Thèse : Évaluation des performances humo-physiques des protections au feu de structures métalliques et leurs influences sur la résistance mécanique.

Véronique Saulnier, enseignante GTE IUT de Montluçon Université Clermont Auvergne, soutiendra sa thèse le mardi 21 juin à 10h00.

Les travaux de recherche ont été conduits à l'Axe M3G de l’Institut Pascal (Site de l’IUT de Montluçon, Université Clermont Auvergne). Le jury est composé des membres suivants :
- Rapporteurs : M. Bruno Jurkiewiez (MCF HDR, Univ. Lyon 1) et M. Paulo Piloto (PR, Polytechnic Institute of Bragança, Portugal).
- Examinateurs : Mme Sylvie Yotte (PR, Univ. Limoges)
- Encadrement : M. Abdelhamid BOUCHAIR (PR, UCA), M. Sébastien DURIF (MCF, UCA), M. Salah Ouldboukhitine (MCF, UCA).

Résumé :
L’acier est un matériau de construction courant caractérisé par un très bon rapport résistance/poids et un comportement ductile. Les progrès techniques du 19Ième siècle ont permis de l’utiliser pour des constructions de grandes portées et grandes hauteurs. Cependant, avec une forte élévation de température, ses caractéristiques mécaniques de résistance et de rigidité baissent rapidement, ce qui peut générer de grandes déformations et le possible effondrement des structures. Il existe différentes protections passives afin de retarder l’échauffement des éléments porteurs car les caractéristiques mécaniques de l’acier baissent fortement au-delà de 500°C.
La présente thèse a pour objectif d’étudier les mécanismes de protection et de tester certaines solutions. Les essais sont réalisés dans un four, conçu et réalisé au laboratoire, capable de reproduire des conditions conformes à un feu normalisé.
Une étude complète a été menée sur l’échauffement de l’acier en considérant des plaques et des profilés. Les comparaisons sont menées en considérant les éléments non protégés et protégées par peinture intumescente. Les observations expérimentales ont permis d’obtenir les courbes d’échauffement des éléments protégés. Des essais sont également réalisés en protégeant l’acier par des plaques de plâtre. Les résultats d’expérience sont comparés aux valeurs données par les formules de l’Eurocode 3 pour une protection d’épaisseur constante.
Enfin, l’étude s’est attachée à vérifier la viabilité de la protection au feu d’éléments de structures en acier tels que des poutres en I et des poutres en T par des éléments en bois en considérant différentes solutions d’assemblages. Les essais ont permis de vérifier la mise en œuvre des mesures des températures dans les éléments en bois exposés au feu. Les essais ont montré le pouvoir isolant du bois car, bien qu’il soit combustible, il ralentit l’échauffement de l’acier permettant ainsi de le protéger contre le feu. Les dimensions choisies ont permis de maintenir la température en dessous de 500°C pour près de 40 minutes.
A partir des résultats des essais, une simulation numérique a été réalisée avec le logiciel Comsol Multiphysics®. Les simulations ont permis de comprendre les écarts relevés entre les courbes expérimentales d’échauffement de l’acier et les courbes théoriques. Les mécanismes de protection de la peinture intumescente avec la modification des caractéristiques géométriques et thermodynamiques ont pu être simulés afin d’obtenir des résultats de simulations proches de ceux des essais. Quelques simulations sur l’association acier et bois ont également été ébauchées.

Lien de partage de l'actualité : Copier