Notions de protection au feu des structures
Température critique
L’élévation de température provoque une modification considérable des propriétés mécaniques de l’acier :
À 400 °C, sa limite d’élasticité est ramenée à 60 % de sa valeur initiale. Une structure acier soumise à la chaleur n’assurera plus sa fonction portante après un certain temps et s’écroulera. La température à laquelle cette situation se produit est appelée température critique.
Cette température critique sera différente en fonction de l’importance de la charge initiale et dépendra essentiellement du degré de contrainte admissible et de la nature de cette contrainte.
Dans un but de simplification, les valeurs minimales de températures critiques suivantes peuvent être utilisées sur la base de l'Eurocode 1993-1-2 :
- 500 °C pour des éléments comprimés ou des éléments soumis à la flexion et à la compression axiale
- 540 °C pour des poutres isostatiques et des éléments tendus
- 570 °C pour des poutres hyperstatiques.
Facteur de massiveté
Le facteur de massiveté S/V exprime le rapport entre la surface exposée au flux thermique S (m²) et le volume d’un élément par unité de longueur V (m³). Sa valeur influence très sensiblement le comportement au feu de l’élément de structure considéré.
Un élément présentant un quotient S/V [m-1] de faible valeur subira un échauffement bien plus lent qu’un élément ayant un facteur de massiveté élevé. Il aura ainsi une résistance au feu plus grande.
Plus le quotient S/V est faible, plus la résistance au feu de l'élément est grande : il s'échauffera ainsi moins vite.
A l'inverse, plus le quotient S/V est grand, plus vite l'élément atteindra sa température critique.