Guide · Définition
Matériaux coupe-feu : lesquels résistent vraiment au feu ?
Les matériaux coupe-feu sont les matériaux incombustibles ou isolants qui gardent leur fonction au feu : acier, béton, plâtre, laine de roche et silicate de calcium. Le degré coupe feu des matériaux n'existe pas à l'unité : un isolant coupe feu obtient un degré dans une paroi testée au four.
- Réaction au feu
- A1 à F (EN 13501-1)
- Résistance au feu
- EI15 à EI240 (EN 13501-2)
- Laine de roche
- Fusion au-delà de 1 000 °C
- Acier
- Température critique de 500 à 550 °C
01Matériaux coupe-feu : définition
Un matériau coupe-feu est un produit de construction qui brûle peu ou pas et qui freine le passage de la chaleur lorsqu'il entre dans une paroi classée. Le terme qualifie le matériau, alors que le degré EI appartient à l'ouvrage.
Un matériau face au feu se juge sur 2 grandeurs distinctes. La réaction au feu mesure sa contribution au démarrage de l'incendie, et la résistance au feu mesure la tenue d'un ouvrage complet en minutes.
Les matériaux et produits vendus sous l'étiquette « coupe-feu » se rangent en 3 familles :
- Minéraux et métaux : acier coupe feu, tôle coupe feu, ciment coupe feu et ardoise coupe feu naturelle, classés A1.
- Dérivés du bois : MDF coupe feu, OSB coupe feu et bois coupe feu ignifugés, classés B-s1,d0 au mieux.
- Produits et systèmes : produit coupe feu intumescent, tissu coupe feu, écran coupe feu, panneau coupe-feu minéral et façade coupe-feu.
Un MDF ou un OSB ignifugé retarde son inflammation, mais il carbonise comme le bois dès que la flamme dure. La tôle d'acier ne brûle pas, mais elle conduit la chaleur vers la face protégée.
02Matériaux coupe-feu : composants et attributs
Un matériau coupe-feu se décrit par 5 attributs : son Euroclasse, sa température de rupture, sa conductivité thermique, son eau liée et sa tenue mécanique à chaud. Aucun matériau ne réunit les 5 meilleures valeurs.
Le tableau suivant compare 8 matériaux de construction sur leur Euroclasse, leur comportement au feu et leur rôle dans une paroi classée :
| Matériau | Euroclasse courante | Comportement au feu | Rôle dans une paroi classée |
|---|---|---|---|
| Acier | A1 | Perd sa résistance vers 500 à 550 °C | Parement de porte, ossature, charpente protégée |
| Béton armé | A1 | Armatures affaiblies de moitié vers 500 °C | Mur, dalle et poteau REI |
| Plaque de plâtre feu | A2-s1,d0 | Libère son eau liée, environ 20 % du gypse | Cloison, plafond, encoffrement |
| Laine de roche | A1 | Ne fond qu'au-delà de 1 000 °C | Âme de porte, remplissage de cloison, panneau sandwich |
| Silicate de calcium | A1 | Garde sa forme sans carton qui brûle | Encoffrement de gaine, de poteau et de poutre |
| Bois massif résineux | D-s2,d0 | Carbonise à environ 0,65 mm par minute | Porte bois classée, structure surdimensionnée |
| Aluminium | A1 | Fond vers 660 °C | Châssis vitré couvert par un PV |
| PVC rigide | Selon la formule | Ramollit vers 80 °C | Aucun, traversée à calfeutrer |
Le tableau montre que l'incombustibilité ne suffit pas : l'acier et l'aluminium sont classés A1 et cèdent pourtant sous 700 °C. La laine de roche et le silicate de calcium tiennent la forme et l'isolation.
La conductivité thermique départage les matériaux incombustibles. L'acier conduit environ 50 W/m·K, contre 0,035 à 0,040 W/m·K pour la laine de roche, soit un rapport supérieur à 1 000.
03Matériaux coupe-feu : fonctionnement
Les matériaux coupe-feu freinent l'incendie par 5 mécanismes : ils ne brûlent pas, ils consomment de la chaleur, ils isolent, ils gardent leur forme ou ils forment une couche protectrice.
Refuser la combustion
Un matériau A1 ne fournit presque aucun combustible au feu. Son pouvoir calorifique reste sous 2,0 MJ/kg, seuil fixé par la norme EN 13501-1.
Consommer la chaleur par l'eau liée
Le plâtre libère son eau de cristallisation sous forme de vapeur. Tant que cette eau s'évapore, la face protégée plafonne vers 100 °C.
Isoler par la structure
Les fibres de la laine de roche et les pores du béton cellulaire piègent l'air. Le béton cellulaire contient environ 80 % d'air en pores fermés.
Garder sa forme
Un matériau qui fond ou se fissure ouvre un passage aux flammes. Le silicate de calcium garde sa forme et conduit de 0,09 à 0,20 W/m·K selon sa densité, et la laine de roche reste en place sur toute la durée d'essai.
Former une couche protectrice
Le bois produit une couche de charbon qui ralentit sa propre combustion. Le graphite expansible gonfle de 10 à 40 fois, et la peinture intumescente de 30 à 50 fois son épaisseur initiale.
Chaque ouvrage coupe-feu combine 2 ou 3 de ces mécanismes. Une cloison en plaques associe l'eau liée du plâtre, l'isolation de la laine de roche et la tenue de l'ossature en acier.
04Matériaux coupe-feu : types
Les matériaux coupe-feu se rangent en 5 types : minéraux massifs, isolants fibreux, plaques minérales, produits réactifs et bois. Le bois coupe-feu 1h et l'OSB coupe-feu 1h désignent des systèmes testés, jamais un panneau seul.
Minéraux massifs : béton, maçonnerie, ciment et ardoise
Le béton armé de 8 cm atteint EI60 en mur non porteur, et le parpaing de 20 cm enduit atteint EI120. Le ciment coupe feu entre dans les mortiers de rebouchage et dans l'enduit vermiculite-ciment, posé de 15 à 20 mm pour 1h.
L'ardoise naturelle est une roche classée A1 qui ne brûle pas en toiture. Sa tenue à un feu extérieur se classe à part, selon la norme EN 13501-5.
Isolants fibreux : laine de roche
La laine de roche est l'isolant coupe feu de référence, car elle reste incombustible et garde sa place dans la paroi pendant toute la durée d'essai. Elle forme l'âme des portes métalliques et le cœur du panneau sandwich coupe-feu.
La laine de verre ramollit à une température plus basse que la laine de roche. Elle ne sert pas d'âme de porte coupe-feu ni de fond de joint coupe-feu.
Plaques minérales : plâtre et silicate de calcium
La plaque de plâtre feu de type F protège 15 à 30 minutes par couche, selon sa position dans la paroi. La plaque coupe-feu en silicate de calcium tient mieux l'humidité et les chocs, pour un prix au m² plus élevé.
Produits réactifs, tissus et écrans
Le produit coupe feu réactif regroupe les peintures, mastics, mousses et joints intumescents qui gonflent à la chaleur. Ces produits obturent un jeu ou isolent un profilé, sans former de paroi.
Le tissu coupe feu en fibre de verre enduite forme l'écran coupe feu des rideaux textiles. Cet écran ferme une baie sur alarme et se classe E ou EW selon son essai.
Bois et dérivés : bois massif, OSB et MDF
Un résineux perd environ 39 mm de section par face exposée en 60 minutes de feu. Le bois coupe-feu 1h est donc une porte bois classée ou une pièce dimensionnée avec cette perte.
L'OSB coupe-feu 1h désigne une paroi ou un plancher à ossature bois protégé par 2 plaques feu de 15 mm. L'OSB nu, classé D-s2,d0 comme le bois massif, ne porte aucun degré.
05Matériaux coupe-feu : usages
Les matériaux coupe-feu servent à 6 ouvrages : portes, cloisons, murs, structures, traversées et façades. Chaque ouvrage associe un matériau porteur de la forme et un matériau porteur de l'isolation.
Le tableau suivant associe 6 ouvrages aux matériaux courants et aux degrés couramment retenus au Maroc :
| Ouvrage | Matériaux courants | Degré couramment retenu |
|---|---|---|
| Porte | Parement acier, âme en laine de roche, joint au graphite | EI30 à EI120 |
| Cloison | Plaques de plâtre feu sur ossature, laine de roche | EI30 à EI120 |
| Mur | Béton, parpaing, brique, béton cellulaire | EI60 à EI240 |
| Structure acier | Flocage, peinture intumescente, plaques de silicate | R30 à R120 |
| Traversée | Mastic, mousse, collier, mortier coupe-feu | EI60 à EI120 |
| Façade isolée par l'extérieur | Bande de laine de roche de 200 mm à chaque niveau | Recoupement de l'isolant |
Une façade coupe-feu isolée au polystyrène reçoit une bande de laine de roche à chaque plancher. Cette bande coupe la propagation verticale du feu dans l'isolant.
Une porte coupe-feu associe 3 de ces matériaux dans un seul bloc testé : l'acier du parement, la laine de roche de l'âme et le graphite du joint. La composition d'une porte coupe-feu détaille ce montage pièce par pièce.
Porte Coupe Feu Maroc construit les parois en béton, en maçonnerie et en plaques dans son offre de mur coupe-feu 2h au Maroc. Le prix indicatif d'un mur ou d'une cloison coupe-feu va de 350 à 900 DH/m², confirmé par le devis après visite technique.
06Matériaux coupe-feu : normes applicables
Les matériaux coupe-feu relèvent de 2 normes de classement : l'EN 13501-1 pour leur réaction au feu, et l'EN 13501-2 pour la résistance au feu des ouvrages qui les contiennent.
Le PVC coupe feu n'existe pas comme matériau de paroi. Un PVC traité améliore sa réaction au feu, mais il reste un matériau qui ramollit avant les joints intumescents.
Le tableau suivant relie les 5 anciens classements M aux Euroclasses européennes :
| Ancien classement | Euroclasse correspondante | Exemple de matériau |
|---|---|---|
| M0 | A1 ou A2-s1,d0 | Béton, laine de roche, plaque de plâtre |
| M1 | A2 (s2 ou s3) ou B-s1,d0 | Bois ou stratifié ignifugé |
| M2 | C | Panneau de bois traité en surface |
| M3 | D | Bois massif non traité, OSB, MDF |
| M4 | E et F | Mousse plastique non traitée |
La correspondance reste approximative, car les 2 systèmes ne reposent pas sur les mêmes essais. La lecture de chaque indice est détaillée dans l'article sur le classement A2-s1,d0.
Le décret n° 2-14-499 du 15 octobre 2014 encadre la sécurité incendie des constructions marocaines. Le bureau de contrôle lit ensuite l'Euroclasse et le degré sur la fiche et le PV de chaque produit.
Pour aller plus loin
07Quelle différence avec les notions voisines ?
Un matériau coupe-feu se distingue d'un matériau ignifugé, traité pour retarder son inflammation, et d'un ouvrage coupe-feu, testé au four comme un ensemble.
Le degré coupe-feu appartient à l'ouvrage et se lit en minutes sur le PV d'essai, procès-verbal délivré par le laboratoire. Un même matériau entre dans des ouvrages de 30 ou de 120 minutes selon son épaisseur et son montage.
- Cloison coupe-feuMontages de plaques et d'ossatures pour chaque degré de cloison.
- Peinture intumescenteProtection réactive des charpentes en acier.
- BA13 coupe-feuPlaques de plâtre de 12,5 mm et leurs montages classés.
- Guide de la porte coupe-feuLes articles du guide classés par thème.