QU'ENTENDONS-NOUS PAR "CONFIGURATION DE L'EXTRÉMITÉ DU TUYAU" ?

 
Outre les essais de systèmes d'incendie conformément aux normes d'essai établies telles que EN1366-3 ou ASTM E814/UL1479, les essais de tuyaux en plastique et en métal sont soumis à des exigences supplémentaires spécifiques en fonction de l'utilisation prévue. Il est donc important de s'assurer que les systèmes de coupe-feu proposés ont été testés avec des "conditions d'extrémité de tuyau" appropriées. Ce point est important car il définit le champ d'application d'un produit pour les systèmes de tuyauterie spéciaux dans un bâtiment, comme les systèmes de chauffage, les systèmes d'eau potable ou les systèmes d'eaux usées. Ce point est souvent négligé ou méconnu lors de l'installation de systèmes coupe-feu pour des applications de tuyauterie spécifiques.
 
 
 
 
 

LE CONTEXTE

 
Dans la pratique, les systèmes de canalisations sont très différents lorsqu'on les considère du point de vue des coupe-feu. Les canalisations de chauffage ou d'eau potable sont pressurisées et non ventilées, ce qui signifie qu'il s'agit de systèmes de canalisations "fermés". Les systèmes de tuyauterie ouverts ou ventilés sont les systèmes d'évacuation des eaux usées ou les toilettes.
Le fait qu'un système soit ouvert ou fermé peut avoir un impact énorme sur les essais des systèmes coupe-feu. Les conditions de pression et la circulation des gaz sont très différentes entre ces deux types de systèmes. Dans un système de tuyauterie ouvert, le flux de gaz et la propagation du feu et de la chaleur vers les autres compartiments d'un bâtiment ont un impact évident sur la performance et l'évaluation de la résistance au feu d'un produit. Plus précisément, la température ou les critères d'isolation sont affectés.
 
Les différences entre les systèmes ouverts et fermés dans les premiers essais de résistance au feu étaient trop importantes pour ne pas être prises en compte dans une norme d'essai. C'est pourquoi les rédacteurs de normes ont défini des exigences claires pour la protection contre le feu des systèmes ouverts et fermés lors des essais.
 
 

COMMENT LES TESTS SONT-ILS EFFECTUÉS ?

 
Les différentes utilisations prévues des tuyaux entraînent la nécessité d'exigences différentes pour la configuration de l'extrémité du tuyau lors d'un essai. La méthode d'essai des systèmes coupe-feu de pénétration contenant des systèmes de tuyauterie pour les systèmes ventilés et fermés est différenciée par le bouchage ou le non-bouchage du système de tuyauterie sur le côté exposé et/ou non exposé de l'assemblage d'essai.
 
Les normes et le langage d'essai contiennent quelques expressions importantes qui doivent être comprises correctement lorsque l'on parle de la configuration de l'extrémité du tuyau :
Système fermé => bouché
Système ouvert = ventilé => non bouché
 
Dans les essais au feu selon la norme EN1366-3, les abréviations utilisées pour les différentes configurations des extrémités des tuyaux sont les suivantes (voir Fig.1) :
U = non bouché = ouvert
C = bouché = fermé
U/U signifie non bouché (ouvert) des deux côtés du four
C/U = intérieur bouché, extérieur non bouché
U/C = intérieur sans couvercle, extérieur avec couvercle
C/C = bouché des deux côtés
 



Figure 1 : scénario avec et sans bouchon dans un essai au feu
 

 
Figure 2: essai de tuyaux non bouchés à l'extérieur d'un four (photo : Hilti)
 

Figure 3: essai au feu d'un système de tuyaux bouchés (fermés) (Photo : Hilti)
 
 
La situation d'un système de tuyaux ouverts est considérée comme le pire des scénarios. La différence de pression et la propagation du feu et de la chaleur sont extrêmes. C'est pourquoi les tests U/U couvrent toutes les autres situations. La couverture exacte des configurations testées est indiquée dans le tableau ci-dessous (Fig.2).
 



Figure 4 : Couverture des configurations testées à l'extrémité des tuyaux
 
Les systèmes coupe-feu destinés à la construction commerciale et conformes aux exigences de la norme européenne EN 1366-3 doivent satisfaire aux codes de construction nationaux et européens. Pour les tuyaux, les exigences nationales varient généralement entre 30 et 180 minutes de résistance au feu spécifique, dans les catégories de classification E (intégrité) et I (isolation). Outre cette classification de base, la résistance au feu des tuyaux est également déterminée par le type de fermeture de l'extrémité du tuyau (voir les figures 3 et 4).
 

Figure 5 : explication des configurations des extrémités de tuyaux dans la classification EN
 

Figure 6 : exemple d'extrait de ETA-10/0404 Hilti Firestop Collar CFS-C P avec les classifications U/U pertinentes pour des types de tuyaux spécifiques utilisés dans des systèmes de tuyaux ouverts / ventilés spécifiques.
 
 
Dans le régime d'essai ASTM / UL, les configurations d'extrémité de tuyau testées sont spécifiquement mentionnées dans les listes UL. Les directives de la norme d'essai stipulent ce qui suit "Boucher ou sceller d'une autre manière les extrémités individuelles des éléments traversants sur le côté exposé. Lorsque l'élément traversant est un système fermé qui, dans la pratique, n'est pas ventilé ou ouvert à l'atmosphère, l'élément traversant doit être bouché ou scellé du côté non exposé".
 
Le champ d'application qui détermine si le produit coupe-feu peut être utilisé dans un système de tuyauterie ventilé (drainage, évacuation ou ventilation) ou dans un système fermé (processus ou alimentation) est indiqué dans le système UL correspondant et donne des indications claires aux ingénieurs et aux rédacteurs de devis.
 
 

SOLUTIONS ET HOMOLOGATIONS DES SYSTÈMES COUPE-FEU

En tant que fabricant, Hilti s'efforce d'obtenir un large éventail d'homologations pour ses produits. Les essais des produits et systèmes coupe-feu pour les applications de tuyauterie sont très complexes. Les types de tuyaux, les diamètres de tuyaux, les tuyaux normalisés ou non normalisés ne sont que quelques-uns des paramètres importants à prendre en compte. La question des systèmes de tuyaux fermés ou ouverts, appliquée dans les normes d'essai en tant que configurations d'extrémité de tuyau, pose des défis supplémentaires, non seulement pour les essais, mais aussi pour la recherche et le développement de produits coupe-feu hautement performants.

Les produits classiques pour les applications de tuyauterie sont les colliers et les enveloppes coupe-feu pour les tuyaux en plastique combustibles, ainsi que les produits d'étanchéité acryliques coupe-feu utilisés avec des remplissages à base de laine minérale pour les tuyaux métalliques non combustibles.
 
Cela dit, un collier coupe-feu n'est pas nécessairement égal à un autre. La performance d'un produit coupe-feu pour les tuyaux en plastique dépend fortement de la quantité et de la qualité de l'incrustation intumescente. Ceci peut être directement dérivé du champ d'application dans l'approbation, qui détermine si un collier est également applicable pour les systèmes de tuyaux ouverts critiques (U/U) ou "seulement" pour les systèmes de tuyaux fermés.
 
Le collier coupe-feu Hilti CFS-C P et le collier coupe-feu sans fin Hilti CFS-C EL sont deux très bons exemples d'un large champ d'application testé. Ces deux colliers ont passé avec succès de nombreux tests U/U et peuvent donc également être utilisés dans de nombreux systèmes de canalisations ouvertes tels que les systèmes d'assainissement.
 
Le collier sans fin a été spécialement conçu pour être utilisé dans les systèmes de canalisations ouvertes. Même les applications spéciales telles que les systèmes de distribution pneumatique ou les tuyaux dans les systèmes centralisés de nettoyage par aspiration sont couvertes.
 


Figure 7: Hilti Firestop Endless Collar CFS-C EL : spécialement conçu pour les systèmes de canalisations ouvertes U/U

LE MANQUE DE CONNAISSANCES DES INGÉNIEURS PEUT CONDUIRE À DES INSTALLATIONS NON CONFORMES

 
De nombreux ingénieurs manquent de connaissances en ce qui concerne les configurations des extrémités de tuyaux et, par conséquent, spécifient et sélectionnent des systèmes non approuvés lorsqu'ils conçoivent des systèmes de tuyauterie dans un bâtiment. La formation sur ce sujet devient de plus en plus importante pour réduire les risques de propagation du feu dans les bâtiments et pour maintenir la résistance des murs et des planchers classés au feu.
 
 
En outre, de nombreux installateurs préfèrent utiliser les produits coupe-feu les moins chers pour les applications de tuyauterie, sans se demander s'ils peuvent être utilisés pour un système de tuyauterie spécifique. Les colliers coupe-feu les moins chers ne sont pas toujours les produits les mieux adaptés à de nombreuses applications de tuyauterie.
 
 
Par conséquent, les prescripteurs doivent avoir une bonne connaissance de l'homologation afin d'inclure les solutions les mieux adaptées dès les premières phases de planification et de conception. Cela permet d'éviter les problèmes d'installation et d'inspection à un stade ultérieur du projet. Un examen précoce du document d'approbation pour déterminer, par exemple, quelles configurations U/U sont testées, résoudra de nombreux problèmes dès le départ.
 
 
Hilti propose des services d'ingénierie dédiés à l'échelle mondiale, afin d'aider les planificateurs et les concepteurs dans les premières phases de spécification. En outre, nous fournissons un logiciel de documentation dédié, ce qui fait de nous un partenaire de choix pour tous les planificateurs et ingénieurs en mécanique.