Mur coupe-feu ou distance de 10 m : que choisir ?

Entre un mur coupe-feu et une distance de 10 m, l’alternative revient à chaque projet neuf. Elle est souvent évoquée sans que la différence sous-jacente soit posée, ni les limites de chaque solution identifiées. Aucune des deux n’est pourtant structurellement meilleure que l’autre : une distance de 10 m vaut mieux qu’un mauvais mur coupe-feu, et un bon mur coupe-feu vaut mieux qu’un mauvais éloignement. Tout se joue sur la conception, puis sur le maintien du dispositif retenu.

Pour la réglementation, les deux solutions se valent

La réglementation ne hiérarchise pas les deux solutions. Elle les présente comme deux branches d’une même alternative, et laisse le choix au concepteur.

L’arrêté du 11 avril 2017 relatif aux entrepôts de la rubrique 1510 en donne la formulation la plus directe^[1].

Les ateliers d’entretien du matériel sont isolés par une paroi et un plafond au moins REI 120 ou situés dans un local distant d’au moins 10 mètres des cellules de stockage.

Arrêté du 11 avril 2017, annexe II

La même alternative s’applique aux bureaux et aux locaux sociaux. On retiendra la structure de la phrase : REI 120, ou 10 m, au choix.

Le règlement de sécurité contre l’incendie dans les établissements recevant du public raisonne de la même manière, avec une autre valeur^[2].

Si les façades des bâtiments abritant l’établissement recevant du public et un tiers sont séparées par une aire libre de moins de 8 mètres, la façade de l’un d’eux doit être PF de degré une heure, les baies éventuelles étant obturées par des éléments PF de degré une demi-heure.

Arrêté du 25 juin 1980 modifié, article CO 8, § 1

Autrement dit, au-delà de 8 m d’aire libre, aucune disposition d’isolement n’est exigée en vis-à-vis. Huit mètres ici, dix mètres là : le chiffre relève de la convention de sécurité, pas d’une constante physique.

Pour l’assureur, elles ne se valent pas

L’assureur raisonne par scénarios de sinistre. Il n’accorde pas la même valeur à un mur coupe-feu et à une distance de 10 m.

Le cas le plus défavorable consiste à estimer le sinistre maximum possible, c’est-à-dire le sinistre survenant alors qu’aucun moyen de protection ne fonctionne. À ce niveau, deux volumes ne sont considérés comme distincts que dans deux cas : un mur coupe-feu sans aucune ouverture, ou une distance libre de tout combustible — usuellement 10 m, ou 1,5 fois la hauteur du bâtiment voisin.

Or un mur sans ouverture reste rare en milieu industriel. Dès qu’une porte, un convoyeur ou un passage de réseau traverse la paroi, on sort du sinistre maximum possible. On entre alors dans le sinistre raisonnablement escomptable, qui tient compte des moyens de protection en place et de la confiance qu’on peut leur accorder.

Cette gradation a une conséquence pratique. Un mur coupe-feu équipé de fermetures reste valorisé, même s’il ne procure pas la coupure la plus forte. Une distance de 10 m traversée par un convoyeur ne vaut pas davantage, puisqu’elle n’est plus libre de tout combustible.

La règle APSAD R15 encadre la construction des ouvrages séparatifs coupe-feu, et la règle APSAD R16 les fermetures qui les équipent^[3]. Ces référentiels ne sont pas obligatoires. Ils sont fréquemment attendus par les assureurs, car ils garantissent la qualité de la conception.

La distance atténue le rayonnement, pas l’effondrement

L’éloignement est d’abord une réponse au rayonnement thermique. Le flux reçu décroît avec la distance, jusqu’à un niveau qui ne permet plus l’inflammation des matériaux exposés ni la propagation par la façade voisine. Sur ce mécanisme, la distance est efficace, et elle ne demande aucun entretien. Le dimensionnement dépend du feu de référence : une distance de 5 à 10 m permet généralement de justifier l’absence de propagation par rayonnement, étude à l’appui.

L’effondrement structurel constitue un second mécanisme de propagation. Il est méconnu, et il n’apparaît pas dans la majorité des analyses. Une structure qui cède ne s’effondre pas dans sa seule emprise : elle bascule et projette des matières en feu vers l’extérieur. Si elle atteint le bâtiment voisin, le feu a toutes les chances de s’y propager, sans intervention du rayonnement.

Une distance de 10 m traite donc, dans la plupart des cas, le rayonnement. Une distance de 1,5 fois la hauteur du bâtiment traite en outre le risque d’effondrement, puisqu’elle couvre la portée d’une structure qui bascule. C’est là tout l’intérêt de retenir la plus contraignante des deux valeurs.

Tenir la distance, c’est la tenir dans le temps

Une distance n’est efficace que si elle reste libre de tout combustible. Elle n’est donc pas une donnée du plan masse, mais une servitude d’exploitation, et elle se vérifie comme telle.

Les atteintes ordinaires sont connues : un stockage de matières ou de palettes, des bennes positionnées là parce que la place est libre, un local technique greffé contre la façade. Chacune est réversible, et aucune n’est jamais déclarée.

Les vecteurs de propagation induits par le process posent une question plus lourde. Un convoyeur capoté qui relie deux bâtiments traverse la zone de séparation et transporte lui-même de la matière combustible. La distance subsiste alors sur le plan, mais la coupure a disparu.

L’éloignement conserve cependant une qualité que le mur n’a pas. Un incendie ne le dégrade pas. Après sinistre, la distance est toujours là, sans réparation ni remise en conformité.

Un mur se conçoit avec la structure qui l’entoure

La règle APSAD R15 décrit la conception et la réalisation des ouvrages séparatifs coupe-feu. Nous en retenons trois exigences, que l’expérience des sinistres confirme régulièrement.

La continuité aux interfaces

Un mur coupe-feu sépare deux zones d’un même bâtiment. Les façades et la toiture, elles, restent le plus souvent communes. Elles deviennent dès lors des vecteurs de propagation possibles, autour et au-dessus de l’ouvrage.

Le traitement se joue donc à l’interface, avec les parois verticales comme horizontales. Deux dispositions sont couramment retenues. La première est un dépassement du mur en façade et en toiture, qui garantit une rupture de continuité au droit de l’ouvrage. La seconde consiste à recouvrir la façade et la toiture par un retour horizontal et vertical de part et d’autre du mur ; elle est moins favorable, car elle conserve la continuité des éléments. Ces deux dispositions peuvent être allégées dès lors que les éléments constitutifs des façades et des toitures sont incombustibles.

Le matériau porteur : bois, béton ou acier

Une structure bois peut voir son épaisseur réduite dès les effets d’un feu de faible ampleur. La section résiduelle diminue, et la résistance au feu annoncée n’est plus garantie. Le bois reste utilisable en structure porteuse, à condition d’être protégé ou surdimensionné en conséquence.

Une structure acier se comporte différemment. Un feu de faible ampleur ne génère pas nécessairement de déformation. En revanche, dès que des déformations apparaissent sous l’effet de la chaleur, la résistance mécanique de l’élément est réduite, à chaud comme après refroidissement.

Un mur en béton est réputé mieux résister à l’incendie. Il n’est pas invulnérable pour autant, en particulier si l’enrobage des aciers n’est pas respecté.

Le matériau de remplissage

La performance coupe-feu est parfois obtenue par des plaques de plâtre. Cette solution pose une question de durabilité en milieu industriel. Une installation d’extinction à eau dégrade le parement lors de son déclenchement ; les circulations de chariots élévateurs et de transpalettes provoquent des chocs répétés en pied de paroi. Nous recommandons donc de réserver ce type de remplissage aux zones où aucune circulation d’engins n’est prévue.

Le lien avec la structure du bâtiment

Un mur coupe-feu n’a d’intérêt que s’il reste debout. Or il est généralement adossé à la structure du bâtiment, qui peut l’entraîner dans sa ruine.

Le premier point à vérifier est donc la capacité de la structure à s’effondrer sans emporter le mur. Une structure R 15 n’entraîne pas systématiquement la chute de l’ouvrage séparatif. Simplement, rien ne permet alors de garantir qu’il restera en place.

Le second point porte sur les déformations de la structure sous l’effet de la chaleur, y compris lorsqu’elle tient. En phase initiale, la dilatation des éléments pousse le mur vers l’extérieur. Quand la température continue de monter, la résistance mécanique chute — celle de l’acier en particulier — et les effondrements intérieurs tirent le mur vers l’intérieur. Dans les deux cas, le mur reçoit en tête des efforts pour lesquels il n’a pas été calculé.

La réponse est l’autostabilité : l’ouvrage tient seul, et reste en place même si la structure s’effondre. Plusieurs méthodes constructives le permettent, notamment la désolidarisation des éléments supportés par consoles et plats de maintien.

Les dispositions constructives qui garantissent la tenue du mur

La plus simple consiste à rendre les cellules structurellement indépendantes. Le mur est alors autoporteur et désolidarisé de la structure principale de chaque cellule. C’est la disposition retenue dans la plupart des entrepôts récents. Les murs autostables peuvent être sujets à l’effondrement vers l’extérieur lors de la phase de poussée.

La deuxième repose sur des attaches fusibles, par exemple constituées de boulons en aluminium. Le mur séparatif coupe-feu est moisé entre deux structures porteuses indépendantes, auxquelles il est relié par des attaches conçues pour céder d’un seul côté. Les attaches situées du côté exposé à l’incendie fondent, celles du côté protégé restent intactes. L’effondrement de la structure côté feu n’entraîne alors pas la ruine du mur, qui reste retenu par le côté froid.

Un mur se perd par ce qui le traverse

Un mur coupe-feu donne l’impression d’un ouvrage passif, acquis une fois pour toutes. En pratique, sa performance se perd par ce qui le traverse et par ce qui s’y ouvre.

Les passages de câbles, de gaines et de canalisations se rebouchent avec des produits certifiés pour cet usage, et les gaines aérauliques reçoivent des clapets coupe-feu. La mousse polyuréthane n’est pas un rebouchage adapté. Nous recommandons un rebouchage au plâtre, le cas échéant garni de laine de roche.

Les portes sont sensibles à la dégradation. Les grandes portes coupe-feu sur rail des bâtiments industriels prennent des chocs d’engins et se déforment. Leur ferme-porte finit parfois déposé parce qu’il gêne l’exploitation. Une porte normalement ouverte doit se fermer le jour du sinistre, et se fermer complètement : la défaillance typique est la course interrompue aux deux tiers, à cause d’un rail faussé ou d’un empoussièrement.

Le cas particulier des rideaux d’eau

Certaines configurations imposent un passage permanent, qu’aucune fermeture ne peut obturer. Le convoyeur capoté qui traverse la séparation en est l’exemple le plus fréquent.

Le rideau d’eau est alors la réponse décrite par les référentiels APSAD. Il est largement employé sur les murs coupe-feu des centres de tri de déchets, qui comportent de nombreux convoyeurs. Nous mettons à disposition un calculateur de rideau d’eau pour en approcher le dimensionnement. Deux questions se posent alors à la conception.

La première est l’autonomie. Une protection fixe dispose couramment d’une autonomie de l’ordre de 2 h, quand un incendie industriel de grande ampleur se compte en heures, parfois une dizaine. Le maintien du rideau d’eau sur toute la durée du sinistre suppose donc une réalimentation par les sapeurs-pompiers, et un dispositif prévu pour cela.

La seconde est l’accessibilité de cette réalimentation. Un raccordement implanté en façade n’est utilisable que si cette façade reste approchable pendant l’incendie, c’est-à-dire hors du flux de 5 kW/m² usuellement retenu pour l’exposition des intervenants.

Or le rideau d’eau est installé sur une seule face du mur. Si c’est précisément ce bâtiment qui brûle, le point de raccordement devient inaccessible au moment où il servirait. Il faudra donc soit déporter la réalimentation vers un local hors flux, soit prévoir un raccordement de chaque côté de la séparation. Le même raisonnement vaut pour un rideau d’eau protégeant un convoyeur qui franchit une distance d’éloignement.

Les deux solutions, poste par poste

Ce qu’il faut retenir

Les deux solutions sont bonnes, à condition d’être bien conçues.

Sujets Compartimentage ICPE APSAD R15