Des panneaux de bois lamellé-croisé sont soumis à des essais de résistance au feu en vraie grandeur

panneaux de bois lamellé-croisé

Des essais en vraie grandeur menés par des chercheurs de CNRC Construction ont démontré que des ensembles comportant des panneaux de bois lamellé-croisé (CLT pour Cross-Laminated Timber) présentaient un bon degré de résistance au feu, même lorsqu’ils n’étaient pas protégés et qu’ils étaient soumis à des conditions de pleine charge.

Ces essais font partie d’une étude lancée récemment par le CNRC en collaboration avec FPInnovations pour mettre au point une méthodologie qui encouragera la conception de bâtiments utilisant des produits CLT, ou une technologie hybride, pour la construction de bâtiments résistants au feu en Amérique du Nord. Cette étude facilitera également l’acceptation des futures dispositions du code portant sur la résistance au feu des panneaux de bois lamellé-croisé.

Le bois lamellé-croisé, ou CLT, dont l’utilisation est relativement récente en Amérique du Nord, appartient à une nouvelle catégorie de produits connus sous le nom de « bois massif ». L’industrie du bois au Canada s’intéresse à l’utilisation des panneaux CLT dans certains types de bâtiments, en particulier ceux qui doivent être de construction non combustible. Ces panneaux sont habituellement fabriqués de trois, cinq ou sept couches de bois qui sont collées et entrecroisées de manière à ce que le grain du bois d’une couche soit perpendiculaire à celui de la couche précédente.

Puisque le bois lamellé-croisé est un nouveau produit, on doit le soumettre à des essais pour bien comprendre son comportement structural en général, et notamment, son comportement au feu.

À mesure que le bois brûle, il forme une épaisse couche carbonisée qui agit comme un isolant de faible densité qui protège le bois sous-jacent de la forte chaleur dégagée par l’incendie. Il est primordial de mesurer le taux de carbonisation (la mesure de la profondeur de la carbonisation en fonction du temps) pour estimer l’épaisseur restante de bois dont la résistance est intacte. Les concepteurs peuvent ensuite utiliser cette mesure pour calculer la résistance résiduelle des éléments de l’ensemble, en fonction d’une exposition au feu donnée. Il est aussi important de comprendre l’effet d’autres facteurs clés sur la performance des panneaux CLT lors d’un incendie, tels que le type de colle utilisée entre les couches, le nombre de couches (épaisseur du panneau), la configuration des joints, les méthodes de protection utilisées et le type d’exposition au feu.

Fours d’essais au feu des murs du CNRC

Expériences en vraie grandeur

Les chercheurs du CNRC ont réalisé huit essais en grandeur réelle pour déterminer le degré de résistance au feu de différents panneaux CLT et pour obtenir des données sur les autres facteurs clés. Ces panneaux ont été soumis à des essais d’exposition au feu conformes à la norme ULC S101. Les ensembles testés étaient composés de trois échantillons de mur et de cinq échantillons de plancher. Les essais ont été réalisés dans les fours d’essais au feu des planchers et des murs du CNRC. Ces fours sont équipés d’instruments qui permettent de tester et de mesurer une multitude de configurations et de facteurs.

Les panneaux CLT testés étaient fabriqués de bois d’œuvre de catégorie no 1, no 2, no 3 ou MSR, provenant de divers fabricants d’un peu partout au Canada. Certains des panneaux ont été pleinement exposés au feu (non protégés), tandis que d’autres étaient protégés par une plaque de plâtre de type X. Les détails de chaque configuration d’essai ainsi que les résultats sont résumés dans le tableau 1 ci-dessous.

Les essais ont démontré que les ensembles CLT présentaient, dans des conditions de pleine charge, une résistance au feu élevée pouvant aller jusqu’à trois heures dans certains cas, même pour des panneaux non protégés. Les modes de défaillance sont une combinaison de défaillance structurale et de défaillance d’intégrité.

Les chercheurs du CNRC et de FPInnovations utiliseront les résultats de ces essais pour valider une procédure d’essai de résistance au feu générique mise au point par FPInnovations et publiée dans l’édition 2011 du Canadian CLT Handbook. La validation consistera à comparer les résultats des essais du CNRC avec les valeurs de résistance au feu obtenues avec la méthode générique, puis à modifier la méthode pour accroître sa précision au besoin.

Ce projet a été financé par le Conseil national de recherches du Canada et par FPInnovations dans le cadre du Programme des technologies transformatrices de Ressources naturelles Canada.