PANNEAUX DE PROTECTION PASSIVE CONTRE L’INCENDIE INSONORISANTS pour tunnels et voutes
L’inquiétude quant aux conséquences des incendies dans les tunnels, dont nous avons été témoins à la suite de ceux qui se sont produits au Mont Blanc, à Saint-Gothard, au Tauern et au Ka-prun, ayant fait 221 morts. À ces derniers s’ajoutent d’autres incendies qui, sans causer de morts, engendre de grandes pertes se comptants en centaine de millions d’Euros. Ces tragédies ont mené les autorités à se concentrer sur des solutions optimisant la gestion des incendies au niveau de la température, de la fumée ainsi que des accès. De plus, des attentions particulières ont été mises sur la protection des installations électriques et sur la structure en béton du tunnel afin de protéger l’intégrité de l’ouvrage. C’est pourquoi les solutions passives de protection incendie ont un impact très positif sur l’amélioration de la résistance au feu des tunnels et voutes.
L’objectif principal de la sécurité incendie dans les tunnels et voutes doit être la sécurité des utilisateurs, en leur fournissant du temps et des voies d’évacuation sûres. En outre, les objectifs considérés comme secondaires, tels que la protection structurelle, doivent également être une priorité, car ils impliquent de donner plus de temps et plus de chances de survies aux utilisateurs impliqués dans l’incendie et plus de temps pour l’arrivée des pompiers. En plus de prévenir l’effondrement de la structure, les moyens de protection passives permettent de garder une fluidité de la circulation. D’autres protections doivent également être considérées comme très importantes à cet égard, telles que la ventilation, l’évacuation des fumées, etc.
Les différentes réglementations européennes tout comme les normes américaines sur les incendies dans les tunnels s’accordent à dire que l’évolution de la température qui se produit à l’intérieur d’un tunnel diffère considérablement de celle qui peut se produire dans un bâtiment au-dessus du sol. Dans ce dernier cas, les études d’évolution de la température ont conduit à la mise en œuvre internationale d’un modèle mathématique qui peut être reproduit en laboratoire dans lequel un feu de combustible cellulosique est représenté et une température de 1000º C est atteinte en 90 minutes. Ce modèle, appelé « Standard Fire Curve », est défini par la norme internationale ISO 834 et est également inclus dans la norme espagnole UNE 23.093. Il est applicable dans les tests de résistance au feu qui sont effectués dans divers pays conformément aux exigences établies localement.
Des études menées en Allemagne établissent lors d’un incendie à l’intérieur d’un tunnel, les températures augmentent beaucoup plus rapidement, atteignant jusqu’à 1200 ° C dans les 5 à 10 premières minutes. Selon des études néerlandaises, cette augmentation pourrait atteindre 1300 °C, compte tenu d’un incendie d’hydrocarbures confinés. En France, comme dans d’autres autorités, ces critères d’aménagement du feu sont également reconnus et acceptés. Il faut préciser que ces études se réfèrent principalement aux tunnels routiers. Cependant, l’expérience des incendies dans les tunnels ferroviaires (tunnel sous la Manche par exemple) permet également d’adopter ces critères d’aménagement du feu.
Un scénario d’incendie doit envisager:
- Le taux de chauffage (taux d’augmentation de la température).
- Température maximale attendue.
- La durée de l’incendie.
- La période de refroidissement suivante.
Tous ces aspects exercent une grande influence sur l’effet du feu sur les différents éléments qui composent le tunnel lui-même, ainsi que sur son comportement. Étant donné que dans la protection passive, il est très important de connaître le degré de protection d’une certaine solution constructive dans son aspect de résistance au feu. Cette résistance au feu est identifiée par le temps en minutes pendant lequel la protection est capable de remplir sa fonction lorsqu’elle est soumise à l’action d’un « incendie standardisé ». Des normes d’essai spécifiques sont mises en place afin de garantir que les composants du tunnel sont conformes aux exigences de sécurité établies par les réglementations correspondantes.
Sur la base de cette prémisse, un modèle de courbe de test a été développé en Allemagne, appelé ZTV-RABT, qui atteint 1200 °C en cinq minutes et maintient cette température pendant des périodes pouvant varier de 30 à 120 minutes, suivies d’une autre période de refroidissement, contrôlée pendant 110 minutes. De même, aux Pays-Bas, le Rijswaterstaat a développé une courbe spécifique pour les tunnels, dans laquelle une température jusqu’à 1 350 °C est atteinte avec une période de chauffage initiale allant jusqu’à 1 200 °C en quelques minutes. Cette courbe incendie représente la combustion d’un pétrolier chargé de 50 000 litres d’huile brûlante pendant 120 minutes. En France, une courbe d’hydrocarbures modifiée plus sévère que la courbe d’hydrocarbures normale a été adoptée et utilisée pour tester des systèmes destinés aux usines pétrochimiques. La figure 1 montre une comparaison des différentes courbes mentionnées.
Face à de telles actions thermiques, il est évident que les matériaux se comporteront différemment de la température représentée par la courbe standard, qui a été vérifiée à la fois dans des études de laboratoire et dans la réalité des incendies qui se sont produits.
Le béton armé, dans plusieurs de ses compositions, est le principal élément constitutif de nombreux tunnels et voutes à la fois routiers et ferroviaires. Ce matériau peut être grandement affecté par le feu, notamment en raison de la vitesse de chauffage et des températures maximales atteintes.
L’effet de la température sur la perte de capacité de résistance de l’armature et du béton lui-même peut être vu à la figure 2.
Les transformations physiques et chimiques qui ont lieu dans le béton, y compris sa fusion à 1200 °C, conduisent inévitablement à son effondrement et à sa destruction, le rendant irrécupérable à la fin de l’incident. Il doit donc être remplacé. Dans tous les cas, on considère que lorsqu’il atteint 300 ºC, le béton perd une partie importante de sa capacité de résistance et doit être remplacé après avoir subi les effets d’un incendie.
Une autre conséquence très importante est l’effet d’écaillage. L’extraordinaire rapidité avec laquelle le béton est chauffé génère le passage de l’eau contenue dans la masse en vapeur à une vitesse explosive. Comme le béton utilisé a généralement de petits pores, la vapeur ne peut pas être correctement libérée, ce qui produit une pression capable de détruire les couches les plus externes du béton. Ce comportement expose l’armature et d’augmente le risque d’effondrement du tunnel. Le moment où l’écaillage se produit est dans les 20-30 premières minutes de l’incendie, les causes les plus importantes de cet effet étant la vitesse de chauffage (surtout quand il dépasse 2-3º C / minute), la perméabilité du matériau et le niveau de saturation des pores (en particulier au-dessus de 2-3% en poids de la teneur en humidité du béton). Il en résulte que les bétons à haute performance et à faible perméabilité sont les plus vulnérables à cet effet.
L’écaillage a été étudié dans certains laboratoires, comme l’essai effectué par le SINTEF norvégien en décembre 1988, dans lequel cet effet est vérifié par des actions thermiques du feu d’hydrocarbures, observant une diminution presque totale lorsque le béton reçoit une protection adéquate.
Plusieurs systèmes ont été proposés pour minimiser les effets de l’action du feu sur le béton, mais celui qui s’est avéré le plus efficace est la barrière thermique. La fonction de cette barrière, comme il est évident, est de protéger le substrat de l’action directe du feu, en limitant le flux de chaleur à travers lui et, par conséquent, en réduisant la vitesse de chauffage et le temps pendant lequel la température maximale autorisée est atteinte.
Les barrières les plus utilisées sont celles formées par des mortiers de ciment avec maille ou par des plaques spéciales fixées mécaniquement au substrat. Ces systèmes avec ancrages mécaniques éliminent les problèmes d’adhérence, n’ont pas d’effet d’écaillage et ne sont pas sensibles à l’humidité. Ce type de produit a été largement testé dans les laboratoires les plus importants d’Europe – TNO (Hollande), MPA Braunschweig (Allemagne), CSTB (France), etc., avec des résultats qui confirment que les degrés de protection requis ont été obtenus.
Les protections prévues (et leurs systèmes de fixation) doivent avoir des caractéristiques de comportement prouvées en cas d’incendie, ainsi que d’autres qui leur permettent de résister aux actions de leur situation et à l’utilisation normale du tunnel, telles que les variations de pression dues au passage des véhicules, à grande vitesse, qui peuvent atteindre ±800 Pa dans les tunnels routiers, ± 1 100 Pa dans les tunnels ferroviaires de transport et jusqu’à ±5 000 Pa dans les tunnels ferroviaires à grande vitesse.
Ces caractéristiques démontrées doivent être prouvées par des rapports d’essai correspondants. Dans le cas de la résistance au feu, ce type d’essai consiste à préparer un échantillon de béton et sa protection au plus près de la façon dont il sera effectivement installé, avec des tailles de 4×3 m. L’échantillon est mis au four et soumis à l’action d’un programme thermique normalisé tel que ceux précédemment exposés. Cet essai permet de mesurer, pendant tout le processus les déformations du béton, l’apparition du phénomène d’écaillage et les gradients de température sur la face inférieure du matériau ainsi que dans les éléments de renforcement (l’armature). Les informations sont collectées par un certain nombre de thermocouples de contrôle convenablement situés dans la masse de béton.
Les exigences auxquelles le système de protection doit satisfaire dépendent du type de tunnel, de l’utilisation et de la législation à cet égard dans chaque pays. Voici quelques-uns des plus courants rencontrés récemment dans notre implication sur divers projets:
Exigences ZTV allemandes:
- La température maximale sur la face inférieure du béton < 300º C lorsqu’elle est soumise à la courbe RABT.
- Permanence de la protection pendant la période d’essai.
- Effet d’écaillage minimal et peu profond.
- Température dans l’étanchéité du joint de dilatation entre 60º C et 150º C selon le matériau.
Exigences RWS néerlandaises:
- Résistez aux effets de la courbe RWS pendant au moins deux heures dans deux tests différents.
- La température maximale admissible sur la face inférieure du béton < 380 °C, complétée par une température maximale de 250 ° C sur les barres d’armature, avec un couvercle en béton de 25mm.
- Température dans les joints de dilatation inférieure à 60 °C.
La délivrance d’un rapport d’essai par le laboratoire classe et approuve la solution testée pour son utilisation dans la protection des tunnels et peut être complétée par d’autres types d’essais, tels que les cycles de gel-dégel, la résistance aux gaz des tuyaux d’échappement et les tests d’abrasion (Test Taber). De plus, nous devons tenir compte des passages à grande vitesse des véhicules qui créent une certaine contrainte dynamique.
D’autres éléments critiques dans lesquels l’action de la protection passive peut être décisive sont la ventilation et le contrôle de la fumée. Le principal problème de chaque incendie est celui du désenfumage, compte tenu des problèmes qu’ils causent. Les services incendies savent que pour attaquer avec succès un incendie souterrain, il est d’une importance primordiale d’obtenir une bonne extraction de chaleur et de fumée, qui sont les causes directes de la plupart des malheurs personnels dans ce type d’accident. Pour cette raison, la conception et l’installation appropriées de conduits d’extraction qui résistent aux effets du feu et maintiennent leur fonction pendant un certain temps sont essentielles. Ce qui précède est également valable lorsque nous parlons de systèmes de ventilation, en particulier dans les zones de sécurité, avec lesquels l’exécution de conduits résistants au feu doit également être prise en compte.
Dans les cas où les tuyaux sont intégrés dans la structure du tunnel, les éléments de séparation sont en béton et tout ce qui a été mentionné précédemment dans la section précédente s’applique à eux. Des protections de barrière thermique (avec des plaques, par exemple) sont utilisées pour éviter d’endommager ces séparations, ce qui compromettrait leur fonction de conduction. L’extraction de fumée peut également être effectuée par des conduits indépendants en matériaux résistants au feu, ce qui lui permet de maintenir son bon fonctionnement et sa stabilité pendant une certaine période. Bien entendu, ces systèmes de construction doivent également passer les tests correspondants conformément à la norme spécifique pour les conduits.
La conclusion que nous pouvons tirer de ce qui précède est que la protection passive devrait sans aucun doute être prise en compte lors de la conception des tunnels pour les rendre plus sûrs.
Ayant cet objectif en tête, PANACOR a développé, à travers une longue période de recherche et développement, un système de protection basé sur un revêtement utilisant des panneaux acoustiques métalliques qui non seulement parvient à fournir un minimum de 2 heures de résistance au feu suivant la courbe des hydrocarbures, mais qui parvient également à atténuer le bruit généré par le trafic routier, évitant ainsi les inconvénients de la circulation pour les résidents. Dans la vidéo suivante, en version accélérée, on expose notre système de panneau à protection passive soumise à un essai standardisé pour une période réelle de deux heures. Les résultats sont probants !
Avantages du système de protection passive contre l’incendie PANACOR PPP
- Ignifuge : résiste à 1100 ° C pendant 2 heures.
- Résistant aux intempéries : imperméable au gel et à la pluie.
- Excellentes performances acoustiques – Testé selon la norme BS EN 354 :2003 dans des conditions typiques de revêtement de tunnel.
- Produit dans une gamme de couleurs pour correspondre à presque toutes les couleurs RAL.
- Peut être fabriqué dans des tailles personnalisées.
- Les panneaux peuvent être flexibles pour permettre un montage avec des courbures.
- Peut être nettoyé sans avoir besoin de détergents.
- Écologique.
PANACOR PPP dans le cadre du projet PASEO DEL BAJO à BUENOS AIRES en Argentine. PANNEAUX DE PROTECTION INCENDIE ET ABSORPTION ACOUSTIQUE ÉLEVÉE CONTRE LE BRUIT
PANACOR PPP dans le cadre du projet PASEO DEL BAJO à BUENOS AIRES en Argentine. PANNEAUX DE PROTECTION INCENDIE ET ABSORPTION ACOUSTIQUE ÉLEVÉE CONTRE LE BRUIT Après un développement approfondi, PANACOR a remporté le contrat pour concevoir et produire les panneaux coupe-feu acoustiquement absorbants dans le cadre d’un important projet à Buenos Aires en Argentine. Installé sur un système de fixation spécialement conçu par Panacor, les panneaux ont été installés en parois des voies de circulation ainsi que sur les plafonds de l’ensemble des tunnels de l’autoroute.
Le système offre une absorption acoustique à large bande élevée, avec une sécurité incendie élevée, une durabilité semblable à celle de la pierre et une gamme de couleurs pour ajouter un bonus esthétique au produit fini.
Les panneaux PANACOR PANEL ROCK éliminent la réverbération. Cela améliore considérablement l’efficacité de la forme du tunnel, en réduisant le bruit dans la partie ouverte du tunnel pour protéger les résidents locaux.
En raison des performances élevées à basse fréquence, notre panneau réduit également les résonances modales potentielles.
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Informations techniques
Propriétés physiques: Taille standard: L x 1000 mm x 100 mm (autres tailles utilisées pour convenir aux services), avec une longueur maximale de 11 mètres. Poids: 22.5kg /m2.
Résistance au feu: Testé par APPLUS pour la sécurité incendie dans les tunnels. Testé selon la procédure indiquée dans la norme EN 1364-1:2015 et exposé à la courbe d’hydrocarbures indiquée dans la norme UNE EN 1363-2:2000. Le test consiste à exposer une construction de mur complète à 1200 °C pendant 2 heures pour observer son comportement au feu en termes d’isolation thermique et d’intégrité. La température des thermocouples est dans tous les cas inférieurs aux limites qui peuvent provoquer l’effet d’écaillage.
Résistance aux chocs: EN 1794-1 « Dispositifs de réduction du bruit de la circulation routière – performances non acoustiques – impact de pierre »: Les éléments sont conformes aux exigences indiquées dans la norme.
Absorption acoustique: EN ISO 354 et EN 1793-1.
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Couleurs
N’importe quelle couleur du graphique RAL est possible:
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S’intégrer dans un environnement urbain, projet de Buenos Aires
Comme vous pouvez le voir dans les images ci-dessous, l’autoroute traverse une zone entièrement urbanisée. L’Argentine commence à avoir une forte demande de murs antibruit, car il est souvent difficile de construire de nouvelles routes dans les zones où l’environnement permet une réduction naturelle du bruit.
Dans ce cas, la route a d’abord été enterrée pour permettre aux marchandises de quitter le port sans traverser la ville de Buenos Aires, augmentant ainsi le trafic, mais aussi pour briser la propagation directe du bruit de la circulation autoroutière vers les résidents sans avoir besoin d’utiliser de grands écrans acoustiques pouvant obstruer les vues.
Cependant, contrairement à la lumière, l’énergie sonore peut diffracter autour des objets, donc en réduisant la réverbération du bruit, nos panneaux rendent la conception beaucoup plus efficace.
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Fabrication
Un projet de cette ampleur et de cette importance a nécessité la capacité de produire rapidement et avec un contrôle qualité scrupuleux. Cela a signifié développer un processus de production optimisé dans l’usine afin que nous ayons maintenant l’infrastructure nécessaire pour gérer des projets de presque toutes les échelles.
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Installation
Les fixations pour panneaux muraux comprennent des sections métalliques horizontales de type oméga sur mesure pour une fixation rapide des panneaux. Ces sections comprennent également des ancrages de ces profils oméga aux parois du tunnel. Les panneaux sont fixés mécaniquement, à l’aide de vis auto-perçantes. Une autre méthode d’installation peut être promue si le chantier de construction présente des problèmes spécifiques.
Figure 19: Le toit utilise un système très similaire, les panneaux ont plus de points de fixation
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