Réaction au feu des textiles techniques enduits : les différents essais d’évaluation
Introduction
Le comportement au feu des tissus enduits est un critère très important pour déterminer leurs conditions d’utilisation, car ces textiles sont très largement utilisés, en particulier dans des lieux clos où le risque d’incendie et la présence potentielle d’un grand nombre de personnes peut entrainer générer des catastrophes de grande ampleur. Les tissus enduits étant composés en leur très grande majorité de polymères organiques sont par défaut combustibles et susceptibles de propager rapidement un incendie.
Un tissu enduit est un matériau composite, mince et souple : le support (polyester, verre) et l’enduction (plastisol PVC, PU, acrylique) réagissent différemment à la flamme. Le polyester fond et se rétracte, le verre ne brûle pas mais l’enduction est plus ou moins combustible. Pour améliorer le comportement au feu, la formulation des tissus enduits est modifiée pour incorporer des matières retardant la propagation du feu en agissant sur 3 paramètres :
Refroidissement de la flamme et du matériau
Inhibition/ralentissement de la réaction chimique de combustion
Création d’une couche barrière physique qui empêche l’accès de l’oxygène aux matières inflammables (ou le dilue)
Le textile enduit ainsi modifié ne devient pas incombustible, mais plus ou moins difficile à enflammer, ne propage plus l’incendie et a une tendance à s’éteindre une fois enflammé si les conditions le permettent.
Pour évaluer la résistance au feu des tissus enduits, deux méthodes d’essais sont principalement utilisées en Europe : le classement M et les Euroclasses. Le classement M est français d’origine, mais très ancien et s’est imposé comme référence bien au-delà des frontières françaises. Même s’il est en principe supplanté par les Euroclasses qui ont une reconnaissance européenne, il reste très utilisé.
Classement M (NF P 92-503 et essais associés)
Domaine. Le classement M (M0 à M4) est un système français, défini par l’arrêté du 21 novembre 2002 et la norme NF P 92-507. M0 désigne un matériau incombustible, M1 non inflammable, M2 difficilement inflammable, M3 moyennement inflammable, M4 facilement inflammable. Il reste très utilisé pour les textiles de tentures, rideaux, tentes et structures. Les classements M1 & M2 sont les seuls pertinents pour les tissus enduits. Le classement M est spécifié pour les Etablissements Recevant du Public (ERP) ainsi que les véhicules de transports. Pour le transport ferroviaire, la norme EN 45 545 s’impose toutefois comme la référence.
Principe de l’essai. La NF P 92-503 est l’essai « au brûleur électrique » prévu pour les matériaux souples d’épaisseur inférieure ou égale à 5 mm (et donc tous les tissus enduits). L’éprouvette, montée sur un support incliné, est exposée à la chaleur d’un radiateur électrique et à une flamme, qui vient allumer le textile à des intervalles réguliers. On observe l’inflammation, la durée de combustion avec flamme et l’étendue de la destruction du textile. Les photos ci-contre montrent les différentes phases de l’essai.
Cet essai se distingue des autres essais de résistance au feu par le chauffage préalable du tissu par le brûleur électrique, avant allumage par la présentation de la flamme. L’objectif est de simuler des conditions réelles d’incendie, où les matériaux sont soumis à la radiation de chaleur de l’incendie avant d’être eux-mêmes enflammés.
Un essai complémentaire (NF P 92-504), utilisé si le tissu fond ou génère des gouttelettes enflammées lors de l’essai au brûleur électrique
Critères. Le classement s’obtient par comparaison de ces observations à des seuils : M1 impose l’absence de propagation et de gouttes enflammées, avec un temps d’extinction très court après retrait de la flamme (< 5 secondes). M2 tolère une propagation limitée, M3 et M4 représentent des exigences très inférieures et on considère que les matériaux de ces classes sont non-ignifugés.
Pertinence. C’est un essai de petite échelle, rapide et reproductible, bien adapté aux matériaux fins. Sur un enduit PVC, M1 peut être atteint sur certains supports sans oxyde d’antimoine, grâce à des charges minérales et des plastifiants ou additifs phosphorés ; le polyuréthane est plus exigeant, car la chaleur de combustion est plus élevée que celle du PVC (l’atome de chlore, qui représente 57% en masse du PVC, contribue fortement à réduire la combustibilité du PVC). En pratique, le PVC seul ne brûle quasiment pas, c’est le plastifiant ajouté pour lui conférer sa souplesse qui contribue à sa combustibilité. Le support contribue également de façon importante à la combustion selon sa nature (organique ou minérale) et la proportion relative en poids du support et de l’enduction.
Euroclasses (NF EN 13501-1)
La norme EN 13501-1 classe la réaction au feu des produits de construction dans toute l’Union européenne : A1, A2, B, C, D, E, F, complétées par deux indices, la production de fumée (s1 à s3) et les gouttes ou particules enflammées (d0 à d2). Elle s’applique aux textiles utilisés dans le bâtiment (membranes architecturales, façades tendues, stores, bardages souples).
Plusieurs essais sont combinés selon la classe visée :
EN ISO 1182 et EN ISO 1716 (classes A1 et A2) : four à 750 °C pour la non-combustibilité, et bombe calorimétrique pour le pouvoir calorifique supérieur (PCS). La classe A2 exige un PCS moyen d’environ 3 MJ/kg au plus.
EN 13823 (SBI, Single Burning Item) (classes B à D) : un angle de deux panneaux est exposé à un brûleur de 30 kW. On mesure le débit de chaleur (FIGRA), la chaleur totale dégagée (THR600s), la fumée (SMOGRA, TSP600s), la propagation latérale et les gouttes.
EN ISO 11925-2 (classes B à E) : exposition à une petite flamme de 20 mm, avec observation de la propagation de flamme sur 150 mm.
C’est le référentiel le plus complet et le seul reconnu dans toute l’UE. Le classement dépend aussi de la configuration de montage et du substrat : il n’est valable que pour la condition d’emploi testée, d’où l’intérêt des règles d’extension (EXAP). Un tissu enduit PVC ignifugé vise couramment B-s2,d0 ou C-s2,d0; la classe A2 n’est généralement envisageable que pour un tissu de verre à enduction mince, à cause du pouvoir calorifique élevé des plastifiants et, dans une moindre mesure, du PVC.
Autres essais de résistance au feu :
Les deux normes décrites ci-dessus s’appliquent essentiellement aux matériaux de construction. Il existe par ailleurs de nombreuses méthodes d’évaluation du comportement au feu pour des applications spécifiques, plus ou moins usitées selon le domaine ou le pays. Nous citons seulement quelques exemples :
UL 94 : norme d’origine américaine qui caractérise l’inflammation des matières plastiques destinées aux pièces d’appareils électriques et électroniques, parfois utilisée pour tester des tissus enduits.
ISO 3795 (ou son équivalent FMVSS 302) : essai très simple de propagation de la vitesse de combustion horizontale, utilisée pour les matériaux à l’intérieur des véhicules. Une limite de moins 100 mm/min est couramment reconnue comme pertinente.
ISO 6941 : essai également très simple, mais plus sévère que ISO 3795, car la combustion se propage mieux dans le sens vertical (orientation naturelle de la flamme). C’est un essai assez pertinent pour tester des rideaux ou tout autre textile utilisé en position verticale, mais beaucoup plus basique que le système EN 13773 qui enchaîne 3 essais distincts selon les résultats.
DIN 4102-1 : C’est la norme allemande pour les matériaux de construction, supplantée par les Euroclasses, qui fait référence à deux essais pour classer le textile (comme le classement M qui utilise jusqu’à 3 essais distincts).
Conclusion : Il existe donc de nombreuses méthodes de caractérisation du comportement au feu des textiles enduits. Nombre de ces méthodes visent à simuler un environnement très particulier, avec des essais simples, en se concentrant sur la vitesse d’extinction, ou la vitesse de propagation de la combustion. Les caractéristiques de dégagement de fumées ou de chaleur produite sont beaucoup plus rarement mesurées. Toutefois, dans la majorité des cas, ces essais simples permettent d’avoir une idée assez précise du comportement au feu d’un textile dans une application donnée, et donc de mieux maitriser les risques.