Fiche de révision : Sécurité incendie et thermique du bâtiment

📋 Plan du Cours

1. Réaction des matériaux au feu
2. Résistance des éléments au feu
3. Rénovation des façades et incendie
4. Étanchéité à l’air et vapeur d’eau
5. Inertie et dilatation thermique
6. Modes de transmission thermique
7. Conduction et résistance thermique

📖 1. Réaction des matériaux au feu

🔑 Notions clés & Définitions

• Réaction au feu : Caractérise le potentiel d’un matériau à contribuer au développement de l’incendie.

★ À maîtriser

📌 Dans le classement français, M0 désigne les matériaux incombustibles, M1 les matériaux combustibles ininflammables, M2 les matériaux difficilement inflammables, M3 les matériaux moyennement inflammables et M4 les matériaux facilement inflammables.

• Les Euroclasses constituent le nouveau classement de réaction au feu à utiliser.

Compléments

• Le classement français de réaction au feu, désormais remplacé sauf pour les matériaux d’aménagement, comprend les classes M0 à M4 et NC.

• Les exemples de matériaux associés aux classes françaises sont : la pierre, la brique, le ciment, les tuiles, l’acier, l’ardoise, la céramique, le plâtre, le béton, le PVC rigide, les dalles minérales de faux-plafonds et certains bois ignifugés en M1, la moquette murale et le panneau de particules en M2, le bois, le revêtement de sol en caoutchouc et la moquette polyamide en M3, le papier, le polyester, le polypropylène et les tapis en fibres mélangées en M4

💡 Astuce mémo

Réaction = contribution au départ et au développement du feu ; résistance = maintien des fonctions dans le temps.

📖 2. Résistance des éléments au feu

🔑 Notions clés & Définitions

• Résistance au feu : Exprime le temps durant lequel un produit ou un système maintient ses fonctions malgré l’action de l’incendie.

★ À maîtriser

• Le critère R, ou stabilité au feu, évalue la capacité d’une structure ou d’un élément de structure à résister aux actions spécifiées pendant une exposition au feu donnée.

• Le critère E, ou pare-flammes, évalue la capacité d’un élément de séparation à empêcher le passage des flammes et des gaz chauds.

• Le critère I, ou coupe-feu, évalue la capacité d’un élément séparatif à empêcher une transmission excessive de chaleur.

Compléments

• Un mur porteur REI 120 est coupe-feu pendant 120 minutes, une porte E 30 est pare-flammes pendant 30 minutes et un poteau R 60 est stable au feu pendant une heure.

• Pour une porte coupe-feu durant deux heures, la dénomination indiquée dans le cours est REI 120 en réglementation européenne et CF 2h en réglementation française.

💡 Astuce mémo

REI : Résistance, Étanchéité, Isolation thermique.

📖 3. Rénovation des façades et incendie

📝 Points essentiels

• L’arrêté du 7 août 2019 fixe de nouveaux objectifs pour limiter la propagation du feu en façade lors de travaux de rénovation des façades d’immeubles d’habitation de moyenne hauteur.

📌 Pour les façades rénovées d’immeubles d’habitation de moyenne hauteur, une solution consiste à classer au moins A2-s3, d0 chaque élément de façade.

📌 L’autre solution consiste à classer le système de façade A2-s3, d0, avec possibilité d’un sous-ensemble A2-s3, d0 ; elle exige un écran protecteur résistant au feu et une appréciation de laboratoire agréé (APL) attestant son efficacité.

📖 4. Étanchéité à l’air et vapeur d’eau

★ À maîtriser

• Pour une maison individuelle, l’exigence donnée pour l’étanchéité à l’air est Q4PaSurf = 0,6 m3/h.m2.

📌 Pour limiter la présence d’eau dans une paroi, notamment dans les isolants, un pare-vapeur est posé du côté chaud de la paroi.

📌 Un bâtiment très étanche doit être associé à un renouvellement d’air contrôlé.

📐 Formule - La résistance à la diffusion de vapeur d’eau d’une couche est caractérisée par $Sd = \mu \cdot e$, où e est l’épaisseur en mètres et μ le coefficient du matériau.

Compléments

• L’étanchéité d’un bâtiment contribue au confort et à la limitation des déperditions et concerne l’air et l’humidité.

• Pour un voile de béton de 20 cm avec μ = 130, Sd = 26 m ; pour une plaque de plâtre de 13 mm avec μ = 10, Sd = 0,13 m.

💡 Astuce mémo

Pare-vapeur côté chaud → limite la diffusion de vapeur dans la paroi.

📖 5. Inertie et dilatation thermique

★ À maîtriser

📌 Une tente a une inertie thermique quasi nulle : lorsque la température extérieure varie fortement, les variations de température intérieure sont très importantes.

📌 Une grotte a une inertie thermique très grande : lorsque la température extérieure varie fortement, les variations de température intérieure sont quasi nulles.

📐 Formule - La dilatation thermique linéaire vérifie $\frac{\Delta L}{L} = \alpha \cdot \Delta T$, où α est le coefficient de dilatation thermique.

Compléments

• Les coefficients moyens de dilatation thermique indiqués sont de 5·10⁻⁶ K⁻¹ pour les céramiques, 20·10⁻⁶ K⁻¹ pour les métaux et 80·10⁻⁶ K⁻¹ pour les polymères ; les extrêmes cités sont 0,54·10⁻⁶ K⁻¹ pour la silice, 12·10⁻⁶ K⁻¹ pour les verres, 4,5·10⁻⁶ K⁻¹ pour le tungstène, 80·10⁻⁶ K⁻¹ pour les alcalins, 5·10⁻⁶ K⁻¹ pour le PMMA et 5·10⁻⁶ K⁻¹ pour le polyéthylène.

💡 Astuce mémo

La tente laisse varier la température intérieure ; la grotte l’amortit.

📖 6. Modes de transmission thermique

📝 Points essentiels

📌 La chaleur se transmet dans les fluides par le mouvement d’un fluide gazeux ou liquide qui transporte de la matière entre une zone chaude et une zone froide.

📌 Dans un solide, la chaleur se transmet de proche en proche par propagation de l’agitation thermique lors de chocs intermoléculaires.

• La chaleur peut aussi être transmise par émission et absorption de rayonnement électromagnétique.

📖 7. Conduction et résistance thermique

🔑 Notions clés & Définitions

• Résistance thermique : Capacité d’un matériau à résister au flux thermique et s’exprime en m²·K/W.
• Conductivité thermique : Valeur propre à chaque matériau.
• Coefficient de transmission thermique : Caractérise le flux de chaleur traversant une paroi et s’exprime en W/m²·K.

★ À maîtriser

📐 Formule - Le flux thermique par conduction vérifie $\Phi = \frac{Q}{t} = \lambda \cdot S \cdot \frac{\Delta T}{e}$, où Q est l’énergie transmise en joules, t le temps, λ la conductivité thermique, S la surface, ΔT l’écart de température et e l’épaisseur traversée en mètres.

📐 Formule - La résistance thermique d’une couche homogène vérifie $R = \frac{e}{\lambda}$, où e est l’épaisseur du matériau et λ sa conductivité thermique.

Compléments

• Pour obtenir la même résistance thermique qu’une laine de verre de 16 cm et de conductivité λ = 0,040 W/m·K, l’épaisseur des autres matériaux dépend de leur conductivité : bois λ = 0,22 W/m·K, béton λ = 1,75 W/m·K et granite λ = 3,5 W/m·K.

📊 Tableaux de synthèse

Critères de résistance au feu