Les concepteurs et les fabricants de poteaux et de systèmes de protection sont les premiers bénéficiaires des améliorations récentes apportées au four d'essais sur les poteaux du CNRC. En effet, les chercheurs peuvent désormais utiliser cette installation unique pour tester et améliorer, à coût réduit, des technologies visant à accroître la sécurité des bâtiments et des infrastructures.
L'installation du CNRC est l'un des plus grands fours d'essais sur les poteaux dans le monde, et le seul four en Amérique du Nord capable de tester des poteaux grandeur réelle sous charges. Le four permet d'appliquer des charges axiales allant jusqu'à 9790 kN (2200 kips), des charges latérales allant jusqu'à 110 kN (25 kips) dans le sens nord-sud, et des charges latérales d'au plus 310 kN (70 kips) dans le sens est-ouest, avec ou sans feu. Cela signifie qu'un poteau peut être testé pendant qu'une charge est exercée le long des trois principaux axes. Alors que d'autres installations permettent de déterminer la résistance au feu en utilisant des critères de défaillance en fonction de la température, le four d'essais du CNRC utilise plutôt des critères de défaillance en fonction de la charge, ce qui produit généralement des résultats plus réalistes.
Les améliorations apportées au four d'essais consistent en l'installation d'un nouveau système de commande numérique permettant de simuler le comportement au feu de l'ensemble du bâtiment en utilisant une méthode hybride d'essais de résistance au feu (voir Innovation en construction, décembre 2011 ). Ainsi, un poteau peut être testé dans le compartiment d'exposition au feu pendant que les autres caractéristiques structurales du bâtiment sont simulées au moyen d'une analyse numérique par ordinateur. Des essais ont montré que cette méthode hybride donnait des résultats plus réalistes, et à moindre coût, que l'approche traditionnelle consistant à tester des éléments individuels, puisque les effets de l'ensemble de la structure peuvent être pris en compte.
La méthode hybride est une méthode axée sur la performance et les objectifs qui est de plus en plus reconnue dans les codes à travers le monde, y compris le Code national du bâtiment du Canada.
Nouveaux projets
Les chercheurs du CNRC planifient de nouveaux projets qui exploiteront les capacités uniques de cette installation. Un projet potentiel serait d'aider les propriétaires, les concepteurs et les autorités de réglementation à déterminer ce qui arrive lorsque des bâtiments de moyenne et de grande hauteur situés dans des zones sismiques sont endommagés par le feu. Il existe actuellement peu de connaissances sur la façon d'inspecter ces structures afin d'évaluer leur résistance parasismique résiduelle.
Le four d'essais du CNRC pourrait être mis à profit pour mesurer la résistance parasismique résiduelle d'un poteau endommagé par le feu, et pour évaluer diverses techniques de réparation et de réhabilitation visant à redonner aux éléments incendiés leur résistance parasismique initiale. Il pourrait aussi être utilisé pour évaluer l'effet des matériaux de protection parasismique intégrés aux poteaux endommagés par le feu.
On envisage aussi d'exploiter les nouvelles capacités du four d'essais sur les poteaux pour réaliser des simulations portant sur des incendies d'hydrocarbures. Ces essais permettraient d'évaluer la résistance au feu des éléments structuraux des raffineries et des infrastructures de transport et d'exploitation du pétrole en mer.
Le four d'essais du CNRC a déjà été utilisé pour déterminer la résistance au feu de plus de 200 poteaux fabriqués avec une large gamme de matériaux dans des conditions d'essai variées. Au cours des récentes années, diverses études ont été menées pour déterminer la résistance au feu des structures de béton renforcées par des polymères renforcés de fibres (PRF) (Solution constructive no 74). Et bien d'autres projets pourraient s'ajouter dans l'avenir, à mesure que de nouvelles technologies se dessinent et que de nouveaux besoins pour ce type d'essais voient le jour.
Pour plus de renseignements
Veuillez communiquer avec M. Hossein Mostafaei à hossein.mostafaei@cnrc-nrc.gc.ca ou au 613-993-9729.
