Optimisation de la résistance au feu en maintenant intégralement les performances de base

L'addition de propriétés anti-feu à une membrane d'étanchéité bitumineuse ne peut se faire au détriment des performances de base de cette membrane, ni des caractéristiques à la fabrication et à la pose. C'est pour cette raison qu'ATAB a développé Polygum prevENt qui, grâce à l'armature en polyester doté de graphite expansible, répond à cette exigence et respecte en plus la sécurité pour l'homme et pour l'environnement.

Les normes dans la construction étant devenues plus rigoureuses, la demande de membranes d'étanchéité anti-feu connaît une augmentation importante partout en Europe. Il s'avère nécessaire de faire évoluer les principes et le concept de ces membranes afin de mieux les conformer aux conditions réelles sur toiture. Tant les caractéristiques de pose que les performances des membranes anti-feu doivent être améliorées. Dans certains cas, en effet, les caractéristiques ignifuges produisent un effet négatif sur d'autres propriétés essentielles, telles que l'étanchéité, les propriétés mécaniques ou la durée de vie. D'autre part, l'emploi de certains produits ignifuges présente des risques pour l'environnement et la santé, parfois pendant la production, le plus souvent lors de la pose au chalumeau et certainement par le dégagement de fumées toxiques en cas d'incendie. Il est grand temps de se rendre compte de ces inconvénients et de concevoir une membrane anti-feu qui correspond mieux aux situations réelles sur toiture et qui ne compromet pas les performances de base de la membrane.

Comparaison des systèmes anti-feu

Les systèmes d'étanchéité anti-feu les plus couramment utilisés en Europe peuvent être regroupés dans les 4 catégories suivantes:

une couche supérieure à base d'une combinaison de voile de verre et de polyester ou bien dans une armature composite ou bien avec 2 armatures
une couche supérieure à base d'une armature composite en polyester et aluminium
une couche supérieure dont le liant est modifié par des agent ignifuges
une couche de protection incombustible composée de gravier, d'un carrelage ou d'une couche bitumineuse revêtue de métal tel l'aluminium.

Résultats des essais

Le tableau 1 donne un aperçu de la résistance au feu des systèmes anti-feu susmentionnés, d'après:

prEN 1187-1, le projet de norme européen basé sur la norme allemande DIN 4102, Teil 7, qui pour un brandon enflammé mesure la longueur de l'extension de la flamme et la surface brûlée.
prEN 1187/3, le projet de norme européen basé sur la norme scandinave Nordtest NT Fire 006, qui mesure la longueur de l'extension de la flamme sous l'effet du vent.
prEN 1187-2, le projet de norme européen basé sur l'Arrêté français du 10 septembre 1997 (T30/1), qui mesure la vitesse et la longueur de l'extension de la flamme sous l'effet du vent et de la chaleur rayonnante.

Le tableau 2 donne un aperçu des incidences que les systèmes ignifuges susmentionnés entraînent aux niveaux de la fabrication et de la pose.

La plupart des problèmes sont causés par les systèmes à base de liants avec agents ignifuges. Du fait que l'application de concentrations élevées produit un effet négatif sur les propriétés de vieillissement et de flexibilité, le processus de mélange devient plus compliqué. Les agents ignifuges risquent d'avoir une influence négative sur la dispersion du mélange et une stabilité chimique dans le bitume modifié est indispensable.
L'emploi de composés d'halogène risque de causer des problèmes de toxicité lors de la fabrication ou du soudage au chalumeau. En utilisant des agents ignifuges à stabilité thermique relativement faible, tels que Al (OH)3, on veillera à ce que l'eau chimiquement lié ne soit pas libéré déjà au cours de la production. Cela peut se produire aussi pendant le soudage au chalumeau.

Influence sur la performance de la membrane

Le tableau 3 donne un aperçu des conséquences que les systèmes ignifuges susmentionnés entraînent au niveau des propriétés de performance de la membrane pendant la durée de vie sur toiture.

Les systèmes à base d'une combinaison de voile de verre/polyester présentent l'inconvénient que le voile de verre se déchire dès que l'élongation dépasse les 2%, comme la figure 1 le montre. Cela se produit souvent au niveau des joints de dilatation, sur des supports de toiture instables ou à cause du gel. Ces déchirures ne compromettent pas l'étanchéité du système, mais elles peuvent poser des problèmes au niveau des caractéristiques anti-feu. Quand le voile de verre est déchiré il perd sa fonction de barrière anti-feu, la fissure permettant aux flammes de se propager vers le bas. Lorsqu'on utilise des agents ignifuges qui absorbent de l'eau, le vieillissement peut donner lieu à la formation de cloques qui compromettent l'étanchéité. Lorsqu'on emploie des composés d'halogène comme agents ignifuges, le matériau dégagera une fumée très toxique en cas d'incendie. La plupart des agents ignifuges produisent des effets tant positifs que négatifs sur le développement de la fumée.

Développement d'un nouveau système anti-feu

Lors du développement de sa nouvelle génération de membranes d'étanchéité bitumineuses modifiées anti-feu, le fabricant ATAB a tenu compte de quelques objectifs très importants:

satisfaire aux trois projets de norme européens avec une marge suffisante
absence d'halogène
améliorer les effets secondaires d'un incendie (densité de la fumée et émanations toxiques)
utiliser seulement de faibles concentrations d'agents ignifuges et controler la stabilité thermique et chimique
ne pas utiliser d'agents ignifuges dans le liant en dessous de l'armature ni dans les lés, puisque ceux-ci risquent d'être activés par le soudage au chalumeau.
ne pas compliquer les processus de mélange, de production ou de pose
coûts modérés

A la lumière de ce que nous avons écrit ci-dessus, on acceptera aisément que, lors du développement d'un nouveau système anti-feu, on doive maintenir au mieux l'armature et le liant existants du système de base. Les caractéristiques particulières de la nouvelle membrane Polygum prevENt sont le résultat de l'application des cristaux de graphite expansibles, sur l'une des faces de l'armature polyester standard, mais pas dans le lé, afin d'éviter une activation inutile par le chalumeau. La densité des cristaux appliqués sur cette face ne s'élève qu'à 1% du poids total de la membrane. Le graphite expansible peut être appliqué à tous les types de polyester et à tous les grammages, de sorte que cette technologie d'ignifugation puisse être proposée par Polygum sur l'ensemble de ses couches supérieure.

Graphite expansible

Le graphite expansible, d'origine naturelle, n'est pas polluant, ne se dissout pas dans l'eau et sert d'agent ignifuge grâce à une réaction de combustion endothermique, mais surtout grâce à la formation d'une barrière isolante après l'expansion. De même, la propagation des flammes est limitée et le rayonnement thermique est faible. Le graphite expansible garantit en outre une faible densité de la fumée et réduit considérablement le dégoulinement du liant bitumineux.

Comme le montre le tableau 4, ce nouveau système permet de satisfaire aux trois projets de norme européens, avec une marge considérable.

Sécurité optimale pour l'homme et pour l'environnement
Le calorimètre conique permet de mesurer les effets secondaires d'un incendie, tels que le développement de la fumée et de produits gazeux toxiques, au moyen de plusieurs paramètres de fumée. Lors de cet essais, on expose une petite surface d'essai de 100 mmx100 mm à une intensité de rayonnement préalablement établie, par ex. 35 kW/m² en mesurant plusieurs caractéristiques de combustibilité.

Chaleur rayonnante limitée

Plus le dégagement de chaleur est limité, plus les risques de propagation rapide de l'incendie sont réduits et, corrélativement, plus le temps disponible pour l'évacuation s'accroît. Il est donc clair que le débit thermique ou le taux de dégagement de chaleur est un facteur important pour caractériser un matériau spécifique. La mesure dans laquelle un produit dégage de la chaleur en cas d'incendie permet d'évaluer le risque potentiel que le produit représente pour la propagation du feu. Le graphite expansible est confirmé comme une matière très efficace pour ralentir le feu. Comme démontré dans la figure 4, l'effet est immédiatement visible après l'allumage. Le débit thermique maximal du système avec graphite expansible comporte seulement la moitié, comparé au système standard.

Densité de la fumée très faible

Les incendies font plus de victimes par la fumée que par le feu. L'évolution de la densité de la fumée lors d'un incendie est donc un facteur important. Les essais avec le calorimètre conique ont démontrés que le graphite expansible affiche des performances tout aussi bonnes au niveau de la réduction de la production de fumée qu'à celui de l'ignifugation.

Teneur en CO limitée et exempt d'halogène

L'élément toxique le plus fréquent dans la production de fumée est le monoxyde de carbone. En cas d'incendie, le Polygum Prevent se caractérise par une teneur très faible en CO et est en plus exempt d'halogène. Il n'y a donc pas d'effets toxiques en cas de pose ou d'incendie, qui seraient dues au dégagement de combinaisons chimiques contenant des halogènes, et ce, à l'inverse notamment de la plupart des feuilles synthétiques.

Conclusion

Comme nous l'avons vu ci-dessus, l'addition de propriétés anti-feu ne peut se faire au détriment des performances de base de la membrane, ni des caractéristiques à la fabrication et à la pose. L'amélioration au niveau des essais de comportement au feu doit aller de pair avec une diminution de la densité de la fumée et de la teneur en produits gazeux toxiques.

Le système avec un polyester doté de graphite expansible signifie un pas en avant dans le développement d'une nouvelle génération de systèmes anti-feu. Du fait que le liant existant n'est pas modifié et que l'on utilise une armature en polyester standard, toutes les propriétés de la membrane sont maintenues. Les résultats des essais de comportement au feu sont excellents par rapport aux trois projets de norme européens et s'avèrent représentatifs des situations réelles sur toiture. Le système au graphite expansible permet également de réduire très efficacement le développement de la fumée, il est exempt d'halogène et ne pose pas de problèmes au niveau de l'émission de produits gazeux toxiques.

adaption du discours tenu par m. Ir. Marc Van Cleemput, Directeur général de la S.A. ATAB, à l'occasion du 10e congrès de l'AIE organisé du 10 au 12 juin à Copenhague

Sélectionnez:
Sommaire Roof Belgium 1998

Retour à Roof Belgium
Retour à DakWeb