ou spacial sans que cela change le principe de son comportement en grand. Les diffrents types de portiques vous sont connus. Ils sont rpartis en deux groupes; encastrs ou articuls en pied. La consquence du dplacement de l'encastrement est une rpartition diffrente des moments et donc un dplacement de la matire (l'articulation en pied permet un affinage du pied de bquille). Se sont des systmes hyperstatiques. Il existe des portiques trois articulations (articulation au centre de la traverse). Cette articulation supplmentaire ramne le portique dans le domaine isostatique. Le systme portiques est dclin l'infini dans la plupart des constructions industrielles. On peut galement construire des portiques plusieurs tages et traves multiples. Les ossatures mtalliques d'immeubles sont souvent traites ainsi. Le systme de portique ou d'arc est autostable dans son plan (il ne ncessite pas de contreventement dans le plan du portique) mais doit tre contrevent transversalement. Ce contreventement est organis autour d'une ou plusieurs pales de stabilit et des pannes sablires (ou autre lment similaire) qui permettent le transit des efforts vers la zone stable.

2.2. Les systmes poteaux poutresIl s'agit du systme le plus simple dans lequel on appuie directement sur les ttes de porteaux, des poutres qui reoivent redirigent les efforts. Ces btiments sont donc constitus d'une structure linaire verticale recevant, sans encastrement, une structure linaire horizontale. Les lments horizontaux fonctionnent, de manire gnrale, suivant un schma de poutre sur deux appuis. Ils sont ncessairement plus rsistants que leur homologues des portiques qui bnficient de l'encastrement sur la bquille (rduction du moment en trave induite par l'effet de l'encastrement aux appuis). Par contre, les poteaux sont moins sollicits et ne travaillent qu'en compression (avec la sujtion de flambement). Ces structures ne sont stables dans aucune des deux directions horizontales. Elles doivent tre contreventes dans les deux directions. Elles prsentent l'avantage de faciliter les liaisons entre la poutre et le poteau (simple articulation), et permettent d'obtenir des poteaux fins (pas de moment dans le poteau). - Exemple : Centre Beaubourg dans lequel les poteaux extrieurs reoivent les grandes poutres sur une articulation quilibre par le tirant vertical via la "gerberette". Ce btiment est contrevent par des X dans les deux directions principales.


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2.3. Les Structures SpacialesIl s'agit de structures dans lesquelles l'organisation de la matire s'opre dans les trois directions. Le systme d'ossature comprend une certaine quantit de matire organise de manire occuper un volume suprieur son volume propre. Les caractristiques gomtriques d'inerties sont donc amliores par rapport l'utilisation classique. Ce type de structures offre des possibilits de franchissements trs importants (100 m voire plus) et permet de gagner de la porte dans les deux directions lors de la mise en oeuvre de nappes. Nous allons revenir sur ces lments. La ralisation des ces structures complexes passe par l'utilisation de sous-ensembles plus simples que nous appellerons les "lments de charpentes".

3. LES ELEMENTS DE CHARPENTESTous ces lments peuvent tre utiliss simplement ou combins entre-eux pour former une structure plus complexe.

3.1. Les lments simples :Les ouvrages de charpentes complexes peuvent tre raliss au moyen d'lments trs simples (Tour Eiffel avec de la cornire). On trouve, dans le commerce, des lments prfabriqus regroups sous l'appellation PCC (profils courants du commerce). Les plus connus sont les profils lamins chaud dans lesquels on retrouve les clbres IPE. De nombreuses formes et dimensions de profils permettent de traiter un grand nombre de cas courants.

3.2. Les PRS :Il s'agit des Profils Reconstitus Souds obtenus par assemblage par mcano-soudure d'lments divers (en gnral des plats). Cette technique est employe pour obtenir des profils sortant de la gamme des PCC (trs grands I par exemple), ou des profils prsentant une forme particulire (poutre inertie variable). Ces PRS peuvent tre me pleine ou ajoure pour une recherche de gain de poids. Beaucoup de portiques sont raliss avec des PRS. Sujetions principale des PRS : Le voilement et le dversement de l'me. Rponse : Epaississement de l'me Raidissement par goussets Raidissement par ondulations.

3.3. Les Elmnts PlansIl s'agit d'une application directe de la recherche de rigidit en rationnalisant les poids.


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Le thorme de Huygens nous enseigne que l'inertie d'une section par rapport un axe quelconque croit comme le carr de la distance entre l'axe et le CdG de la section. (I = I0 + S x d) La Poutre Treillis : La recherche de l'loignement de la matire par rapport l'axe neutre (qui s'exprime, au dpart, par la gomtrie du profil en I) amne, en allgeant l'me du I au concept de la poutre treillis. C'est l'archtype de la structure plane. Dans celle-ci, les diagonales et traverses maintiennent de la matire loigne de l'axe neutre. Les efforts transitent par les barres, des points d'application, vers les points d'appui. Chaque barre doit donc tre vrifie par les procds de calcul des lments en treillis (le plus connu tant les pures de Crmona). La ruine de ce type de poutre intervient en gnral par flambement d'une diagonale, rupture d'un noeud ou dversement gnral. Cette poutre est trs rigide dans son plan. Elle ne l'est pas hors du plan. La forme du treillis dtermine la dnomination prcise de la poutre (poutre en N Pratt, en V Neuville, en croix Warren...). Terminologie : Membrure (basse, haute), Montant, Diagonale (cf lexique) Suivant l'organisation du treillis, les diagonales et montants travaillent diffremment (traction compression). On signale, pour mmoire, la poutre chelle, qui est l'expression la plus simple de la poutre treillis dans laquelle les montants sont comprims. L'essentiel consiste en la recherche d'une inertie maximale avec un poids minimum. On remarque qu'historiquement, la poutre treillis a t extrmement utilise. Cette utilisation a t facilite par la matrise de la technique d'assemblage par rivets.

3.4. Les Structures Tridimensionnelles :La poutre tridimensionnelle : La poutre treillis permet d'obtenir de l'inertie dans un plan, la poutre tridimensionnelle dans deux plans. Pour rpondre des cas de charges ncessitant une grande raideur dans les deux directions ou pour permettre d'augmenter l'inertie verticale sans engendrer de dversement, on a dvelopp le concept de la poutre tridi, qui prsente une stabilit parfaite. La terminologie est la mme que pour les poutres planes Les portes potentielles de ces lments dpassent 100 m. C'est le symbole de l'architecture hi-tech des annes 70 80. Nappes : La nappe la plus simple est constitue d'un rseau de poutres simples, disposes en gnrale de faon orthogonale et reposant sur des appuis disposs en rives. Lorsque les appuis forment un carr, les efforts sont galement rpartis dans la nappe dans les deux directions.


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Pour augmenter la capacit de la nappe, on peut remplacer les poutres simples par des poutres planes ou tridimensionnelles. On obtient alors une nappe spaciale apte reprendre des efforts importants dans toutes les directions. Le potentiel de franchissement de ces ouvrages atteint facilement 60 80 m.

3.5. Elments divers :- Gousset - Platine - Fourrure - Sommier cf lexique

4. LES ASSEMBLAGESOn dispose de quatre types d'assemblages : -1- L'assemblage rivet. -2- L'assemblage boulonn. -3- L'assemblage soud. -4- L'assemblage par axe. Il faut noter que la configuration de l'assemblage dfini la condition de liaison (encastrement ou articulation simple ou rotule). Remarque sur la spcificit des assemblages en construction mtallique : Lorsque nous avons voqu les ossatures en bton arm, nous n'avons pas isol la question des assemblages. La technique de mise en oeuvre du bton arm favorise essentiellement la ralisation d'assemblages rigides et la matire a tendance masquer l'organisation mcanique relle. Au contraire, la construction mtallique impose d'identifier les conditions de liaison entre lments, ainsi que l'organisation de ces liaisons dans le cadre du fonctionnement mcanique de la construction. On retiendra en premier lieu qu'un neud de charpente mtallique est pratiquement toujours pur; c'est dire que les divers composants du noeud sont agencs de faon ce que leurs axes neutres se rejoignent au "point d'pure du noeud". Le dspurage des noeuds engendre des contraintes secondaires trs nfastes. La recherche de l'pure confre aux noeuds de charpente leur caractre soign et expressif, quelle que soit la technique d'assemblage utilise.

4.1. Les assemblages rivets :Le rivet est une pice mtallique constitue d'un corps (le collet) et d'une tte qui est mise en place dans un percement et dont l'extrmit est ensuite mate du cot oppos la tte afin de relier deux pices ayant un contact plan. L'effet de liaison s'opre du fait de l'impossibilit de la tte du rivet ou de la partie mate de passer travers le trou. Par ailleurs, le matage du rivet induit un effet de serrement qui plaque les deux pices relier l'une contre l'autre.M35 2001-2002 construction chapitre 6 OSSATURE ACIER page 6

Ce type de liaison a t longtemps le seul moyen d'assemblage disponible avant l'apparition de la boulonnerie de haute qualit et de la soudure. On notera que la mthode de mise en oeuvre rend difficile la ralisation d'encastrement. Compte tenu des diamtres maxima pouvant tre mis en oeuvre et de la relativement faible force de serrage dveloppe par chaque rivet, les assemblages comptent un nombre important de rivets, ce qui confre un aspect particulier ces ouvrages. Aujourd'hui, le rivetage n'est plus utilis en dehors de la restauration des ouvrages anciens ou dans le cadre d'une utlisation des fins esthtiques.

4.2. Les assemblages boulonns :C'est un des deux modes d'assemblage modernes qui sont universellement utiliss de nos jours. Constitution d'un boulon : - Vis, Ecrou, Rondelle. La boulonnerie est devenue trs performante dans la deuxime moiti du 20 eme sicle, notamment avec l'apparition des boulons "H.R." (haute rsistance). Ce sont des boulons qui possdent des caractristiques mcaniques leves permettant un serrage efficace. Ce serrage provoque, l'intrieur de l'assemblage, un tat de prcontrainte (tension dans le boulon, pression entre les pices relies). L'effort de serrage induit par les boulons est suffisamment important pour gnrer des forces de frottement entre les pices serres. Ces forces de frottement s'opposent aux efforts de glissement entre les deux pices. Le cisaillement est, dans ce cadre, repris, non pas par le boulon, mais par le frottement entre les deux pices. Ce fonctionnement autorise la mise en oeuvre d'assemblages entre pices trs fortement sollicites. Des efforts de plusieurs dizaines de tonnes transitent dans les assemblages boulonns. L'assemblage boulonn est aisment mis en oeuvre sur chantier et facilite la fabrication en atelier des lments d'ossature. Il convient parfaitement bien aux lments prvus pour tre dmontables, mais les assemblages boulonns ne sont pas considrs comme provisoires et interviennent galement dans les structures dfinitives. On notera que ce type d'assemblage est aisment contrlable (par cl dynamomtrique). Enfin, les assemblages boulonns ont un comportement favorable en cas de sollicitations de type sismique. L'elasticit de ces assemblages vite en partie la concentration des contraintes aux noeuds. L'tude du comportement de la structure sous sollicitation sismique prend en compte de nombreux facteurs parmis lesquels on trouve le facteur d'lasticit aux noeuds qui varie suivant le mode d'assemblage retenu (rigidit maximum avec la soudure, meilleures lasticit avec le boulonnage). L'organisation spaciale des noeuds impose de prendre des dispositions favorisant la mise en oeuvre. En particulier, il est souvent intressant de reporter les lments d'assemblage quelque distance de l'pure du noeud. On ralise dans ce cas une "pice de noeud" comportant des dparts vers les barres qui doivent arriver au noeud -des moignons-. Ces moignons portent en bout des platines de liaison sur lesquelles on fixera les lments de structure.

4.3. Les assemblages souds :La soudure s'est gnralise il y relativement peu de temps pour deux raisons principales : . Son utlisation ncessite une source lectrique puissante et rgulireM35 2001-2002 construction chapitre 6 OSSATURE ACIER page 7

. Les aciers doivent avoir une composition chimique permettant la soudure, ce qui n'tait pas le cas des aciers anciens. La mthode de soudure permet de constituer un assemblage par continuit de matire. En effet, la soudure consiste en la mise en place, par lvation de temprature, d'un bain de mtal en fusion qui s'unit aux pices relier. L'chauffement est obtenu par cration d'un arc lectrique entre une lectrode mtallique et les pices souder. La qualit du mtal d'apport est toujours suprieure celle des aciers souder. La technique de soudure est riche de nombreux dtails (type et dimensions des cordons, organisation du joint, qualit du mtal d'apport...) et permet des interventions efficaces dans la quasi-totalit des cas. La soudure se pratique prfrentiellement en atelier, avec du matriel lourd (soudure semi-automatique) permettant la ralisation de cordons trs rguliers et de qualit parfaite. Elle peut galement se pratiquer sur chantier au moyen de postes lgers. Les conditions de mise en oeuvre tant moins bonnes, le risque de malfaon est plus important. Au titre des malfaons les plus courantes, on relvera les points suivants : . Effet de "collage" par dfaut de soudure en profondeur (mauvaise distance lectrode - mtal). Dans ce cas, les pices semblent fixes, mais la liaison n'est pas une liaison coeur, c'est un simple collage qui n'offre aucune rsistance. . Effet de bullage du cordon (inclusion de laitier dans le cordon). . Mauvais tat de surface des pices souder (prsence de corps gras). . Baguettes dfectueuses (baguettes humides ou trop vielles, inadquation entre le mtal d'apport et le mtal des pices souder...) Contrle : Le contrle des soudures s'effectue par radiographie. Il est trs performant, mais relativement onreux. L'aspect visuel d'une soudure ne renseigne que trs partiellement sur la qualit relle de la soudure. Il convient, pour en apprcier la qualit, de conduire une auscultation en profondeur pour dterminer le niveau de liaison coeur. A noter qu'une soudure ne se meule jamais. On retiendra, en premire approximation, qu'un cordon de soudure de taille classique (4 mm) reliant deux pices et subissant une traction, prsente une rsistance de l'ordre de 1000 1500 daN/cm linaire de cordon. Cette valeur illustre les capacits mcaniques trs leves de la soudure. La soudure entre deux pices est une des solutions pour obtenir un encastrement. - Aspect sismique : Comme on l'a dj voqu, l'assemblage soud, du fait de sa rigidit, prsente une raction aux sollicitations sismiques qui n'est pas favorable. Le coefficient d'amortissement dans le cas des soudures est en effet plus faible que pour des assemblages boulonns.

4.4. Les assemblages par axe :On l'a vu, l'ossature mtallique favorise l'expression des concepts fondamentaux de la statique. On observe trs frquemment des constructions qui expriment de faon explicite, par exemple, le cheminement des efforts dans les contreventements (on pense notamment aux X de contreventementM35 2001-2002 construction chapitre 6 OSSATURE ACIER page 8

du centre Beaubourg). Au niveau des assemblages, cette remarque prend une dimension toute particulire. Le traitement des diffrentes conditions d'appui amne des formes adaptes qui favorisent la lecture de l'organisation mcanique. A ce titre, l'assemblage par axe est une illustration parfaite de l'expression de la ralit mcanique. L'assemblage par axe est la parfaite expression de l'articulation. Terminologie : - Axe - Goupille - Flasque - Cadenne

cf lexique

On remarquera que l'axe travaille en cisaillement pur dans la mesure o les flasques de la cadenne sont suffisamment rapprochs pour viter la flexion dans l'axe. L'assemblage par axe permet un montage ais. Il se dcline toutes les chelles et autorise le passage de fortes charges.

5. LES PLANCHERS SUR BACS ACIERIl s'agit du mode de plancher le plus couramment associ aux ossatures mtalliques. Le principe est de runir, dans un seul produit, les fonctions de coffrage et d'armature de dalle (un peu linstar de la prdalle). On utilise une tle largement nervure et garnie de reliefs qui assurent l'adhrence entre le bton et la tle, et l'on coule une dalle collaborante sur la tle. Le couple acier bton joue de manire traditionnelle, mais avec l'acier situ en dehors de la dalle. Ces planchers ont un sens de porte unique, donn par la direction des ondes (sens parrallle aux ondes). Les deux rives latrales ne sont pas sollicites. Les paisseurs courantes de ces dalles sont comprises entre 11 et 20 cm pour des portes de 2,5 4,5 m environ et des charges pouvant atteindre 1000 daN/m. Le principe de ces dalles offre une grande facilit de mise en oeuvre (en dehors des sujtions d'taiement) et en permet l'utilisation dans de nombreux cas. Les dcoupes sont aises et la manutention des bacs est facile. On notera que, trs rapidement, l'espacement des porteurs conduit l'apparition d'une sensation d'lasiticit parfois dsagrable, et que, d'une manire gnrale, on prfre rapprocher les lments supports et en diminuer la taille unitaire, ce qui permet d'viter l'aparition de ce phnomne. Dans ces planchers, comme pour des planchers bois, on parlera de solives pour les poutres perpendiculaires au sens de porte. Remarque sur le positionnement des bacs sur les solives : Dans le cas ou les solives sont des IPE ou des H, afin de gagner en paisseur, on peut positionner le bac sur un profil-cale install dans la hauteur de l'me du profil. La cale est appuye sur l'aile basse et la hauteur est choisie pour amener la surface brut de dalle de plancher au niveau souhait. Une partie de la hauteur du profil de solive est ainsi noye dans la dalle. Cette organisation interdit par contre la prise en compte d'une continuit sur appui dans le calcul des dalles.

6. LES PLANCHERS MIXTESLa recherche de raideur et de rsistance conduit associer deux matriaux dans la constitution d'un plancher. Le plancher sur bac collaborant est le premier pas dans ce domaine. Il s'agit simplement de la mise en oeuvre des principes de base de la RDM dans la recherche de l'inertie maximum dans le cadre d'une configuration donne. On est ainsi parvenu au concept de "planchers connects".M35 2001-2002 construction chapitre 6 OSSATURE ACIER page 9

Ces planchers sont constitus d'une dalle lie son ossature support par des connecteurs. La solidarisation des deux groupes d'lments permet de considrer la totalit du montage comme un profil unique, et de ce fait d'augmenter considrablement l'inertie de l'ensemble (application du thorme de Huygens). Toute la difficult rside dans le calcul des connecteurs et des contraintes engendres par la liaison dans la dalle de bton (il s'agit de contrainte de cisaillement pur). La mthode est trs efficace et permet, en premire approximation, de gagner au moins une classe sur le dimensionnement des profils de support (par exemple de passer de solives en IPE 300 IPE 270). Ceci reprsente un gain gomtrique (paisseur du plancher) mais surtout un gain de poids. On notera que cette technique a t exporte aux planchers sur ossature bois et qu'elle offre de grandes possibilits dans le cadre de la rnovation.

7. LE COMPORTEMENT AU FEU 7.1. GnralitsIl s'agit bien videmment du principal problme rgler dans le cadre de l'utilisation de l'acier dans la construction. On a vu que l'acier perd ses proprits mcaniques lorsqu'on le chauffe. Il convient donc de prserver les pices de structure de l'lvation de temprature. Deux pistes sont explores : - Ralisation d'une barrire entre les pices acier et les sources potentielles. - Protection active avec, dans certain cas, amlioration de la dtection et de l'information des personnes.

7.2. Les barrires thermiquesLa coupure thermique est obtenue par mise en oeuvre d'un matriau non thermiquement conducteur entre le lieu de l'chauffement et la pice protger.

7.2.1. La peinture intumescenteIl s'agit du premier degr de protection. On applique, sur la pice protger, une peinture ayant des proprits de rflexion de la chaleur. Cette peinture retarde, un peu, l'lvation de la temprature de la pice en acier. Les stabilits au feu escomptes avec la peinture intumescente sont de l'ordre du quart d'heure, et, de plus en plus, cette technique est abandonne du fait de sa f ible efficacit, et surtout du caractre a alatoire de celle-ci.

7.2.2. Le flocageSolution trs frquemment adopte, le flocage consiste en la projection, sur les pices mtalliques, d'un matriau fibreux (autrefois charg en amiante et aujourd'hui remplac par un matriau dpourvu d'amiante) qui isole thermiquement la pice mtallique. Cette projection se fait la lance (propulsion l'air). Elle est rapide et relativement peu onreuse. Les degrs de stabilit au feu obtenus atteignent 2 heures. Les entreprises de flocage dlivrent des certificats aprs ralisation de la protection qui garantissent au concepteur l'efficacit de la protection.


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On notera deux difficults dans l'utilisation du flocage : - Esthtique. Ce procd n'est valable que dans les parties caches (sauf crer un lment de masquage spcifique. - Durabilit de la protection, surtout dans le cadre des interventions des corps d'tats de second oeuvre (plombier, electricien...) qui endommagent trs frquemment la couche en ralisant leurs propres travaux. On signalera galement au mme titre, la protection par application de pltre, directement sur la pice proteger. Cette technique, trs employe avant l'apparittion du flocage, est en perte de vitesse actuellement. Elle prsente l'avantage d'offrir une excellente durabilit de la protection.

7.2.3. L'encoffrementIl s'agit d'une dclinaison de la technique d'isolement par barrire. On ralise cet isolement par mise en oeuvre d'un coffre en matriaux non-conducteurs. En gnral, on utilise des plaques de pltre sur carton spciales, offrant un degr coupe feu (placoflam par exemple). Les dtails de mise en oeuvre doivent satisfaire quelques exigences, notamment en ce qui concerne les accessoires de montage des plaques qui ne doivent pas constituer des ponts thermiques (agraphes "clipfeu"). Une variante de ce principe est offerte par les faux plafonds coupe-feu qui, par nature, constituent une barrire entre les lments situs au-dessus et le local infrieur.

7.2.4. Variante du flocage, les systmes de projection de matriaux spciauxIl s'agit de la mise en oeuvre d'une gangue de protection des lments sensibles par projection d'un produit spcial base de fibres de cramique (kaowool), masqu ensuite par un habillage spar de la guange par une lame d'air. Ce systme a t dvelopp par Foster la Hong Kong Bank, et une variante (doublage des poteaux par une gangue de Glass Renforced Cement) a t mise en oeuvre sur le chantier de l'aroport du Kansa (R. Piano). Sur ces ralisations, on se reportera aux publications d'tudes de ces ouvrages.

7.2.5. Le cas particulier des planchers sur bacs collaborantsLa stabilit au feu du plancher sur bacs mtalliques collaborants peut tre obtenue (sous rserve de l'accord du fabriquant) par mise en oeuvre d'un ferraillage secondaire suffisamment loign de la face infrieure des bacs pour tre protg par l'enrobage bton. Ce ferraillage est donc surabondant en configuration normale (hors sinistre) et prend le relais du bac lors de sa disparition durant le sinistre. Un calcul spcifique " chaud" doit tre conduit pour dterminer la position et la section d'acier rajouter pour obtenir la stabilit souhaite. Cette disposition est particulirement intressante car elle dispense du flocage systmatique de la sous-face des bacs (inesthtique et relativement onreux) ou du doublage par faux plafond coupe feu (cher).

7.3. Les protections actives Le sprinklageLe principe du sprinklage est de refroidir les pices protger par projection, lors de l'incendie, d'eau sous pression afin de crer une athmosphre humide qui abaisse la temprature. Les sprinklers sont rpartis sur toute la surface protger au rythme de 1/10 m environ. Ils sont constitus d'un orifice avec collerette de dispersion. L'orifice est bouch en priode normale par une ampoule remplie de liquide thermodilatable qui clate, sans aucune intervention, lors de l'lvation de laM35 2001-2002 construction chapitre 6 OSSATURE ACIER page 11

temprature. Le rseau d'alimentation est prvu pour fonctionner de faon autonome sans recours au courant lectrique. Le rseau est aliment par une ou plusieurs bches qui distribuent l'eau de faon gravitaire et maintiennent une pression permanente dans les tuyaux. On est familiaris avec ce systme qui est trs largement employ dans les ERP. On notera toutefois, la lumire de lanalyse des causes de leffondrement des Twins Towers, que lors de sinistres impliquant des hydrocarbures, la projection deau nest pas une rponse judicieuse.

7.3.1. La Dtection IncendieDans certains cas, la mise en place d'une dtection incendie peut suffire la protection du public. Il s'agit, entre autres, de certaines charpentes de couverture. Toutefois, cette solution ne peut tre envisage que dans des cas bien prcis dont l'numration ne rentre pas dans le cadre du prsent cours.


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