Comment le polycarbonate se conforme-t-il aux classifications européennes en matière d’incendie ?

Si la sécurité incendie et les réglementations ont toujours été une priorité dans les normes de construction, à la suite d’événements tels que l’incendie de la tour Grenfell à Londres qui a tué 72 personnes en 2017, ces exigences sont devenues encore plus strictes.

Par conséquent, lorsqu’ils spécifient des produits et des systèmes de construction, les architectes et les entrepreneurs doivent connaître les réglementations liées au feu ainsi que les procédures de test et les niveaux de classification des performances.

Ce qui suit est un aperçu des normes européennes actuelles en matière d’incendie, des tests et des niveaux de certification, avec un accent particulier sur la capacité unique du polycarbonate à résister au feu par rapport à d’autres matériaux plastiques transparents.

Norme européenne EN 13501-1

Alors qu’auparavant, chaque pays européen disposait de ses propres mécanismes de certification des produits de construction, la situation a changé lorsque l’Union européenne a établi la norme harmonisée afin d’accroître l’uniformité et la qualité des normes dans l’ensemble des pays européens et au-delà. Un nombre important de pays d’Asie, du Moyen-Orient et d’Afrique, ainsi que la Russie, ont adopté les Eurocodes ou ont manifesté leur intérêt pour leur adoption.

Impact sur les réglementations en matière d’incendie

La norme européenne EN 13501-1 : Classement au feu des produits de construction et des éléments de construction définit les procédures de test permettant d’évaluer et de classer la réaction d’un matériau au feu. Selon cette norme, qui s’applique à tous les produits de construction, le matériau doit être testé dans un laboratoire agréé de la même manière qu’il sera installé dans un bâtiment.

Le test EN 13501-1 permet de tester une gamme d’épaisseurs et de couleurs. Par exemple, si des plaques d’une épaisseur de 1 mm et de 10 mm sont testées et passent avec succès, toutes les épaisseurs intermédiaires sont certifiées. De même, si un fabricant teste sa couleur la plus claire, sa couleur la plus foncée et une couleur intermédiaire et qu’il réussit, on considère que les autres couleurs réussissent également.

Définitions des classes Euro

En fonction de la performance du matériau lorsqu’il est exposé au feu, une catégorie de classe est attribuée comme suit :

• Classe F – Facilement inflammable
• Classe E – Test de petite flamme d’une durée de 15 secondes avec une propagation de flamme de moins de 15 cm
• Classe D – Test de petite flamme d’une durée de 30 secondes avec une propagation de flamme de moins de 15 cm et un dégagement de chaleur de 750 watts par seconde ou moins.
• Classe C – Le dégagement de chaleur d’un seul article en feu est inférieur à 250 watts par seconde.
• Classe B – Le dégagement de chaleur d’un seul objet en feu est inférieur à 120 watts par seconde.
• Classe A2 – Le matériau subit avec succès un test d’incombustibilité dans un four à 750 degrés C ou un test de potentiel calorifique, qui consiste à brûler une petite quantité de matériau dans de l’oxygène pur à l’intérieur d’un calorimètre à bombe.
• Classe A1 – Le matériau passe à la fois un test d’incombustibilité et un test de potentiel calorifique.

En outre, pour les Euroclasses A1, A2 et B, le matériau ne subit aucun embrasement, ce qui signifie que sa contribution à un incendie est minime. Pour les classes C, D, E et F, le matériau peut provoquer un embrasement lors d’un test d’incendie.

Pour obtenir la classification A2, B, C ou D, le matériau est également évalué en fonction de la quantité de fumée et de gouttelettes enflammées qu’il dégage.

• Un produit dégageant peu ou pas de fumée est classé s1, un niveau moyen de fumée est classé s2 et un produit générant beaucoup de fumée, rendant ainsi l’évacuation plus difficile, est classé s3.
• Les gouttelettes ou particules enflammées peuvent infliger des brûlures à la peau et provoquer la propagation de l’incendie. Un classement d0 signifie que le produit ne produit pas de particules enflammées lorsqu’il est exposé au feu pendant 600 secondes. Une classification d1 signifie que des gouttelettes enflammées sont libérées pendant cette période, mais qu’elles ne brûlent pas pendant plus de 10 secondes. Le niveau d2 s’applique aux matériaux qui libèrent des gouttelettes sur une période de 600 secondes et qui brûlent pendant plus de 10 secondes.

Réaction du polycarbonate au feu

Matériau de construction très efficace, le polycarbonate (PC) est léger, résistant aux chocs, durable, facile à mouler et de longue durée. Avec un poids inférieur de moitié à celui du verre, comment les plaques de polycarbonate translucides et transparentes résistent-elles au feu ?

Le matériau offre deux avantages principaux dans la manière dont il réagit au feu. Tout d’abord, sans aucun additif spécial, le polycarbonate est certifié de classe B, ce qui signifie que la plaque contribue le moins possible à la propagation du feu. Par conséquent, si un incendie se déclare dans un bâtiment, une fois qu’il atteint le polycarbonate, le matériau n’empêchera pas la propagation du feu. Toutefois, la vitesse de propagation sera très lente, surtout si on la compare à celle d’autres matériaux combustibles. Deuxièmement, le polycarbonate non traité produira très peu de fumée en présence d’un incendie. Ceci est important car Stanford Medicine rapporte que la fumée est à l’origine d’environ 70 % des décès de victimes d’incendie.

Le polycarbonate est classé s1, ce qui signifie que la vitesse ou la quantité de fumée est nulle ou très faible. En outre, le polycarbonate produit très peu de gouttelettes enflammées, qui contribuent à la propagation du feu en enflammant d’autres surfaces, et reçoit donc un classement d0 selon la norme EN 13501-1.

Pour mieux comprendre le matériau lui-même, le polycarbonate a une température de service très large, allant de -50 à +120 degrés C. À environ 135 degrés, il atteint la température de déflexion thermique et commence à perdre ses propriétés physiques. À environ 140 degrés, la plaque commence à se déformer, ce qui finit par faire plier ou s’effondrer le matériau hors de son cadre ou de ce qui le maintient en place.

Entre 160 et 170 degrés, la plaque commence à se transformer en un matériau fondu qui commence à couler.

Ce phénomène de fusion peut contribuer à éteindre le feu dans les cas où il fond directement sur la source de la flamme. En même temps, ce phénomène peut compliquer les tests, car le polycarbonate fondu peut dégouliner sur le brûleur et éteindre la flamme, interrompant ainsi le test avant qu’une classification ne puisse être donnée. Ainsi, une plaque de polycarbonate solide d’une épaisseur supérieure à 6 mm ne peut pas être testée, car elle étoufferait le feu en fondant. Toutefois, les plaques de polycarbonate multiparois peuvent être testées même si elles sont très épaisses. En effet, dans cette variante du produit, il y a beaucoup d’air et relativement peu de matériau à faire fondre. 

Le polycarbonate reçoit généralement la note B, s1, d0 selon la norme EN 13501-1.

Polycarbonate solide et polycarbonate multi-parois

Pour les architectes et les maîtres d’ouvrage, il est important de comprendre non seulement les exigences réglementaires et les détails des tests en laboratoire EN, mais aussi la façon dont les différents types de plaques de polycarbonate réagissent au feu lorsqu’ils sont installés.

Une distinction importante est faite entre le polycarbonate solide et le polycarbonate multiparois. Le polycarbonate solide est normalement plus lourd car il contient plus de matériau par mètre carré, tandis que les plaques multiparois contiennent des canaux d’air ou des cannelures.

Prenons l’exemple d’un vitrage vertical, pour lequel on peut utiliser des plaques de polycarbonate solides ou multiparois. En cas d’incendie, les plaques multiparois brûleront plus rapidement et créeront un trou dans le vitrage. Si la source de l’incendie est interne et que le trou permet à la fumée de s’échapper de la pièce vers l’extérieur, cela est bénéfique. D’autre part, une plaque solide arrêtera mieux la propagation du feu, ce qui est essentiel si les occupants du bâtiment se trouvent de l’autre côté du vitrage. Dans le cas d’une application sur un toit ou un auvent, la feuille multi-parois permettra à la combustion de se produire plus rapidement, créant une ouverture et permettant à la fumée de s’échapper.

Additifs ignifuges

Au cours du processus d’extrusion du polycarbonate, le fabricant peut ajouter des additifs ignifuges à la plaque de polycarbonate. Ces additifs ne nuisent pas, ne réduisent pas et ne dégradent pas les propriétés physiques et optiques naturelles du matériau. En outre, en cas d’incendie, les additifs ignifuges peuvent améliorer les propriétés de la plaque de polycarbonate.

L’additif réagit au feu en créant un environnement brumeux très près de la surface de la plaque. Ce “brouillard” dilue l’oxygène gazeux et inhibe ainsi le processus de combustion. Le FR augmente l’indice d’écoulement de la matière fondue et rend la plaque plus visqueuse et plus lente à fondre. Cela permet de réduire l’égouttage.

Dans l’environnement de test EN 13501-1, le polycarbonate sans FR n’est pas considéré comme un matériau gouttant et reçoit un classement d0. Par conséquent, d’un point de vue purement réglementaire en matière d’incendie, il n’y a pas d’avantage à utiliser du FR puisque la classification reste la même.

Comparaison avec d’autres matériaux plastiques transparents

Le polycarbonate présente un avantage notable par rapport à l’acrylique en ce qui concerne le feu. L’acrylique est considéré comme un matériau combustible et se comporte beaucoup moins bien que le polycarbonate dans les tests de résistance au feu. En comparaison, le polycarbonate offre un degré de combustibilité et un degré d’égouttage bien meilleurs. En ce qui concerne le dégagement de fumée, il n’y a pas de grande différence entre les deux matériaux.

En ce qui concerne le PVC, ce matériau dégage plus de fumée que le polycarbonate. Toutefois, les plaques minces de PVC sont moins inflammables que le polycarbonate.

La fibre de verre est plus inflammable que le polycarbonate. Pour obtenir de bons résultats avec la fibre de verre, il faut beaucoup d’additifs FR, ce qui rend le matériau plus cher que le polycarbonate.

À retenir

Confrontés à des tests et à des exigences rigoureuses en matière d’incendie, les architectes et les prescripteurs seront mieux armés s’ils comprennent mieux les niveaux de classification de l’EN 13501-1. En outre, lors de l’évaluation des matériaux plastiques transparents, une compréhension plus approfondie du polycarbonate, de sa réaction au feu et des classements Euro peut aider à déterminer les matériaux qui répondront aux codes et aux exigences du projet.