Comportement moussant des matériaux de protection passive contre l’incendie
Les matériaux de protection contre l’incendie ne réagissent pas tous de la même manière lorsqu’ils sont exposés à la chaleur. Alors que les matériaux ablatifs absorbent la chaleur et produisent ainsi un effet de refroidissement, les matériaux intumescents subissent une transformation structurelle : ils se dilatent et forment une couche protectrice isolante, communément appelée «meringue».
À travers trois essais, nous montrons à quel point ce comportement moussant peut varier. Nous examinons le facteur de moussage, la pression d’expansion qui en résulte et la structure du matériau. Andreas Pfitzinger explique les mécanismes à l’œuvre dans ce processus et pourquoi les propriétés du matériau doivent être adaptées à chaque application spécifique de protection contre l’incendie.
Pression d’expansion : quand le volume se transforme en force
KuhnOdice : La formation de mousse ne consiste donc pas seulement à créer du volume. Quel rôle joue la pression d’expansion ?
Andreas Pfitzinger : La pression d’expansion désigne la force exercée par un matériau intumescent au cours de sa formation de mousse. Il convient de noter que tous les matériaux intumescents ne développent pas une pression d’expansion de même intensité ; celle-ci dépend de la formulation du matériau et des conditions dans lesquelles celui-ci se dilate. Lorsqu’un matériau peut mousser librement, sans charge externe, il produit principalement une expansion volumique. En revanche, lorsque l’expansion est contrainte, certains matériaux peuvent développer une pression mécanique. La mousse ainsi obtenue est alors plus dense et plus stable.
KuhnOdice : Quelle est la principale conclusion à tirer de ce dispositif d’essai ?
Andreas Pfitzinger : Le dispositif d’essai montre que le matériau ne se contente pas de mousser librement : il se dilate contre une résistance. Cela illustre une fois de plus la force qui peut se développer lors du moussage. Concrètement, la pression d’expansion est particulièrement importante lorsque les matériaux doivent assurer une étanchéité fiable, surmonter une résistance ou obturer efficacement une ouverture.
Facteur d’expansion : quel volume peut être généré ?
KuhnOdice : Outre la pression d’expansion, l’ampleur de l’expansion du matériau est également déterminante. Que décrit exactement le facteur d’expansion ?
Andreas Pfitzinger : Le facteur d’expansion décrit dans quelle mesure un matériau intumescent se dilate lorsqu’il est exposé à la chaleur. Plus le facteur d’expansion est élevé, plus le volume généré est important. Cela est particulièrement important lorsqu’il faut franchir un interstice donné, remplir une cavité ou former une couche protectrice isolante.
KuhnOdice : Un facteur d’expansion élevé signifie-t-il automatiquement une meilleure protection ?
Andreas Pfitzinger : Non, pas automatiquement. Ce qui importe avant tout, c’est l’application spécifique. Un facteur d’expansion élevé peut s’avérer utile, mais il ne constitue pas nécessairement la solution la mieux adaptée à chaque configuration d’installation. Dans les espaces d’installation exigus, une expansion excessive peut poser de sérieux problèmes. C’est pourquoi chaque matériau est conçu pour un domaine d’application spécifique, sa « zone optimale », en quelque sorte. Une protection optimale n’est obtenue que lorsque le comportement d’expansion du matériau, l’espace d’installation et les exigences de protection contre l’incendie sont parfaitement compatibles.
Structures de mousse : tous les matériaux intumescents ne se comportent pas de la même manière
KuhnOdice : Les différences de facteur d’expansion et de pression d’expansion entre les matériaux intumescents se traduisent-elles également par des structures de mousse différentes ?
Andreas Pfitzinger : Absolument. En fonction de leur composition chimique, les matériaux intumescents peuvent former des structures de mousse différentes. Les produits à base de silicate forment une structure très dure, qui se développe sous pression avec une expansion principalement orientée. Les produits à base de phosphate, en revanche, génèrent un volume important mais développent peu de pression et ont donc tendance à se dilater plus librement et dans les trois dimensions. Les matériaux à base de graphite, quant à eux, peuvent présenter une forte expansion tout en développant une pression d’expansion élevée.
KuhnOdice : Quel type de mousse convient à quelle application ?
Andreas Pfitzinger : Cela dépend beaucoup du type d’application. Lorsqu’un volume important est nécessaire, mais qu’il faut éviter une pression élevée, un matériau qui mousse sans développer de pression peut constituer la solution à privilégier. En revanche, lorsqu’une ouverture doit être obturée sous l’effet de l’expansion ou qu’un composant doit être comprimé, il faut un matériau développant une pression d’expansion adaptée.
Tous les matériaux intumescents ne se valent pas
Ce qui caractérise les matériaux intumescents, ce n’est pas seulement le fait qu’ils augmentent de volume lorsqu’ils sont exposés à la chaleur, mais surtout la manière dont ils le font. La pression d’expansion, le facteur d’expansion et la structure de la mousse doivent être parfaitement adaptés les uns aux autres et à l’application concernée.
Alors que les matériaux intumescents fonctionnent en se dilatant et en formant une couche protectrice, les matériaux ablatifs reposent sur l’absorption d’énergie et le refroidissement (par évaporation).
L’expert à l’origine des essais
Andreas Pfitzinger travaille au sein de l’entreprise depuis 2018, anciennement connue sous le nom de svt Products et exerçant désormais son activité sous le nom de KuhnOdice. En tant que chef de produit, il allie une solide expertise technique à une bonne compréhension des exigences pratiques.
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