Sécurité incendie
Contenu :
- Cadre légal
- Développement d'un incendie
- Comportement de l'acier en cas d'incendie
- Evaluation de la sécurité incendie
- Eléments structurels
- Méthodes de calcul pour la résistance au feu
- Solutions en matière de sécurité incendie: mesures actives et passives
6. Méthodes de calcul pour la résistance au feu
Les Eurocodes donnent trois niveaux de complexité pour calculer la résistance au feu des constructions :
- tableaux et graphiques;
- méthodes de calcul simples;
- méthodes de calcul avancées.
Tableaux et graphiques
Quelques graphiques dérivés des méthodes de calcul simples des Eurocodes sont utilisés pour la construction en acier. Ainsi, une méthode graphique est reprise dans la publication n°89 du CECM ; elle permet de déterminer rapidement l’isolation nécessaire en fonction du taux de charge.
Aucun tableau n’est disponible pour la construction en acier. Il existe toutefois des tableaux donnant l’épaisseur de matériau isolant nécessaire en fonction du facteur de profilé et de la température critique..
Méthodes de calcul simples
Les Eurocodes donnent des règles de calcul simples pour déterminer la résistance au feu d’éléments de construction en acier. Tout d’abord, il faut déterminer la charge mécanique supposée présente en cas d’incendie (partie 1991-1-2). Ensuite, on peut déterminer la température critique sur la base de cette charge (partie 1993-1-2). Enfin, on peut déterminer, au moyen d’un tableau facile d’emploi, le délai pour atteindre cette température en fonction de l’isolation éventuellement présente.
Pour éviter tous les calculs à l’utilisateur, l’Université de Liège et l’Université d’Aveiro au Portugal ont développé le programme ELEFIR. Ce programme est disponible gratuitement et calcule la résistance au feu selon les règles des Eurocodes. Un must pour tout bureau d’études !
Modèles avancés
Ces modèles avancés désignent des modèles informatiques basés sur les lois physiques fondamentales. En général, il faut résoudre une ou plusieurs équations d’équilibre. Ces modèles permettent le calcul du comportement de la construction, par exemple par la méthode des éléments finis (FEM), mais aussi le calcul du déroulement de l’incendie naturel, par exemple avec OZone.
Grâce à la prévisibilité des constructions en acier, le comportement des structures portantes peut être déterminé de manière très fiable. Cette prévisibilité a été démontrée et largement validée dans les années 1990 sur la base d’essais au feu à grande échelle à Cardington. (FIRE SAFE DESIGN A new approach to multi-storey steel framed buildings).
Un calcul par modèle avancé prend plus de temps qu’une méthode de calcul simple, mais il permet d’avoir une meilleure compréhension du comportement de la structure. Ainsi, un modèle FEM ne calcule pas seulement si une construction cède, mais également les déformations qui s’y produisent. L’effet des déformations sur la redistribution des charges est rendu visible et on peut contrôler si la capacité de déformation de la structure est suffisante. Cela signifie que la structure doit parfois être renforcée, par rapport à une simple évaluation, puisque les modèles peuvent mettre au jour les points faibles. Mais on peut souvent réduire fortement les coûts puisque toutes les poutres ne doivent pas obligatoirement être isolées. Malgré les températures élevées dans les poutres non isolées, le plancher ne cède pas grâce à la redistribution des charges et l’action diaphragme du plancher. L’Université de Manchester a développé un programme, accompagné d’un manuel, pour concevoir le plancher.
Contrairement à l’Angleterre par exemple, ce genre de modèle n’est pas encore très répandu en Belgique. Cependant, ces modèles ont pris un grand essor ces dernières années à l’étranger ; ils permettent de concevoir les structures en acier avec un maximum de sécurité et d’économie.
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