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RÉSUMÉ
Cet article explore en profondeur les divers aspects de la résistance au feu des structures en acier et mixtes (acier-béton). Il souligne que la performance de l'acier se dégrade sous l'effet de la chaleur et que plusieurs facteurs, tels que la durée de l'exposition au feu et les charges appliquées, influencent cette performance. Des solutions pour améliorer la résistance au feu sont également discutées, y compris l'utilisation de barrières isolantes et de peintures intumescentes. L'article aborde les normes et méthodes de calcul, notamment les Eurocodes 3 et 4 et la norme ISO-834, et propose des méthodes modernes comme les simulations numériques pour évaluer la résistance au feu.
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Thibault FOURCADE : Ingénieur
INTRODUCTION
Dans un contexte où les incendies de structures représentent un risque majeur pour la sécurité des personnes et des biens, il est crucial de comprendre les facteurs qui influencent la résistance au feu des matériaux de construction, en particulier l’acier. Cet article se propose d’examiner les multiples facettes de la résistance au feu des structures en acier et mixtes (acier-béton), en abordant des sujets tels que l’impact de la chaleur sur les propriétés de l’acier, les normes réglementaires et les méthodes modernes d’évaluation comme les simulations numériques.
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Comportement de l’acier au feu
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2. Facteurs influant sur la stabilité des éléments
La résilience d’une structure face à un incendie est conditionnée par une série de facteurs cruciaux. Il est primordial de les considérer de manière holistique pour garantir une performance optimale en cas d’incendie. Les éléments clefs sont :
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durée et sévérité de l'incendie : l’ampleur de l’exposition au feu, tant en matière de temps que d’intensité, peut considérablement affecter la performance structurelle ; des incendies à faible intensité mais de longue durée peuvent être aussi dommageables que des incendies de courte durée mais très intenses ;
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type de système structurel et charges imposées : le comportement d’une structure en cas d’incendie varie en fonction du système structurel adopté, qu’il soit isostatique (simplement appuyé) ou hyperstatique (indéterminé) ; de plus, les charges permanentes et variables exercées sur la structure modulent la réaction de celle-ci face au feu ;
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résistance intrinsèque des éléments structurels : les propriétés mécaniques et thermiques des matériaux constituant les éléments d’ossature (comme les poutres, les colonnes, etc.) jouent un rôle fondamental ; le choix des matériaux, leur épaisseur et le mode de connexion peuvent significativement influencer la stabilité de la structure en cas d’incendie.
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La durée et la sévérité de l’incendie sont des facteurs cruciaux qui affectent la résistance structurelle. Plus l’intensité du feu est élevée et/ou la durée d’exposition longue, plus le risque pour la structure augmente.
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Le type de système structurel, qu’il soit isostatique ou hyperstatique, ainsi que les charges appliquées à la structure, ont un impact direct sur sa performance en cas d’incendie. Les structures hyperstatiques peuvent offrir une meilleure répartition des charges, mais elles sont généralement plus complexes à analyser.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CARVEL (R.) - L’ingénierie de la sécurité incendie : Structures en acier et béton. - Éditions Eyrolles (2012).
-
(2) - DUPONT (V.) - Résistance des matériaux pour le BTP. - Éditions du Moniteur (2015).
-
(3) - PIERRE (J.) - Introduction aux Eurocodes : Conception des structures en acier. - Dunod (2018).
-
(4) - MARTIN (P.-O.) - Incendie et structures : Calcul selon les Eurocodes. - Éditions du Moniteur (2017).
NORMES
-
Eurocode 3 – Calcul des structures en acier – Partie 1-2 : Règles générales – Calcul du comportement au feu. - NF EN 1993-1-2 - 2005
-
Eurocode 4 – Calcul des structures mixtes acier-béton – Partie 1-2 : Règles générales – Calcul du comportement au feu. - NF EN 1994-1-2 - 2005
-
Essais pour mesurer les performances des éléments de construction en cas d'incendie – Partie 8 : Protection appliquée aux éléments de structure en acier. - NF EN 13381-8 - 2013
-
Produits laminés à chaud d'acier de construction – Conditions techniques de livraison. - NF A 36-205 - 2003
-
Essais au feu – Partie 1 : Généralités. - NF EN 1363-1 - 2012
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