Choisir l’acier

Si l’acier possède des qualités essentielles face au feu, les acteurs de la filière se mobilisent depuis des décennies pour améliorer en continu et maîtriser le comportement au feu des composants et des systèmes de construction.

Aucune autre industrie du secteur de la construction n’a autant investi pour analyser, connaître, comprendre, améliorer en continu et maîtriser le comportement au feu des composants, solutions et systèmes de construction. De nombreuses possibilités s’offrent au concepteur grâce aux qualités du matériau : incombustible, il ne participe pas au développement du feu. Étanche aux gaz et aux flammes, il contribue à la retenue des fumées mortelles. Résistant, homogène, ses performances peuvent être garanties à haute ou très haute température moyennant une protection adéquate. Réversible, il est le seul matériau structurel à pouvoir retrouver ses capacités d’origine, en phase de refroidissement. Cette exception permet aux pompiers et experts de travailler en toute sécurité. L’acier répond donc aux exigences posées par les différentes réglementations de sécurité, quelle que soit leur origine.

Pour assurer la sécurité vis-à-vis du risque incendie, l’acier est partout présent. Extincteurs, réseaux de sprinklers, détecteurs de fumée et alarmes, portes coupe-feu, moyens d’alertes des centres de secours sont autant de mesures actives destinées à avertir ou circonscrire un début d’incendie. Le cantonnement, le compartimentage, et tous les moyens de protection des structures (encoffrement, flocage, peinture intumescente ou mixité des matériaux) permettent à leur tour de retarder échauffement et propagation du feu.

Depuis plus de 40 ans, la filière acier se mobilise pour connaître, analyser et comprendre les effets de l’incendie sur le comportement des bâtiments. L’avance technologique acquise lui permet aujourd’hui de proposer, en accord avec la réglementation de sécurité, des méthodes innovantes de modélisation et de calcul aboutissant à une meilleure appréhension des risques réels. Au grand bénéfice des acteurs de la construction et des personnels d’intervention. Les caractéristiques du matériau acier et les nombreux outils de simulation numérique basés sur une approche scientifique contrôlée permettent de prédire la déformation d’une structure en acier à partir de scénarii de développement du feu. Les bureaux d’ingénierie peuvent donc concevoir des structures acier en fonction d’objectifs réels de sécurité. Cette démarche constitue la base de l’Ingénierie de Sécurité Incendie (ISI).

S’appuyant sur des obligations de résultats, l’ISI permet de définir les mesures de prévention à adapter en fonction de l’ouvrage à construire et des scénarii d’incendies plausibles. Appliquée à la structure de l’ouvrage, l’ingénierie incendie identifie ainsi le scénario le plus défavorable en cas d’incendie. A partir de celui-ci, elle permet d’optimiser la conception structurelle du bâti et de définir les mesures permettant de répondre aux objectifs de sécurité réglementaire. Cette approche réaliste offre au concepteur la possibilité de réaliser son projet en acier en conjuguant sécurité, respect du parti architectural et économie globale.

Les outils de conception et de calcul conduisent aujourd’hui à connaître, et donc à prévoir, le comportement au feu d’une structure métallique en cas d’incendie, y compris par la prise en compte d’un feu réel en lieu et place de l’incendie conventionnel normalisé par l’ISO. Ainsi, un bâtiment de huit étages a été récemment construit à Cardington, en Grande-Bretagne, pour un programme d’expérimentation et de recherches conduit avec l’aide de la Communauté européenne du charbon et de l’acier (Ceca). Les recherches menées dans ce cadre ont démontré l’excellente capacité des structures en acier et mixtes sans protection au feu rapportée (flocage, plâtre…) à résister à un incendie dans un bâtiment à étages, si toutefois les poteaux sont protégés contre le feu. Elles ont aussi permis d’assurer la validation des méthodes de calcul les plus modernes.

Les structures métalliques, en particulier pour les bâtiments à étages, sont généralement conçues avec un fort degré d’hyperstaticité. Cette caractéristique intrinsèque a également démontré son efficacité lors des essais de Cardington. La ruine d’un poteau dans un compartiment en feu n’a pas entraîné la ruine de la structure, du fait d’une nouvelle répartition des efforts, l’acier ayant des qualités de résistance identiques en compression et en traction. Cette capacité est évidemment fondamentale pour assurer la sécurité des personnes et l’intervention des personnels de secours.

Les structures métalliques peuvent également être conçues, en particulier dans les bâtiments de grand volume de type hall, pour éviter l’effondrement en chaîne de la structure et pour s’affaisser vers l’intérieur dans le compartiment en feu. Il s’agit de concevoir les ossatures de telle sorte qu’un incendie dans un compartiment n’entraîne pas la ruine totale de l’ouvrage. Il s’agit là d’une exigence fondamentale que doit satisfaire tout bâtiment, quel que soit le matériau de construction concerné, afin d’assurer l’évacuation des per- sonnes encore présentes dans le bâtiment et l’intervention efficace et en toute sécurité des services de secours. Le non-effondrement en chaîne de la structure, quelle qu’elle soit, contribue largement à assurer l’intégrité des éléments de compartimentage comme les murs coupe-feu.