Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Les propriétés fonctionnelles des matériaux composites, telles que la légèreté, la résistance mécanique et chimique, la liberté des formes et l’excellente tenue au choc, leur ont ouvert des marchés importants, en particulier dans l’aéronautique et la marine. Pour autant, leur tenue au feu pose souci, ils brûlent, et en émettant en plus des fumées toxiques. Cet article expose les différentes pistes pouvant conduire à une amélioration du comportement au feu des composites. La contribution de la résine et l’influence de l’interface renfort/matrice sur le développement d’un incendie ne font aucun doute. Les additifs ignifuges, eux, semblent pouvoir résoudre en partie l’inflammabilité des composites.
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Auteur(s)
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Serge BOURBIGOT : Professeur à l’École nationale supérieure de chimie de Lille (ENSCL)
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René DELOBEL : Professeur à l’École nationale supérieure de chimie de Lille (ENSCL) Directeur du centre de recherche et d’étude sur les procédés d’ignifugation des matériaux (CREPIM)
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Sophie DUQUESNE : Maître de conférences à l’École nationale supérieure de chimie de Lille (ENSCL)
INTRODUCTION
Les matériaux composites sont largement utilisés comme pièces structurales. Ils apportent à leurs utilisateurs de nombreux avantages fonctionnels : légèreté, résistance mécanique et chimique, maintenance réduite, liberté des formes, excellente tenue au choc. Ces avantages leur ont ouvert des marchés importants, en particulier dans l’aéronautique et la marine.
Cependant, ces matériaux présentent souvent une vulnérabilité à l’égard des incendies ; ils brûlent facilement en émettant des fumées toxiques. Ce comportement est généralement lié à la nature organique de la matrice polymère qui les compose.
L’objectif de ce dossier est de présenter les différentes approches pouvant être suivies pour améliorer le comportement au feu des composites. Après un bref rappel sur les phénomènes de combustion, nous présenterons l’influence du type de résine sur le comportement au feu des composites. Nous nous intéresserons également à l’influence de l’interface renfort/matrice sur le développement d’un incendie. Nous montrerons ensuite comment les additifs ignifuges résolvent en partie le problème de l’inflammabilité des composites. Enfin, nous terminerons cet exposé par une présentation de l’aspect normalisation en fonction du domaine d’application visé.
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Conclusion3. Aspects normatifs liés aux applications industrielles
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Le comportement au feu des matériaux en général peut être classé en deux catégories : la réaction au feu et la résistance du feu [2]. Le tableau 4 rassemble les principales propriétés relatives à ces deux catégories.
La réaction au feu s’intéresse à la contribution potentielle d’un matériau par rapport à l’incendie et à ses interactions avec l’environnement. La résistance au feu, quant à elle, caractérise le temps durant lequel un élément peut assurer sa fonction au cours d’un incendie.
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Les propriétés de réaction au feu peuvent être subdivisées en deux catégories ; celles qui caractérisent le développement de l’incendie et celles qui sont liées à la survie de l’être humain (densité et toxicité des fumées). Ces propriétés peuvent être facilement évaluées à l’aide d’échantillons de laboratoire, la nature chimique du matériau contribuant de manière significative à ses propriétés. Cependant, il faut noter que la forme du matériau et sa surface peuvent influer de façon importante sur sa contribution à l’incendie.
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Il existe une large gamme d’essais de résistance de feu [2], dont de nombreux sont conçus pour simuler les menaces particulières que présente un incendie sur des structures. Des essais à l’aide de four sont généralement mis en œuvre avec pour but d’examiner les propriétés structurales des matériaux au cours d’un incendie. Le profil de température auquel est soumis le matériau varie en fonction du scénario incendie choisi (feu d’hydrocarbure, par exemple).
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Les exigences de classement définies par les réglementations, en termes de comportement au feu des matériaux, ont pour principal objectif d’assurer le temps d’évacuation des personnes.
Ces exigences doivent répondre, en conséquence, à trois objectifs :
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prévenir le feu ou retarder le plus longtemps possible le déclenchement du « flash over », ce qui nécessite une diminution de la vitesse de propagation et du débit calorifique ;
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protéger les individus des effets induits par un...
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Aspects normatifs liés aux applications industrielles
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - VOVELLE (C.), DELFAU (J.-L.) - Combustion des plastiques . - Base documentaire « Plastiques et Composites » (1947).
-
(2) - SAINRAT (A.), CHESNE (C.) - Essais normalisés de réaction au feu . - Base documentaire « Plastiques et Composites » (2005).
-
(3) - CHEVALIER (M.) - Phénoplastes et phénols-formols PF AM 3 435. - Base documentaire « Plastiques et Composites » (1991).
-
(4) - BERGERAT (A.), KRAWCZAK (P.) - Liaison renfort-matrice . - Base documentaire « Plastiques et Composites » (2006).
-
(5) - BROSSAS (J.) - Retardateurs de flamme . - Base documentaire « Plastiques et Composites » (1999).
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...
DABROWSKI (F.) - Optimisation et compréhension des procédés d’ignifugation des polymères techniques. - Université des Sciences et Technologies de Lille (2001).
ROSE (N.) - Étude de la dégradation thermique et du comportement au feu de résines époxydes utilisées dans l’aéronautique. - Université des Sciences et Technologies de Lille (1995).
ELKHATIB (W.) - Ignifugation des polyuréthanes par des phosphonates réactifs. - INSA Mont- Saint-Aignau (2002).
HAUT DE PAGE
CREPIM Centre de recherche et d’études sur les procédés d’ignifugation des matériaux http://www.crepim.fr
EBFRIP European brominated flame retardant industry panel http://www.ebfrip.org
CEFIC-EFRA European Chemical Industry Counal – European Flame Retardants Association http://www.cefic-efra.com
NIST-Fire National Institute of Standards and...
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