Calfeutrement coupe-feu : Rôle dans le compartimentage de bâtiment

Le compartimentage est une pratique incontournable en matière de sécurité incendie. En effet, il permet d’éviter que le feu ne se propage. Pour mettre en place un tel dispositif, il faut bien sûr réaliser des travaux de mise aux normes. Concrètement, le compartimentage nécessite donc de procéder à l’isolation de chacun des volumes du bâtiment. Pour le faire, on construit surtout des murs et des planchers coupe-feu : c’est le calfeutrement coupe-feu. En quoi cela consiste-t-il ? Quelles sont les techniques de calfeutrement dans les parois coupe-feu ? Quel est le véritable rôle du calfeutrage coupe-feu ?

Qu’est-ce que c’est que le compartimentage de bâtiment ?

Le compartimentage apparait comme l’ensemble des mesures à prendre afin de lutter efficacement contre la propagation de l’incendie.

Pour ce faire, on met en place des obstacles pour soit empêcher, soit ralentir l’incendie. Dans le compartimentage de bâtiment, les premiers éléments considérés sont les planchers et les murs porteurs. La protection est renforcée en mettant par ailleurs aussi en place des cloisons coupe-feu, mais aussi des clapets coupe-feu. Ces cloisons ou ces clapets sont montés directement sur les conduits aérauliques comme la ventilation et le chauffage. Car, ce sont ces conduits qui sont le plus souvent la cause de la dissémination des flammes et des fumées.

Quels sont les rôles du compartimentage et du calfeutrement ?

Le calfeutrement coupe-feu, c’est-à-dire la mise en place d’obstacles horizontaux ou verticaux, dans le cadre du compartimentage de bâtiment :

• on dispose de zones ou passages protégés. Par ces zones ou passages, sont évacuées plus facilement et plus rapidement vers l’extérieur, les personnes se trouvant dans le bâtiment au moment de l’incendie ;
• le volume des zones qui constituent des risques pour les personnes comme pour les biens est grandement limité ;
• les secours venant de l’extérieur du bâtiment peuvent y accéder plus aisément et ainsi mener à bien leur intervention ; et enfin,
• on réduit considérablement l’ampleur des dommages causés par l’incendie sur les biens.

Le compartimentage assure donc en même temps la protection des personnes et celle des objets. Comme le feu se répand moins vite, les dégâts matériels sont moindres. De même, les individus qui ne sont pas en mesure de sortir du lieu du sinistre peuvent se réfugier dans un compartiment sécurisé en attendant l’arrivée des secours. Le compartimentage de bâtiment est également utile, car cela évite que le feu ne se propage hors du bâtiment concerné.

Quels sont les critères à prendre en compte pour réussir un calfeutrement coupe-feu ?

Afin de choisir le bon procédé de calfeutrement, il faut tenir compte de nombreux critères liés à la fois au bâtiment dans son ensemble et à chacun des circuits à calfeutrer. Les variables devant déterminer le choix sont :

• la nature des traversants: c’est-à-dire les dimensions ainsi que les caractéristiques des traversants se trouvant dans les traversées électriques, mécaniques ou mixtes ;
• le taux d’occupation des traversants: il s’agit du pourcentage d’emprise des traversants en rapport avec la section de la traversée. Par exemple, on observe un taux élevé d’occupation de câbles lorsque l’ouverture est réduite ;
• la nature et l’épaisseur des parois traversées ;
• l’accessibilité des traversées : ici, il faut prendre en compte le fait qu’il est parfois compliqué d’accéder aux deux faces de la traversée. Ou encore le fait que la traversée se trouve dans une zone réduite ;
• les recommandations du maître d’ouvrage ainsi que les exigences particulières requises Comme la résistance mécanique du système, les teneurs en halogène, la facilité de repassage de traversants ou encore la réaction au feu des matériaux.

Quels sont les différentes techniques de calfeutrement coupe-feu et leurs domaines d’application ?

On distingue plusieurs familles de calfeutrements que sont :

• les mortiers ;
• les enduits associés à des parements en laine de roche ;
• les mousses silicones bi-composant ;
• les procédés à base de produits intumescents ; et,
• bien d’autres systèmes.

Les mortiers

Les mortiers sont constitués à partir d’une mixture de ciment et de vermiculite exfoliée ou de perlite. De cette façon, ils deviennent de bons isolants thermiques. Ce pouvoir isolant est dû au degré élevé de vaporisation provenant de l’eau de cristallisation liée chimiquement dans le produit. La masse volumique d’un mortier est de 950 à 1 200 Kilogrammes par mètre cube et on le met en œuvre soit manuellement par coulage, soit à la pompe.

Comme les mortiers sont à prise hydraulique, ils demandent à ce que soient posés des coffrages en plancher. En fonction du niveau du coupe-feu attendu ainsi que de la nature de la paroi, les épaisseurs des mortiers varient. Mais généralement, elles se situent entre 150 et 200 millimètres.

La mise en place d’un mortier n’est pas une opération difficile même si la technique implique de confectionner des coffrages qu’il faudra découper au plus juste à la taille de l’emprise des traversants. Puisque les mortiers, en raison de leur consistance, ne peuvent pas toujours pénétrer dans des espaces exigus, on les combine souvent avec des produits intumescents. Cela permet une meilleure étanchéité particulièrement aux endroits où passent les câbles.

Les enduits associés à des parements en laine de roche

Il est question ici de se servir d’un système de parements isolants en laine de roche associés à un enduit de traitement des surfaces et des traversants. Cette combinaison améliore l’imperméabilité au feu.

La masse volumique du parement en laine de roche est en principe comprise entre 140 et 180 kilogrammes par mètres cubes et son épaisseur est de 50 à 60 millimètres. Une épaisseur assurant une bonne tenue mécanique du parement en laine de roche. Ce dernier est de fait la principale barrière isolante de la traversée.

En ce qui concerne l’enduit, il est soit pâteux, soit semi-liquide et il est formé de résines thermoplastiques à base aqueuse. L’enduit associé au parement en laine de roche possède des propriétés à la fois d’isolation et d’intumescence. Pour mettre en œuvre le procédé, on suit les étapes ci-après :

• on traite le contour des traversants à l’enduit: à cette étape, on met surtout l’accent sur le cœur des bottes de câbles. Le traitement à l’enduit se fait par injection ;
• on procède ensuite au découpage de parements en laine de roche emboîtés dans la traverséeen respectant les dimensions de la traversée de même que des traversants ;
• on applique normalement deux parements préenduits: cette application se fait sur les deux faces de la paroi. Ce qui génère une plaque d’air interne isolante à mi-épaisseur de la traversée ; et enfin,
• on comble les vides et on effectue à l’enduit, la finition des surfaces.

Les deux parements combinés à la lame d’air interne ont une épaisseur minimale de 200 millimètres. Du fait de la souplesse du complexe, il n’est possible de réaliser ni une fixation ni un ancrage au travers du matériau. Tour comme dans le cas des mortiers, il est souvent indispensable de mettre en place des protections supplémentaires notamment au niveau des traversants de fortes sections conductrices.

Les mousses silicone bi-composant

Le procédé consiste à combler le volume de la traversée avec un mélange bi-composant d’huiles silicones à l’état liquide. Avant de remplir le volume de la traversée, on coffre d’abord cette dernière. Les huiles silicones constituant le mélange bi-composant réticulent et s’étendent très vite formant ainsi autour des traversants une mousse imperméable. La traversée devient également fortement étanche du fait de l’expansion des huiles. Ces huiles sont des élastomères élaborés à partir de polyorganosiloxanes et de silice.

La mousse silicone bi-composant possède un pouvoir thermique lui permettant de carboniser lentement, lorsqu’elle est attaquée par les flammes. En général, l’épaisseur de la mousse est de 200 millimètres et sa masse volumique est de l’ordre de 500 à 700 kilogrammes par mètre cube. Pour monter un mousse silicone bi-composant, on se sert d’une machine pneumatique à pompe volumétrique que l’on équipe d’une tête mélangeuse. La technique ainsi présentée est particulièrement prisée :

• lorsqu’on doit faire avec de forts taux d’occupation de câbles ou bien encore,
• quand on ne peut employer d’autres procédés en raison de difficultés d’accès.

La mousse silicone bi-composant partage par ailleurs avec les mortiers la capacité d’assurer un calfeutrement biologique. À noter que sa mise en œuvre doit se faire par un personnel qui s’y connait. En effet, elle fait recours à des matériels et composants d’une très grande sensibilité. Ce qui nécessite :

• de contrôler la pression d’air ;
• de faire des mélanges avec une grande précision ;
• de maîtriser les composants étrangers susceptibles d’empêcher la réticulation espérée ; ou encore,
• de s’assurer de l’imperméabilité absolue des coffrages…

Enfin, l’usage de ce procédé exige une finition de surface au moyen de mastics silicone.

Les procédés à base de produits intumescents

Plusieurs concepts se basant sur la propriété d’intumescence des produits existent. Pour faire simple, le produit à base de silicate de soude hydraté réagit à la température en gonflant. Et ce gonflement permet de boucher une ouverture ou un espace. Ce qui conduit à mettre en place une barrière thermique hautement performante. Les produits intumescents sont soit utilisés seuls, soit associés à d’autres matériaux. Ils donnent vie à une gamme fournie de techniques de calfeutrement :

• les mastics ou pâtes intumescentes: on s’en sert le plus souvent en les combinant à de la laine de roche ou du mortier. Ils permettent alors de parfaire l’imperméabilité aux gaz chauds ainsi qu’aux fumées. Leur application se fait soit manuellement au pistolet à extruder, soit à la pompe pneumatique. Les mastics sont utilisés au niveau des bottes de câbles dans les espaces réduits ou au niveau des traversées de petites sections ;
• les colliers ou manchons intumescents: on s’en sert exclusivement pour protéger les passages de tuyauterie plastiques comme les PVC, PE ou PP. Ils sont formés d’une enveloppe en métal cylindrique et dans laquelle sont enroulées des couches de bande intumescente. Le procédé assure une protection optimale des passages de tubes plastiques ;
• les sacs ou coussins de protection: ils sont formés d’une mixture de granulats à base de vermiculite et de graphite et recouverts d’une enveloppe en polyéthylène. À cette enveloppe est ajoutée une seconde en tissu de verre. Cette technique est souvent utilisée de façon provisoire en attendant de mettre en place un système plus convenable. On s’en sert également dans le cas des traversées libres donc en attente de passage de câbles ;
• les briques et les bouchons intumescents: ils sont constitués par de la mousse réticulée intumescente et du polyuréthane. Les briques et les bouchons intumescents sont régulièrement associés à des mastics garantissant alors une meilleure étanchéité aux gaz chauds et aux fumées.

Quelles solutions spécifiques de calfeutrement coupe-feu ?

Il existe des solutions de calfeutrement coupe-feu adaptées à des applications déterminées. Parmi ces solutions, mettons l’accent sur :

• le joint coupe-feu pour le gros-œuvre et façade ;
• le mastic coupe-feu et les autres solutions pour les menuiseries et cloisons ; et,
• le panneau coupe-feu et les solutions pour les réseaux de distribution des fluides.

Le joint coupe-feu pour le gros-œuvre et façade

Le joint coupe-feu est utilisable en tant que :

• joint de dilapidation coupe-feu ;
• joint de panneaux préfabriqués béton coupe-feu ;
• joint statique béton coupe-feu ; et,
• joint de nez de dalle et mur rideau coupe-feu

Le joint de dilapidation assure la division d’un ouvrage en des parties autonomes et de petites dimensions. Quant au joint de préfabrication coupe-feu, il s’agit d’un joint statique entre panneaux de béton. Il permet de garantir la continuité du degré coupe-feu de la paroi béton. On se sert des panneaux en béton préfabriqués avec joint coupe-feu surtout au moment de construire des plateformes logistiques, des centres commerciaux de même que des stades.

Le joint statique coupe-feu est un joint intérieur alors qu’un joint de nez de dalle et mur rideau est assez singulier. Le dernier assure non seulement un bon compartimentage, mais aussi une meilleure isolation acoustique et une isolation thermique maximale entre la façade et la structure.

Le mastic coupe-feu et les autres solutions pour les menuiseries et cloisons

Il est impératif d’installer des systèmes de cloisons et menuiseries coupe-feu si l’on veut garantir un bon compartimentage entre les volumes intérieurs d’une construction. Et la solution de calfeutrement coupe-feu pouvant rendre ces systèmes davantage résistants est le mastic coupe-feu. Il se décline en :

• joint périphérique coupe-feu de cloisons et menuiseries ; et,
• joint de vitrage coupe-feu

Le joint périphérique coupe-feu ou menuiserie coupe-feu permet de garantir la constance de la performance coupe-feu tout comme l’imperméabilité à l’air. Le joint de vitrage coupe-feu est quant à lui un élément à part entière de tout système de menuiserie coupe-feu.

Le panneau coupe-feu et les autres solutions pour les réseaux de distribution des fluides

Les réseaux de distribution des fluides sont indispensables dans la fourniture d’eau, de gaz, d’air et d’électricité aux bâtiments. Comme ils doivent traverser les murs et planchers, il faut donc reconstituer le degré coupe-feu de ceux-ci. Parmi les solutions de calfeutrement coupe-feu disponibles figurent le panneau coupe-feu et le collier coupe-feu.

Le panneau coupe-feu est une solution pour les traversées mixtes et les traversées de câbles. Quant au collier coupe-feu, il est particulièrement efficace au niveau des traversées de tubes plastiques. Les autres solutions incluent le mastic coupe-feu pour les traversées de câbles et le mastic intumescent coupe-feu, pour les traversées de tubes métalliques.

Le compartimentage des bâtiments diminue le risque d’incendie ou de propagation du feu et permet de se prémunir contre la formation de fumées. De fait, son efficacité dépend de la qualité du calfeutrement coupe-feu mis en place. Ce dernier assure ainsi la protection des personnes comme des biens dans la construction en question.