3.3 Réaction au feu : normes, exigences, essais et résultats
3.3.3 Les Essais Euroclasses concernant la réaction au feu
3.3.3.1 Méthode d’essais Euroclasses pour la réaction au feu
Les différents essais pour un classement Euroclasses ont été décrits au 3.3.1. Nous avons vu que selon la classification attendue, tous les essais ne sont pas à passer.
Dans notre cas, la façade sera classée au mieux B, puisqu’elle n’est pas incombustible (classement A1 et A2). Les essais à réaliser sont donc :
L’essai d’allumabilité (EN ISO 11925-2) (AFNOR, Novembre 2002) L’essai SBI (EN 13823) (AFNOR, Décembre 2002)
Essai Allumabilité
L’essai d’allumabilité est assez proche du dispositif utilisé pour les essais d’orientation. Il consiste à mettre en contact la flamme d’un brûleur pendant une durée de 30 secondes sur la face et sur la tranche de l’échantillon. Il est ensuite observé s’il y a eu inflammation, si la flamme a atteint plus de 150mm de l’échantillon, et si le papier filtre situé au dessous de l’échantillon s’est enflammé.
148 Nous avons mené cet essai au CREPIM sur un assemblage Toile-Isolant-Toile sur 6 échantillons.
Essai SBI
L’essai SBI est à plus grande échelle. Il consiste à créer un angle avec les matériaux à tester et à mettre en fonctionnement un bruleur dans cet angle.
L’essai dure 20 minutes. Les valeurs suivantes sont mesurées au cours de l’essai :
Le dégagement de chaleur dégagée par la combustion de l’éprouvette (THR), et plus particulièrement le THR600s qui correspond au dégagement de chaleur pendant les 600 premières secondes de l’essai.
La valeur maximale du quotient de débit calorifique de l’éprouvette (FIGRA), et particulièrement les valeurs FIGRA0,2 MJ et FIGRA0,4 MJ qui correspondent à la valeur maximale du quotient calorifique quand le THR a dépassé respectivement les seuils de 0,2 MJ et 0,4 MJ.
Le SMOGRA qui est le taux de développement de fumée
La propagation latérale du front de flamme le long de la grande aile (LFS) On observe également s’il y a chute de gouttes enflammées.
La Figure 89 donne le schéma de montage de l’essai. L’essai a été réalisé deux fois au CREPIM. La première fois sur un complexage composé de la toile 1 en face extérieure, de l’isolant et de la toile 3 coté intérieur. La seconde sur un complexage composé de la toile 11 à l’extérieur, de l’isolant et de la toile 2 à l’intérieur.
Figure 89 : Schéma de montage de l'essai SBI
3.3.3.2 Résultats des essais Euroclasses de réaction au feu réalisés sur les panneaux Isolpac
149 Les résultats des essais d’allumabilité sont présentés dans les Tableau 35 et Tableau 36, respectivement pour une attaque sur le bord et sur la surface de l’échantillon. Pour chaque échantillon, il est noté s’il y a eu inflammation ou non, si la flamme s’est propagée à plus de 150mm et s’il y a eu inflammation du papier filtre au dessous de l’échantillon. Il est constaté que dans tous les cas, il y a eu inflammation mais la flamme ne s’est jamais propagée à plus de 150mm, et il n’y a pas eu non plus inflammation du papier filtre.
Echantillon 1 Echantillon 2 Echantillon 3
Inflammation OUI OUI OUI
La flamme atteint 150mm NON NON NON
Inflammation du papier filtre NON NON NON
Tableau 35 : Résultat des essais d'allumabilité (attaque sur le bord)
Echantillon 1 Echantillon 2 Echantillon 3
Inflammation OUI OUI OUI
La flamme atteint 150mm NON NON NON
Inflammation du papier filtre NON NON NON
Tableau 36 : Résultat des essais d'allumabilité (attaque sur la surface)
Ces résultats ne restreignent pas le classement. C'est-à-dire que le nouveau système peut toujours être classé au mieux B. En effet, si la flamme avait atteint 150mm, le nouveau système aurait pu au mieux être classé E, et encore en repassant l’essai avec une attaque de 15 secondes (contre 30 ici).
Par ailleurs, le fait que le papier filtre ne se soit pas enflammé permet encore au système d’être classé d0 ou d1. Si le papier s’était enflammé il aurait d’office été classé d2.
Cet essai ne permet donc pas à lui seul de classer un produit, mais est une première étape à franchir. Dans le cas d’Isolpac cet essai ne pose donc aucun problème.
Essai SBI
L’essai SBI a été réalisé sur deux versions de panneaux : la première version est composée de la toile 1 à l’extérieur, de l’isolant et de la toile 3 coté intérieur (configuration 1). La seconde est composée de la toile 11 à l’extérieur, de l’isolant et de la toile 2 à l’intérieur (configuration 2).
Les résultats sont donnés dans le Tableau 37 pour les deux configurations. De grandes différences dans les résultats sont constatées. Les valeurs de FIGRA0,2MJ et de FIGRA0,4MJ sont presque trois fois plus importantes dans la deuxième configuration que dans la première. A l’inverse, le SMOGRA, le THR600s et le TSP600s sont plus faibles dans la deuxième configuration. Le THR600s est notamment deux fois plus faible et le TSP600s trois fois plus faible. Par ailleurs, des chutes de débris sont présentes dans la configuration 1 et non dans la configuration 2.
150 Configuration 1 Configuration 2 FIGRA0,2MJ (W/s) 351.7 908.8 FIGRA0,4MJ (W/s) 351.7 825 SMOGRA (cm²/s²) 429.9 351.8 THR600s (MJ) 23.2 11.3 TSP600s (m²) 1551.8 479.8
Propagation jusqu’au bord NON NON
Chute de débris enflammés <10s OUI NON
Chute de débris enflammés >10s OUI NON
Apparition de flash NON NON
Chute de débris hors de la zone du bruleur OUI NON
Défaut de fixation de l’éprouvette NON NON
Déformation / Chute de l’éprouvette NON NON
Tableau 37 : Résultats de l'essai SBI pour deux configurations de panneau
La Figure 90 montre une photo prise à la fin de l’essai pour chacune des deux configurations. La quantité de matière brulée est bien plus importante dans la première configuration. En effet, la propagation a eu lieu presque jusqu’au bord de la grande aile, et a été jusqu’au sommet de l’éprouvette dans l’angle. Par ailleurs, les débris qui ont chuté au pied de l’éprouvette sont visibles sur la photo. A l’inverse dans la configuration 2 la propagation n’a pas dépassé le milieu de la grande aile et il y a encore de la matière en haut de l’éprouvette dans l’angle. Aucun débris n’est visible au sol sur la configuration 2.
Figure 90 : Photos des éprouvettes après l'essai SBI : à gauche la configuration 1, à droite la configuration 2.
151 Au vu des photos il est possible de penser que la deuxième configuration est plus performante en termes de réaction au feu. Pourtant, nous avons vu que les valeurs de FIGRA0,2MJ et de FIGRA0,4MJ sont presque trois fois plus importantes dans la deuxième configuration. Or ces valeurs sont déterminantes dans le classement des produits. Par conséquent la configuration 1 obtient un classement D, tandis que la configuration 2 obtient un classement E.
Concernant les gouttelettes, la configuration 1 serait au mieux classée d1, et la configuration 2 peut encore être classée d0.
L’explication du mauvais classement de la configuration 2 provient du fait que l’inflammation de l’éprouvette se fait de manière très rapide au démarrage de l’essai. Cette inflammation brusque produit une grande quantité de chaleur soudaine. C’est ce qui donne une importante valeur de FIGRA. La configuration semble ensuite très bien se comporter puisque très rapidement l’inflammation diminue et l’essai n’évolue presque plus une fois la zone autour du bruleur fondue. A l’inverse, dans la configuration 1 la combustion avait été plus lente, donc le pic de chaleur a été moins élevé. En revanche la combustion avait été plus longue et la quantité de matière brulée plus importante.
3.3.4 Perspectives concernant les essais de réaction au feu
Les deux essais SBI, s’ils n’ont pas été concluants, nous ont permis de mieux comprendre le comportement au feu un peu particulier de nos matériaux.
Les pistes d’améliorations de la réaction au feu des panneaux sont les suivantes :
de l’éthanol a été utilisé pour nettoyer les toiles. C’était plusieurs mois avant l’essai et par conséquent l’éthanol s’est probablement évaporé. Mais il est possible de se demander s’il n’a pas tout de même pénétré les fibres et contribué à ce que l’inflammation soit si rapide.
Un « effet cheminée » se crée lors de l’inflammation. Cela signifie qu’une poche d’air apparaît pendant la combustion entre la toile et l’isolant. Le feu ayant besoin d’air pour persister, il est clair que cette effet est défavorable à la bonne réaction au feu du nouveau système. Une solution sera par conséquent testée : coller la toile à l’isolant. La contribution du Velcro n’est pas facilement identifiable. Afin de la déterminer plus précisément, un prototype sans velcro sera soumis à l’essai.
La toile extérieure très fine ne parvient pas à ralentir la fonte de l’isolant. Une toile qui réagit moins au feu ou plus épaisse pourrait être une solution.
Trois essais SBI sont programmés afin de mieux comprendre le comportement de nos panneaux :
Une configuration où les toiles et l’isolant seront collés Une configuration sans velcro
Une configuration en remplaçant les toiles par de la toile M0 (mais cette toile ne répond pas aux autres critères du cahier des charges).
Ces essais nous permettront d’orienter les recherches futures en vue d’obtenir un bon classement au feu des panneaux. Ils seront réalisés après la fin de la thèse.
152