Rapport d`essais ANAPE

Recherche et Développement
F-68190 Ungersheim
ANAPE / KNAUF
Rapport d’essais
Essai de réaction au feu SBI
selon la procédure d’essai officielle prEN 13823 de septembre 2000
Principe : le matériau est exposé durant 20 min à la flamme d’un brûleur à gaz réglé à 30 kW.
L’essai dure 1800s : 0s enregistrement des données, 120s mise en route du brûleur secondaire, 300s mise
en route du brûleur principal (correspondant à l’attaque du matériau), 1560s arrêt du brûleur et 1800s fin
de l’essai.
Légende des paramètres utilisés dans ce rapport :
• RHR (kW) : Chaleur dégagée par le matériau, calculée par mesure de consommation d’oxygène,
• THR (MJ) : Chaleur totale dégagée calculée par intégration de RHR sur les 20 min d’essai (entre 300s et
1500s),
• dT (K) : Variation de températures des fumées,
• dT int. (Ks) : Variation totale de température calculée par intégration de dT sur les 20 min d’essai (entre
300s et 1500s),
• RSP (m²/s) : Production instantanée de fumées,
• TSP (m²) : Production totale de fumées calculée par intégration de RSP sur les 20 min d’essai (entre 300s
et 1500s).
KNAUF CRD - XA - Rapport d'essais SBI.doc-01/03/01
Page 1 de 8
Recherche et Développement
AVERTISSEMENT
Le présent rapport indique des classements obtenus lors d’essais de réaction au feu SBI selon la
procédure définie dans la prEN 13823. Les résultats présentés dans ce rapport sont valables
uniquement dans les conditions retenues pour l’essai : caractéristiques des échantillons, fixation,
conditions de montages, etc.
KNAUF CRD - XA - Rapport d'essais SBI.doc- 01/03/01 15:27
Page 2 de 8
Recherche et Développement
Introduction
A la demande de l’ANAPE, nous avons réalisé un programme d’essais SBI sur une solution
constructive espagnole. L’objectif de cette campagne, est de déterminer le comportement au feu
(à l’essai SBI) des planchers à entrevous plâtrés.
Pour cette application, l’isolant (PSE) est M1. Le comportement au feu (SBI) de cette
solution constructive n’est pas connu. En France pour les doublages, on sait qu’il n’est pas
nécessaire que le PSE soit ignifugé pour obtenir un classement B au SBI. En effet, un doublage
10+80 (plaque de pâtre de 9.5mm et 80 mm de PSE non ignifugé) est classé B. En condition
finales d’utilisation, l’application testée est en position horizontale, mais le test SBI est effectué sur
des échantillons placés verticalement. Pour une question de facilité de montage des échantillons
pour les essais, nous avons choisi d’utiliser des panneaux de PSE au lieu d’entrevous. Les
panneaux de PSE sont rainurés afin de recevoir un enduit de 15mm de plâtre appliqué
manuellement. Un schéma de ces panneaux est proposé plus bas dans le tableau 1.
Afin de savoir si le classement du produit diffère selon les caractéristiques de l’isolant, nous
testons des PSE standards et des PSE avec ignifugeants (classés M1 en Espagne), à différentes
densités. Cela nous permettra de déterminer s’il est nécessaire que le PSE soit ignifugé derrière 15
mm de plâtre. Le but étant de pouvoir prétendre à un classement B de cette application.
La campagne d’essai a été réalisée de décembre 2000 à février 2001 au Centre de
Recherche et de Développement de la société KNAUF à Ungersheim (France).
1. Matériaux
Les panneaux de PSE sont fabriqués par la société KNAUF Miret, le plâtre utilisé est du
LONGIPS de la société IBERPLACO. Les paramètres que nous avons fait varier sont :
-
la densité du PSE (10 et 15 kg/m3)
-
la qualité du PSE (standard ou M1)
L’épaisseur de l’isolant est 165mm pour tous le produits et l’épaisseur de plâtre est toujours
15 mm. Les échantillons testés ont donc une épaisseur de 180mm ce qui constitue l’épaisseur
maximale que l’on peut tester au SBI compte tenu des dimensions des chariots supports
d’éprouvettes.
Par ailleurs, il a été convenu de tester des échantillons de PSE M1 de densité 20kg/m3 dans
lesquels on a découpé des alvéoles dans la longueur du panneau pour simuler les alvéoles des
entrevous moulés. Ceci, afin de déterminer l’influence des alvéoles pour un essai SBI.
KNAUF CRD - XA - Rapport d'essais SBI.doc- 01/03/01 15:27
Page 3 de 8
Recherche et Développement
La campagne d’essai porte donc sur un total de 5 produits à tester. Le tableau ci-dessous
présente les caractéristiques de chaque produit testé :
Test nº
d e n s ité
(k g /m 3 )
q u a lité
schéma
é p a is s e u r d e
Nb
p lâ tre (m m )
d 'é c h a n tillo n s
A
10
s td
15
2
B
10
M1
15
2
C
15
s td
15
2
D
15
M1
15
2
E
20
M1
15
2
TO TA L
10
Tableau 1 : Déscription des configurations à tester
Ci-dessous 2 photos présentant les panneaux PSE utilisé ainsi que les alvéoles percées pour
simuler les entrevous moulés.
Photo 2 : alvéoles simulant les entrevous moulés
Photo 1 : Panneaux PSE utilisés
KNAUF CRD - XA - Rapport d'essais SBI.doc- 01/03/01 15:27
Page 4 de 8
Recherche et Développement
2. Préparation des échantillons
Les
éléments
constitutifs
des
échantillons
(panneaux PSE largeur 495 et 1000 mm et plâtre) ont
été livrés séparément puis assemblés. Dans un premier
Panneau PSE plâtré
temps nous avons réalisé l’enduit plâtre de 15 mm sur
l’ensemble des panneaux de PSE. Pour cela les
panneaux sont placés dans des bâtis en bois puis
Bâti en bois
plâtrés.
Les
panneaux
plâtrés
ont
ensuite
été
conditionnés pendant 4 semaines dans un local ventilé
afin de laisser sécher le plâtre. Une fois secs, les
panneaux peuvent être assemblés pour les essais.
Photo 3 : dispositif pour plâtrer les panneaux PSE
3. Montage des corps d’épreuves
Un corps d’épreuve pour le SBI est constitué de 2 éléments : une petite aile et une grande
aile. Chaque élément est collé sur toute sa surface sur une plaque silico-calcaire de 12mm
d’épaisseur. Cette plaque constitue la contre paroi (backing board). Le schéma ci-dessous décrit le
mode de montage du corps d’épreuve.
Schéma de montage des échantillons
1
1
1000
2
2
500
3
3
Fixation
Collage de toute la surface de
l’échantillon sur la ‘contre-paroi ’
Légende
1 : Plaque silico-calcaire (contre-paroi) 12 mm (1500 ± 5 mm x 750 ± 5 mm et 1500 ± 5 mm x 1000 ± 5
mm)
2 : PSE épaisseur 165 mm (1500 ± 5 mm x 495 ± 5 mm et 1500 ± 5 mm x 1000 ± 5 mm)
3 : Plâtre épaisseur 15 mm
Le collage est effectué avec du mortier colle KNAUF MA2. Le joint situé au coin formé par
les 2 ailes perpendiculaire est bouché avec le même plâtre que celui utilisé pour enduire la surface
des panneaux d’isolant PSE. Un délai minimum de 3 jours est nécessaire pour que ce joint soit
bien sec.
KNAUF CRD - XA - Rapport d'essais SBI.doc- 01/03/01 15:27
Page 5 de 8
Recherche et Développement
4. Résultats des essais
Chaque produit a fait l’objet de 2 essais SBI, les valeurs présentées pour chaque produit
correspondent à la moyenne des 2 essais de ce produit.
Il faut tout d’abord souligner que le revêtement de 15 mm de plâtre constitue un écran de
protection du PSE. Ainsi pour l’ensemble des essais, il n’y a jamais eu d’inflammation du PSE. Le
classement obtenu est toujours B. Cette performance est due à l’intégrité de l’enduit plâtre
pendant les 20 minutes de l’essai. Tant que le plâtre ne se perce pas pour laisser la flamme
attaquer le PSE, celui-ci ne brûle pas. Sur les photos ci-dessous on peut observer un échantillon en
fin d’essai. Seule la zone à proximité du brûleur est endommagée (il n’y a pas de propagation de
flamme sur le plâtre). L’enduit plâtre est fissuré dans la zone d’attaque de la flamme mais il n’est
pas percé.
Photo 4 : Vue d'un échantillon en
fin d'essai
Photo 5 : Zoom sur la zone
endommagée
Derrière le plâtre, le PSE se rétracte en raison de l’élévation de température. Mais cela
n’affecte pas les résultats d’essai car il n’a pas brûlé comme on peut le voir sur la photo
suivante (sur les 2 photos le plâtre a été cassé pour permettre de voir le PSE) :
Photo 5 : au niveau de la flamme derrière le
plâtre, le PSE se rétracte
KNAUF CRD - XA - Rapport d'essais SBI.doc- 01/03/01 15:27
Photo 6 : en dehors de la zone de
la flamme, le PSE est intact
Page 6 de 8
Recherche et Développement
Il n’y a jamais de chutes de gouttes enflammées et la production de fumées est très faible.
Les classements supplémentaires sont donc toujours d0 et s1.
Puisque le plâtre joue un rôle d’écran protecteur du PSE, les caractéristiques de l’isolant
(densité et qualité standard ou M1) n’ont pas d’influence sur le classement obtenu. Le tableau
suivant récapitule le classement obtenu pour chacun des 5 produits testés avec les valeurs des 4
paramètres pris en compte pour les Euroclasses.
Seuil pour
la c las s e B
P a ra m è tre
FIGRA (W /s )
THR600s (M J)
S M OGRA (m ²/s ²)
TS P600s (m ²)
< 120 W/s
< 7,5 MJ
< 30m²/s ²
< 50m²
P ro duit A
P ro duit B
P ro duit C
P ro duit D
P ro duit E
V aleurs Class e V aleurs Class e V aleurs Class e V aleurs Class e V aleurs Clas s e
4.97
B
0.00
B
7.18
B
4.05
B
5.19
B
0.47
B
0.29
B
0.96
B
0.60
B
0.25
B
0.00
s1
0.00
s1
0.00
s1
0.00
s1
0.00
s1
32.62
s1
25.83
s1
26.83
s1
27.04
s1
29.75
s1
C las se m e n t
B s1 d 0
B s1 d 0
B s1 d 0
B s1 d 0
B s1 d 0
Tableau 2 : Récapitulatif des classements obtenus
Il apparaît à première vue que les valeurs des 4 paramètres sont sensiblement plus faibles
pour les produits M1 que pour les produits standards. Et, de même, ces valeurs sont plus faibles
pour les densités basses (il y a moins de produit). La présence des alvéoles dans le PSE ne modifie
pas le classement du produit.
Le graphique ci-dessous illustre l’évolution du débit calorifique (RHR) des 5 produits testés.
D éb it ca lo rifiq u e (kW )
30
25
20
A
B
C
15
D
E
10
5
1530
1485
1440
1395
1350
1305
1260
1215
1170
1125
1080
990
1035
945
900
855
810
765
720
675
630
585
540
495
450
405
360
315
270
225
180
90
135
0
45
0
t (s)
La valeur 30 KW portée comme maximum de l’axe des abscisses correspond au niveau de
débit calorifique du brûleur à gaz. Les valeurs des paramètres mesurés sont tellement faibles qu’il
est délicat de comparer les résultats entre 2 produits. Les courbes illustrant l’évolution des 3
paramètres température,
débit calorifique et production de fumées pour chaque produit sont
présentées en annexe.
KNAUF CRD - XA - Rapport d'essais SBI.doc- 01/03/01 15:27
Page 7 de 8
Recherche et Développement
Dans la configuration de l’essai, les caractéristiques (densité et standard ou M1) du PSE
n’ont pas d’influence sur le classement du produit.
5. Conclusion
Les résultats de cette campagne d’essai SBI sont satisfaisants puisque les 5 produits testés
peuvent prétendre à l’Euroclasse B (selon prEN 13501-1).
Cette étude permet de montrer que la nature de l’isolant n’intervient pas de façon
significative sur le comportement au feu pour cette application lors de l’essai SBI. En effet les 5
produits testés ont des valeurs de FIGRA, THR, SMOGRA et TSP très proches et très faibles. Pour
l’application considérée (derrière un revêtement de 15mm de plâtre) il n’est donc pas nécessaire
de mettre en œuvre un PSE M1.
De plus les alvéoles percées dans l’isolant pour simuler des entrevous moulés n’altèrent pas
le comportement au feu du système.
KNAUF CRD - XA - Rapport d'essais SBI.doc- 01/03/01 15:27
Page 8 de 8
ANNEXES
Représentations graphiques de l’évolution :
- de la température dans le conduit de mesure Tms (°C)
- du débit calorifique RHR (kW)
- de la production de fumées RSP (m²/s²)
Comparaison des 5 produits testés
t (s)
15
14
14
13
13
12
12
12
11
11
10
10
0
2
4
6
8
0
2
4
6
8
0
2
4
6
8
0
2
4
36
88
40
92
44
96
48
00
52
04
56
08
96
91
86
81
76
72
67
62
57
52
48
43
38
33
28
24
19
14
96
48
0
Température de la section de mesure (°C)
60
50
40
A
B
30
C
D
E
20
10
0
t (s)
15
14
14
13
13
12
12
12
11
11
10
0
2
4
6
8
0
2
4
6
8
0
2
4
6
8
0
2
36
88
40
92
44
96
48
00
52
04
56
08
96
91
86
81
76
72
67
62
57
52
48
43
38
33
28
24
19
4
96
14
10
0
48
Débit calorifique (kW)
30
25
20
A
B
15
C
D
E
10
5
0
t (s)
15
14
14
13
13
12
12
12
11
11
10
0
2
4
6
8
0
2
4
6
8
0
2
4
6
8
0
2
36
88
40
92
44
96
48
00
52
04
56
08
96
91
86
81
76
72
67
62
57
52
48
43
38
33
28
24
19
4
96
14
10
0
48
Production de fumées (m²/s)
0.1
0.09
0.08
0.07
A
B
0.06
C
D
0.05
E
0.04
0.03
0.02
0.01
0
Produit A
- densité 10kg/m3
- qualité standard
t (s)
15
14
14
13
13
12
12
11
11
10
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
9
8
7
6
5
4
3
2
30
79
28
77
26
75
24
73
22
71
20
96
91
86
81
76
71
66
61
56
51
45
40
35
30
25
20
15
10
51
0
Température dans la section de mesure (°C)
60
50
40
30
Tms (°C)
20
10
0
0
t (s)
15
14
14
13
13
12
12
11
11
10
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
9
8
7
6
5
4
3
2
30
79
28
77
26
75
24
73
22
71
20
96
91
86
81
76
71
66
61
56
51
45
40
35
30
25
20
15
10
51
Débit calorifique (kW)
40
35
30
25
20
RHRtotal (kW)
RHRav (kW)
15
10
5
0
0
51
10
2
15
3
20
4
25
5
30
6
35
7
40
8
45
9
51
0
56
1
61
2
66
3
71
4
76
5
81
6
86
7
91
8
96
9
10
20
10
71
11
22
11
73
12
24
12
75
13
26
13
77
14
28
14
79
15
30
Production de fumées (m²/s)
0.16
0.14
0.12
0.1
0.08
RSPtotal (kW)
RSPav (kW)
0.06
0.04
0.02
0
t (s)
Produit B
- densité 10kg/m3
- qualité M1
t (s)
15
14
14
13
13
13
12
12
11
11
10
10
0
5
0
5
0
5
0
5
0
5
0
5
0
5
0
5
0
5
0
5
30
85
40
95
50
05
60
15
70
25
80
35
99
94
90
85
81
76
72
67
63
58
54
49
45
40
36
31
27
22
18
13
90
45
0
Température dans la section de mesure (°C)
60
50
40
30
20
10
0
t (s)
15
14
14
13
13
12
12
11
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
9
8
7
6
5
4
3
2
30
79
28
77
26
75
24
73
22
71
20
96
91
86
81
76
71
66
61
56
51
45
40
35
30
25
20
15
10
10
0
51
Débit calorifique (kW)
40
35
30
25
20
RHRtotal (kW)
RHRav (kW)
15
10
5
0
t (s)
15
14
14
13
13
12
12
11
11
10
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
9
8
7
6
5
4
3
2
30
79
28
77
26
75
24
73
22
71
20
96
91
86
81
76
71
66
61
56
51
45
40
35
30
25
20
15
10
0
51
Production de fumées (m²/s)
0.16
0.14
0.12
0.1
0.08
RSPtotal (kW)
RSPav (kW)
0.06
0.04
0.02
0
Produit C
- densité 15 kg/m3
- qualité standard
t (s)
15
14
14
13
13
13
12
12
11
11
10
10
0
5
0
5
0
5
0
5
0
5
0
5
0
5
0
5
0
5
0
5
30
85
40
95
50
05
60
16
70
25
80
35
99
94
90
85
81
76
72
67
63
58
54
49
45
40
36
31
27
22
18
13
90
45
0
Température dans la section de mesure (°C)
60
50
40
30
20
10
0
0
t (s)
15
14
14
13
13
12
12
11
11
10
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
9
8
7
6
5
4
3
2
30
79
28
77
26
75
24
73
22
71
20
96
91
86
81
76
71
66
61
56
51
45
40
35
30
25
20
15
10
51
Débit calorifique (kW)
40
35
30
25
20
RHRtotal (kW)
RHRav (kW)
15
10
5
0
t (s)
15
14
14
13
13
12
12
11
11
10
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
9
8
7
6
5
4
3
2
30
79
28
77
26
75
24
73
22
71
20
96
91
86
81
76
71
66
61
56
51
45
40
35
30
25
20
15
10
0
51
Production de fumées (m²/s)
0.16
0.14
0.12
0.1
0.08
RSPtotal (kW)
RSPav (kW)
0.06
0.04
0.02
0
Produit D
- densité 15kg/m3
- qualité M1
90
13
5
18
0
22
5
27
0
31
5
36
0
40
5
45
0
49
5
54
0
58
5
63
0.
5
67
5
72
0
76
5
81
0
85
5
90
0.
5
94
5
99
0
10
35
10
80
11
25
11
70
12
15
12
60
13
05
13
51
13
95
14
40
14
85
15
30
45
0
Température dans la section de mesure (°C)
60
50
40
30
20
10
0
t (s)
t (s)
15
14
14
13
13
12
12
11
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
9
8
7
6
5
4
3
2
30
79
28
77
26
75
24
73
22
71
20
96
91
86
81
76
71
66
61
56
51
45
40
35
30
25
20
15
10
10
0
51
Débit calorifique (kW)
40
35
30
25
20
RHRtotal (kW)
RHRav (kW)
15
10
5
0
t (s)
15
14
14
13
13
12
12
11
11
10
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
9
8
7
6
5
4
3
2
30
79
28
77
26
75
24
73
22
71
20
96
91
86
81
76
71
66
61
56
51
45
40
35
30
25
20
15
10
0
51
Production de fumées (m²/s)
0.16
0.14
0.12
0.1
0.08
RSPtotal (kW)
RSPav (kW)
0.06
0.04
0.02
0
Produit E
- densité 20kg/m3
- qualité M1
- alvéoles
t (s)
15
14
14
13
13
13
12
12
11
11
10
10
0
5
0
5
0
5
0
5
0
5
0
5
0
5
0
5
0
5
0
5
30
85
40
95
50
05
60
15
70
25
80
35
99
94
90
85
81
76
72
67
63
58
54
49
45
40
36
31
27
22
18
13
90
45
0
Température dans la section de mesure (°C)
60
50
40
30
20
10
0
0
t (s)
15
14
14
13
13
12
12
11
11
10
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
9
8
7
6
5
4
3
2
30
79
28
77
26
75
24
73
22
71
20
96
91
86
81
76
71
66
61
56
51
45
40
35
30
25
20
15
10
51
Débit calorifique (kW)
40
35
30
25
20
RHRtotal (kW)
RHRav (kW)
15
10
5
0
t (s)
15
14
14
13
13
12
12
11
11
10
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
9
8
7
6
5
4
3
2
30
79
28
77
26
75
24
73
22
71
20
96
91
86
81
76
71
66
61
56
51
45
40
35
30
25
20
15
10
0
51
Production de fumées (m²/s)
0.16
0.14
0.12
0.1
0.08
RSPtotal (kW)
RSPav (kW)
0.06
0.04
0.02
0