Recherche sur le comportement au feu des matériaux de construction dans les maisons

Installation d’essais utilisée pour étudier le comportement au feu des maisons

Acquérir une meilleure connaissance du comportement au feu des matériaux et des systèmes de construction dans les maisons et de leur impact sur la sécurité des occupants lors d’un incendie est un élément clé de la recherche menée à l’Institut de recherche en construction du CNRC (IRC-CNRC).

Des chercheurs de l’IRC-CNRC ont récemment effectué une série d’expériences sur le comportement au feu d’ensembles de plancher-plafond protégé dans une installation d’essais en grandeur réelle simulant les conditions d’un incendie ayant pris naissance au sous-sol d’une maison unifamiliale. Cette étude complète la recherche déjà réalisée sur des ensembles de plancher-plafond non protégés soumis à divers scénarios d’incendie dans des conditions similaires (voir Innovation en construction, mars 2009).

Le sous-sol de l’installation d’essais était pourvu d’un puits d’escalier ouvert menant au rez-de-chaussée. Les ensembles de plancher utilisés pour les essais ont été choisis à la lumière des résultats de l’étude précédente; ils comprenaient des solives de bois en I, des solives d’acier en C, des fermes de bois ajourées à armature métallique, ou des solives de bois massif. Les ensembles mis à l’essai étaient protégés du c¢té du sous-sol par un plafond standard revêtu de plaques de plâtre, par des gicleurs résidentiels ou par un plafond suspendu.

Ensemble de plancher Plafond fait de plaques de plâtre Plafond suspendu Plafond protégé par des gicleurs
Solive de bois en I
Ferme en bois ajourées à armature métallique
Solive d’acier en C
Solives en bois massif

Matrice des essais d’incendie en grandeur réelle.

Lors des expériences, on a simulé une série d’incendies relativement puissants et à croissance rapide ayant pris naissance au sous-sol pour tester l’intégrité structurale de l’ensemble de plancher, lequel fournit la voie d’évacuation normale pour les occupants situés aux étages supérieurs. L’étude a mis l’accent sur le maintien de conditions supportables pour les occupants et sur l’intégrité structurale du plancher au-dessus du sous-sol. Le tableau ci-dessous énumère les différentes expériences d’incendie en grandeur réelle réalisées pour cette étude.

Voici les principales conclusions tirées de ces essais :

  • Lors des essais réalisés sur des ensembles de plancher protégés par des plaques de plâtre, tous les incendies se sont déroulés selon la même séquence chronologique : inflammation, déclenchement des avertisseurs de fumée, atteinte de conditions intenables dans les zones ouvertes aux étages supérieurs, et finalement défaillance structurale de l’ensemble de plancher au-dessus du sous-sol (et perte de la voie d’évacuation au niveau du rez-de-chaussée).
  • Si on compare ces résultats à ceux des essais menés précédemment sur les mêmes ensembles de plancher non protégés par des plaques de plâtre, les conditions pour les occupants aux étages supérieurs étaient semblables ou légèrement améliorées, tandis que la performance structurale était accrue de manière notable par la protection offerte par les plaques de plâtre. Le délai requis pour atteindre la défaillance structurale pour les ensembles de plancher protégés était beaucoup plus long que pour les planchers sans protection.
  • Lors de l’étude précédente, les délais requis pour atteindre la défaillance structurale pour les ensembles de plancher préfabriqués non protégés par des plaques de plâtre étaient de 35 à 60 % plus courts que pour les ensembles de plancher à solives de bois massif. Avec la protection des plaques de plâtre, tous les ensembles de plancher préfabriqués testés présentaient des délais de défaillance structurale semblables, qui étaient équivalents à ceux de l’ensemble de plancher à solives de bois massif.
  • L’essai portant sur l’ensemble de plancher doté d’un plafond suspendu a produit la même séquence d’événements que lors des autres expériences d’incendie. L’avantage du plafond suspendu comme mesure de protection pour l’ensemble de plancher était marginal par rapport au même ensemble de plancher sans plafond suspendu.
  • Les systèmes de gicleurs résidentiels ont protégé efficacement l’intégrité structurale des ensembles de plancher et il n’y a eu aucune défaillance structurale ni dommage. Les gicleurs ont aussi permis de maintenir des conditions supportables pour les occupants lors des expériences d’incendie. Des essais additionnels ont aussi été réalisés en dehors du cadre de cette étude pour des ensembles protégés par des gicleurs dans des conditions d’incendies plus sévères (www.cnrc-nrc.gc.ca/obj/irc/doc/pubs/rr/rr308.pdf).
  • L’étude sur le comportement au feu des maisons comprendra plusieurs phases, et chacune de ces phases portera sur un ensemble structural particulier des maisons unifamiliales et sera basée sur divers scénarios d’incendie. La prochaine phase, qui devrait débuter en 2012, explorera le comportement au feu d’ensembles de mur dans des maisons unifamiliales.

Un rapport complet de cette étude peut être téléchargé à l’adresse www.cnrc-nrc.gc.ca/obj/irc/doc/pubs/rr/rr307.pdf.

Personne-ressource

Pour toute question, veuillez vous adresser à M. Joseph Su au 613-993-9616 ou par courriel à joseph.su@cnrc-nrc.gc.ca.