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RÉSISTANCE au FEU des ÉLÉMENTS de CONSTRUCTION Selon NF EN 1365-2
RAPPORT d'ESSAI n° 09 - U - 182
Essai n° : Effectué le : 09 - U - 182 07 Avril 2009
Concernant : Un plancher constitué de béton léger et d’une structure JK
Dimensions : 5100 x 3000 x 180 mm (L x l x e)
Demandeur : JK STRUCTURE Route de la station 142 BE - 7070 LE ROEULX
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1. OBJET DU RAPPORT
Détermination, conformément à la procédure telle qu’indiquée dans la norme EN 1365-2 « Essais de résistance au feu des éléments porteurs - Partie 2 : Planchers et toitures», des performances d’un plancher porteur constitué de béton léger et d’une structure JK.
2. LABORATOIRE D’ESSAI
Nom : EFECTIS France Adresse : Voie Romaine F - 57280 MAIZIERES-lès-METZ
3. DEMANDEUR DE L’ESSAI
Nom : JK Structure Adresse : Route de la Station 142 BE - 7070 LE ROEULX
4. ESSAIS AU FEU DE REFERENCE
Essai de référence : 09 - U - 182 Date de l’essai : 07 avril 2004
5. REFERENCE ET PROVENANCE DE L’ELEMENT
Référence : Structure JK Provenance : JK Structure
6. DESCRIPTION DE L’ELEMENT
6.1 GENERALITES
L’élément testé était une dalle plane en béton léger réalisée selon le procédé JK, de grandes dimensions. Dimensions hors tout de la dalle support : 5100 x 3000 x 180 mm (L x l x e).
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6.2 NOMENCLATURE
Selon les informations communiquées par le Demandeur.
Désignation Référence Caractéristiques Fournisseur
Billes de polystyrène POLITERM BLUE
Perles de polystyrène expansé Enrobées à l’additif E.I.A. EDILTECO
Structure tridimensionnelle
Structure JK
Acier galvanisé 3 x 1,2 m (L x l) JK Structure
Raidisseur transversal Acier galvanisé ht = 79 mm, ø = 4,6 mm JK Structure
Raidisseur longitudinal Acier galvanisé ht = 70 mm, ø = 4,6 mm JK Structure
Grillage e = Epaisseur --- mv=masse volumique---d=densité---ht=hauteur
6.3 DESCRIPTION DETAILLEE DE L’ELEMENT TESTE
6.3.1 Ferraillage de la dalle
Le ferraillage de la dalle a été réalisé avec la structure JK. La structure était constituée de panneaux tridimensionnels en acier galvanisé déployé. Les panneaux de structure JK, 3 x 1,2 m (L x l) étaient installés dans le sens longitudinal de la dalle et avaient pour recouvrement :
- deux mailles longitudinalement, - 1000 mm transversalement, à leurs extrémités.
Une fois la structure principale mise en place six raidisseurs transversaux étaient installés dans celle-ci, à 900 mm d’intervalle. Quatre raidisseurs longitudinaux étaient ensuite mis en place pour achever la structure porteuse. Un grillage était ligaturé en face inférieure de la structure avant la mise en place dans le coffrage. La structure complète était installée à 20 mm du fond de coffrage via des cales en bois régulièrement mises en place.
6.3.2 Béton léger
6.3.2.1 Composition du béton léger
Le béton allégé était réalisé dans le malaxeur de la pompe puis injecté dans la structure JK. Le dosage était de :
- 170 L de perles de polystyrène, - 35 kg de ciment (Technocem 32,5 R - Ciments Calcia), - 35 kg de mortier (Mortier NOVI Pro - NOVIPRO), - 25 L d’eau, - une poignée de fibres synthétiques.
Masse volumique : 705kg/m³ Teneur en eau : 14,6 % (après étuvage à 105°C).
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6.3.2.2 Coffrage
La dalle était coulée sur un fond de coffrage tapissé d’une feuille de polyane. Après coulage, l’épaisseur de la dalle était d’environ 13 cm.
6.3.3 Chape de compression
6.3.3.1 Ferraillage de la chape de compression
Un treillis anti-fissuration Ø 4,5 mm, en 200 x 200 mm, a été directement posé sur la dalle en béton léger. Il a été relevé au râteau lors du coulage.
6.3.3.2 Béton de la chape de compression
Une chape de compression, e = 50 mm, a été réalisée en béton NOVIPRO (Fabricant NOVIPRO) en finition au-dessus de la dalle réalisée avec la structure JK et le béton allégé. Epaisseur finale de la dalle avec chape de compression: 180 mm.
7. MONTAGE D’ESSAI
7.1 DEFINITION DE L’ELEMENT TESTE
Hormis les dimensions de la surface exposée, le choix et la définition de l’élément testé ont été faits par le Demandeur de l’essai.
7.2 MONTAGE D’ESSAI
7.2.1 Montage d’essai
La dalle plane était posée sur la structure du four d’essai et elle était exposée sur une surface de 4400 x 3000 mm (L x l).
7.2.2 Intervenants
La mise en œuvre de l’élément a été réalisée par le personnel qualifié du Demandeur.
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8. CONDITIONS D’ESSAI
8.1 PROGRAMME THERMIQUE
L'élévation de température du four au-dessus de l'ambiante a été conduite suivant le programme thermique conventionnel représenté par la fonction :
T = 345 log10 (8t+1) + 20
où : t = Temps [min] T = Température du four à l'instant t [°C].
8.2 PRESSION AMBIANTE
La pression ambiante à l’intérieur du four était contrôlée et établie à +20 ± 3 Pa.
8.3 SENS DU FEU
Feu SOUS le plancher en béton léger et structure JK.
8.4 CONDITIONS D’APPUI ET DE CHARGEMENT
8.4.1 Conditions d’appui
La dalle support était posée sur deux appuis à rouleaux Ø 100 mm, à entraxe de 4900 mm. L'un d'eux était bloqué dans les deux directions, l'autre était libre de déplacement longitudinal.
8.4.2 Conditions de chargement
Le chargement était développé à l'aide d'un vérin hydraulique et d'une poutre de répartition type HEB 240 L = 3100 mm appuyant sur deux traverses d'appui type HEB 120 L = 2900 mm. La charge appliquée, à la demande du client était de 250 kg/m². Le poids propre du palonnier de chargement a été pris en compte dans ce calcul.
- Masse du palonnier de chargement : 4,35 kN
- Portée entre appuis : 4900 mm
- Portée entre points de chargement : 2900 mm
- Charge développée par le vérin : 40,65 kN
- Flèche maximale autorisée : 330 mm.
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9. RESULTATS D’ESSAI
L'implantation des capteurs de mesure figure en Annexe. Les résultats des mesures sont consignés en Annexe sur les planches citées ci-après.
9.1 MESURE DE TEMPERATURES
9.1.1 Températures dans le four
Elles étaient mesurées par 8 pyromètres à plaques conformes à la norme NF EN 1363-1, face métallique orientée vers la sole du four.
Implantation Repères Planche de résultats A 100 mm sous la dalle béton 6 à 13 9 Ecarts par rapport aux tolérances accordées selon la norme NF EN 1363-1 6 à 13 10
9.1.2 Températures de l’élément en face non exposée
Elles étaient mesurées par 5 thermocouples de type K conformes à la norme NF EN 1363-1.
Implantation Repères Planche de résultats
Température en face non-exposée de la dalle 1 à 5 11
9.1.3 Températures dans la halle d’essai
Implantation Repères Planche de résultats Température dans la halle d’essai 14 12
9.2 MESURES DE PRESSION
Conformément aux exigences de la norme NF EN 1363-1, la pression ambiante dans le four était régulée en continu pendant toute la durée de l’essai. Compte tenu de la position du capteur de pression, la valeur de consigne était fixée à 20 ± 5 Pa entre la 5ième et la 10ieme minute d’essai, puis à 20 ± 3 Pa après la 10ième minute d’essai.
Implantation Repères Planche de résultats
A 100 mm sous la dalle béton Pr 15 13
9.3 MESURE DE LA CHARGE APPLIQUEE SUR LA DALLE SUPPORT
L'effort développé par le vérin de chargement sur la dalle support était mesuré pendant l'essai.
Implantation Repères Planche de résultats
Effort développé par le vérin de chargement For 16 14
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9.4 MESURES DE DEFORMATIONS DE LA DALLE SUPPORT
Les flèches de la dalle support étaient mesurées pendant l'essai.
Implantation Repères Planche de résultats
A mi-portée de la dalle 17-18 Aux 1/4 et 3/4 de la portée de la dalle 19-20
15
10. OBSERVATIONS
10.1 PENDANT ESSAI
Temps (min)
Observations
00 Démarrage de l’essai. 12 Combustion des cales en bois en sous-face de la dalle. 20 Petites fissures longitudinales en sous-face de la dalle. 30 Accentuation des fissures.
56 Arrivée en bout de course du vérin hydraulique. Début de déchargement graduel de la dalle.
90 Fissures plus grandes. 94 Arrêt de l’essai avec l’accord du Demandeur.
10.2 APRES ESSAI ET REFROIDISSEMENT
10.2.1 En face non-exposée de la dalle support
Dalle cintrée régulièrement et symétriquement.
10.2.2 En face exposée de la dalle support
Chutes superficielles de béton en sous-face de la dalle, découvrant sur de nombreuses zones le grillage en sous-face de la structure JK. Fissures transversales de la dalle au droit des raidisseurs transversaux.
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11. CRITERES DE PERFORMANCES
Conformément aux textes de référence cités au paragraphe 1, les durées de satisfaction du plancher porteur aux critères de performances sont les suivantes :
11.1 CAPACITE PORTANTE
Durée : CINQUANTE SIX MINUTES - (56 min)
Cause de limitation : Chargement par vérin inférieur à la charge équivalente à 250 kg/m³.
11.2 ETANCHEITE AU FEU
11.2.1 Tampon de coton
Durée : QUATRE-VINGT QUATORZE MINUTES - (94 min)
Cause de limitation : Fin de l’essai.
11.2.2 Calibres d’ouverture
Durée : QUATRE-VINGT QUATORZE MINUTES - (94 min)
Cause de limitation : Fin de l’essai.
11.2.3 Inflammation soutenue
Durée : QUATRE-VINGT QUATORZE MINUTES - (94 min)
Cause de limitation : Fin de l’essai.
11.3 ISOLATION THERMIQUE
Durée : QUATRE-VINGT QUATORZE MINUTES - (94 min)
Cause de limitation : Fin de l’essai.
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12. DOMAINE D’APPLICATION DIRECTE DES RESULTATS
Conformément au paragraphe 13. de la norme NF 1365-2, les résultats de l’essai au feu sont directement applicables aux constructions similaires non soumises à un essai sous réserve que ce qui suit soit vérifié. Conformément au § 13 alinéa a) de la norme NF EN 1365-2, les performances de résistance au feu indiquées au § 11 du présent rapport sont applicables à un plancher porteur similaire sous réserve que les moments de flexion et les efforts tranchants ne doivent pas être supérieurs à ceux des essais de référence, soit ceux engendrés par un chargement uniformément réparti de 250 kg/m².
- la masse volumique, l’épaisseur, la composition du produit testée, etc…
13. AVERTISSEMENT
Le présent rapport donne des détails sur la méthode de construction, les conditions d’essai et les résultats obtenus lorsque l’élément de construction spécifique décrit ici a été soumis aux essais suivant le mode opératoire indiqué dans la norme NF EN 1363-1 et, éventuellement, dans la norme NF EN 1363-2. En ce qui concerne les dimensions, les détails de construction, les chargements, les contraintes et les conditions aux limites ou d’extrémité, tout écart important, autre que ceux autorisés dans le cadre du domaine d’application directe de la méthode d’essai appropriée, n’est pas couvert par le présent rapport. A cause de la nature des essais de résistance au feu et de la difficulté en résultant à quantifier l’incertitude de mesurage de la résistance au feu, il n’est pas possible de fixer un degré de précision des résultats.
Fait à Maizières-lès-Metz, le 6 juillet 2009
Alain DORKEL Ingénieur chargé d’affaire
Roman CHIVA Chef du service "Essais 1"
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Thermocouples en face non-exposée de la dalle
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Courbe conventionnelle EN 1363-1
: Tc 6 : Tc 7 : Tc 8 : Tc 9 : Tc 10 : Tc 11 : Tc 12 : Tc 13
09-U-182
Titre Essai
Planche
Températures ambiantes dans le four
9
0
200
400
600
800
1000
1200
0 15 30 45 60 75 90
Temps (min)
Tem
péra
ture
(°C
)
Limites à +/- 100 °C
Programme Courbe - Version 6.0
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Limites acceptées Ecarts Tc 6 Tc 13
09-U-182
Titre Essai
Planche
Ecarts de pilotage par rapport à la courbe conventionnelle
10
-15%
-10%
-5%
0%
5%
10%
15%
0 15 30 45 60 75 90
Temps (min)
Ecar
ts(%
)Programme Courbe - Version 6.0
Ecart calculé avec les thermocouples :
à
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Moyenne des thermocouples ∆T moy (140°C)
∆T max (180°C) To = 19 °C
: Tc 1 : Tc 2 : Tc 3 : Tc 4 : Tc 5
09-U-182
Titre Essai
Planche
Températures en face non-exposée de la dalle
11
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 15 30 45 60 75 90
Temps (min)
Tem
péra
ture
(°C
)Programme Courbe - Version 6.0
T moy 140°C non atteinte en fin d'essai. ∆ ≥T max 180°C non atteinte en fin d'essai.∆ ≥
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To = 19 °C
: Tc 14
09-U-182
Titre Essai
Planche
Température ambiante dans la halle d'essai
12
0
5
10
15
20
25
0 15 30 45 60 75 90
Temps (min)
Tem
péra
ture
(°C
)Programme Courbe - Version 6.0
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Annexe Planche 13 Page 22 / 26
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Limites de la pression de consigne (20 Pa)
: Pr 15
09-U-182
Titre Essai
Planche
Pression ambiante dans le four
13
0
5
10
15
20
25
30
0 15 30 45 60 75 90
Temps (min)
Pres
sion
(Pa)
Programme Courbe - Version 6.0
Rapport d'essai n° 09 - U - 182(NF EN 1365-2)
Annexe Planche 14 Page 23 / 26
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: For 16
09-U-182
Titre Essai
Planche
Force appliquée sur la dalle
14
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 15 30 45 60 75 90
Temps (min)
Forc
e(k
N)
Vérin hydrauliqueen bout de course
Programme Courbe - Version 6.0
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Annexe Planche 15 Page 24 / 26
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: Dep 17 : Dep 18 : Dep 19 : Dep 20
09-U-182
Titre Essai
Planche
Déformation de la dalle
15
0
50
100
150
200
250
300
0 15 30 45 60 75 90
Temps (min)
Dép
lace
men
t(m
m)
Programme Courbe - Version 6.0
FEU Vérin hydrauliqueen bout de course
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Annexe Photos
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Photo A (haut) Mise en place des poutrelles dans la structure JK Photo B (bas) Injection du béton léger.
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Annexe Photos
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Photo C (haut) Dalle avant essai. Photo D (bas) Dalle après essai et refroidissement.