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RÉSUMÉ
Le comportement au feu des câbles électriques est crucial pour la sécurité des infrastructures modernes. L’article aborde la problématique de la propagation rapide des flammes et l’émission de fumées toxiques par les câbles en cas d’incendie. Il présente d’abord la phénoménologie des feux de câbles, puis analyse les systèmes de classification européens et leurs méthodes d’essai pour évaluer la réaction et la résistance au feu. Enfin, il discute des applications spécifiques par domaine, soulignant l’importance des solutions de protection pour réduire les risques.
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Éric GUILLAUME : Directeur général - Efectis, Saint-Aubin, France
INTRODUCTION
Le comportement au feu des câbles est essentiel pour la sécurité incendie des infrastructures modernes. En cas d’incendie, les câbles peuvent propager l’incendie rapidement et dégager des fumées toxiques, compliquant ainsi l’évacuation et l’intervention des secours. En outre, ces câbles peuvent avoir une fonctionnalité essentielle qu’il convient de préserver le plus longtemps possible. Sont concernés les câbles d’alimentation, de commande et de communication, mais aussi les fibres optiques. Comprendre et maîtriser ce comportement est donc crucial pour minimiser les risques et protéger les vies humaines et les biens.
Lorsqu’un incendie se déclare, la température ambiante augmente rapidement, entraînant la décomposition thermique des matériaux de câblage. Cette décomposition libère des gaz inflammables, qui s’enflamment et contribuent à la propagation du feu. Les câbles en polymère dégagent des fumées denses et toxiques, ce qui complique l’évacuation des occupants et l’intervention des services de secours. De plus, de par leur fonctionnalité et leur géométrie, les câbles permettent des transferts verticaux et horizontaux de l’incendie, notamment en traversant les parois. La phénoménologie des feux de câbles inclut donc l’ignition, la propagation des flammes, et l’émission de chaleur, de fumées et de produits de combustion toxiques, mais aussi l’interaction avec divers systèmes tels que les calfeutrements de traversées.
Deux concepts clés dans l’étude du comportement au feu des câbles sont la réaction au feu et la résistance au feu. La réaction au feu se réfère à la capacité d’un matériau à contribuer à l’embrasement et à la propagation de l’incendie. Les câbles peuvent être classés selon leur inflammabilité, la vitesse de propagation des flammes, et la quantité de chaleur et de fumée qu’ils émettent. En Europe, la classification des câbles en termes de réaction au feu est normalisée par le Règlement produits de construction (RPC), qui inclut des essais spécifiques pour évaluer ces caractéristiques.
La résistance au feu concerne la capacité d’un système de câbles à maintenir son intégrité et ses fonctions pendant une période donnée sous des conditions de feu. Cela inclut la capacité à continuer de transmettre l’électricité ou les signaux dans des conditions de feu extrême, crucial pour les systèmes de sécurité incendie tels que les machines de ventilation, les alarmes et l’éclairage de secours. Il est important de différencier le comportement au feu des câbles seuls de celui des systèmes de câbles complets. Un système de câbles intègre non seulement les câbles, mais aussi les chemins de câbles, le supportage et éventuellement des dispositifs de protection supplémentaires (par exemple enrubannage, caniveaux dédiés, etc.). Ces composants peuvent influencer significativement le comportement global au feu. Par exemple, un chemin de câbles protégé ou encoffré peut retarder l’atteinte de températures critiques. Les normes de sécurité incendie prennent donc en compte cette complexité en exigeant des tests de résistance au feu sur des systèmes complets plutôt que sur des câbles isolés.
L’objectif de cet article est de fournir une analyse approfondie du comportement au feu des câbles électriques, en mettant en avant les évolutions des normes et méthodes d’essai européennes. Il vise à éclairer les professionnels sur les enjeux de sécurité associés aux câbles, notamment dans un contexte technico-économique marqué par des réglementations de plus en plus strictes et une demande croissante de performance et de durabilité des matériaux. L’article adopte un angle technico-pratique, proposant des solutions pour optimiser la sécurité incendie des infrastructures tout en répondant aux exigences réglementaires.
MOTS-CLÉS
Réglementation Sécurité incendie Matériel électrique Câbles de puissance et de communication Fibres optiques Comportement au feu des câbles Normalisation
DOI (Digital Object Identifier)
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2. Réaction au feu des câbles
2.1 Ancien système français
La norme NF C32-070 établit les principes de classification des câbles selon leur comportement au feu, incluant les classements C1 et C2. Les câbles de la catégorie C1 doivent démontrer une résistance supérieure à la propagation de la flamme et ne doivent pas dégager de produits volatils inflammables en quantité suffisante pour créer un foyer secondaire. Ils doivent réussir des essais spécifiques, incluant un test de flamme vertical sur câble isolé (essai n° 1) et un essai supplémentaire (essai n° 2) utilisant un four cylindrique et un faisceau de câbles. Dans ce dernier, les câbles sont exposés à une température élevée dans un four cylindrique surmonté d’une cheminée, et la partie de l’éprouvette située au-delà de l’extrémité supérieure de la cheminée ne doit présenter aucune trace de combustion visible. Les câbles de la catégorie C2 doivent démontrer une capacité à ne pas propager les flammes lorsqu’ils sont isolés (essai n°1 uniquement). Les critères sont basés sur la propagation vers le haut et vers le bas. Les câbles qui échouent à cet essai sont classés C3. L’essai n° 1 de la norme NF C32-070 correspond aujourd’hui à l’essai décrit dans les normes IEC/EN 60332-1-2 et IEC/EN 60695-2-4/1 (anciennement NF EN 50265-2-1 et NF EN 50265-1).
Depuis l’avènement du système européen (voir section 2.2 et tableau 8) et du marquage CE des câbles, ce classement est en voie de disparition. Toutefois, il est encore largement référencé dans de nombreux textes. Ainsi, un tableau de transposition a été établi (arrêté du 21 juillet 1994 modifié) pour traduire une exigence formulée en C1-C2 en euroclasse acceptable et uniquement de cette manière. Cette transposition est conventionnelle et ne constitue pas une équivalence de performance. Ainsi, de manière simplifiée et en faisant abstraction du système de suivi des performances, un câble classé...
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Réaction au feu des câbles
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - NUREG/CR-6384 - Literature Review of Environmental Qualification of Safety-Related Electric Cables - (NUREG/CR-6384) https://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/nuregs/contract/cr6384/index.html
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(2) - NUREG/CR-7010 - Cable Heat Release, Ignition, and Spread in Tray Installations During Fire (CHRISTIFIRE), Phase 1: Horizontal Trays - (NUREG/CR-7010, Volume 1) https://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/nuregs/contract/cr7010/v1/index.html
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(3) - ORGANISATION FOR ECONOMIC CO-OPERATION AND DEVELOPMENT (OECD) NUCLEAR ENERGY AGENCY (NEA), COMMITTEE ON THE SAFETY OF NUCLEAR INSTALLATIONS (CSNI) - OECD FIRE Database. - Version : OECD FIRE DB 2014:2, Paris, France, proprietary, for members only.
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(4) - WERNER (W.), ANGNER (A.), ROWEKAM (M.) et al - The OECD fire database – Conclusion from phase 2 and outlook. - 11th International seminar on fire Safety, Helsinki, Finland (2009).
-
(5) - ORGANISATION DE COOPÉRATION ET DE DÉVELOPPEMENT ÉCONOMIQUES (OCDE) - Propagation d’un incendie pour des scénarios multilocaux élémentaires. - PRISME...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Conducteurs et câbles isolés pour installations – Essais de classification des conducteurs et câbles du point de vue de leur comportement au feu. - NF C32-070 - 2001
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Tests on electric and optical fibre cables under fire conditions – Part 1-1: test for vertical flame propagation for a single insulated wire or cable – Apparatus. - IEC/EN 60332-1-1 - 2015
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Tests on electric and optical fibre cables under fire conditions – Part 1-2: test for vertical flame propagation for a single insulated wire or cable –Procedure for 1 kW pre-mixed flame. - IEC/EN 60332-1-2 - 2005
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Essais relatifs aux risques du feu – Partie 2 : méthodes d’essai – Section 4/feuille 1 : flamme d’essai à prémélange de 1 kW nominal et guide [annulée]. - IEC/EN 60695-2-4-1 - 1991
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Méthodes d’essai communes aux câbles soumis au feu – Essai de résistance à la propagation verticale de la flamme sur un conducteur ou câble isolé – Partie 2-1 : procédures – Flamme de type à prémélange 1 kW [annulée]. - NF EN 50265-2-1 - 1999
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Méthodes d’essai communes aux câbles...
ANNEXES
Arrêté du 21 juillet 1994 modifié portant classification et attestation de conformité du comportement au feu des conducteurs et câbles électriques, et agrément des laboratoires d’essais.
Arrêté du 15 octobre 2014 modifiant l’arrêté du 21 juillet 1994 portant classification et attestation de conformité du comportement au feu des conducteurs et câbles électriques, et agrément des laboratoires d’essais, et fixant les modalités transitoires d’utilisation des classes européennes de réaction au feu. JORF n° 0250 du 28 octobre 2014.
Regulation (EU) n° 305/2011 of the European Parliament and of the Council of 9 march 2011 laying down harmonised conditions for the marketing of construction products and repealing Council Directive 89/106/EEC.
Commission Decision of 12 may 2011 on the procedure for attesting the conformity of construction products pursuant to Article 20(2) of Council Directive 89/106/EEC as regards power, control and communication cables
Règlement délégué (UE) 2016/364 de la Commission du 1er juillet 2015 relatif à la classification des caractéristiques de réaction au feu des produits de construction en vertu du règlement (UE) n° 305/2011 du Parlement européen et du Conseil.
Règlement délégué (UE) 2024/1681 de la Commission du 6 mars 2024 complétant le règlement (UE) n° 305/2011 du Parlement européen et...
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