Guide de conception des parois métalliques REI 120 pour bâtiments de stockage

Centre Technique Industriel de la Construction Métallique
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« Établissement certifié qualité ISO 9001, le CTICM
assure un suivi de chaque étude dans le plus strict
respect de ses procédures qualité »
Date :
28/06/2016
Auteurs :
Arnaud SANZEL
Bin ZHAO
Nombre total de pages :
(y compris celle-ci)
84
GUIDE POUR LA CONCEPTION ET L’INTÉGRATION
DES PAROIS MÉTALLIQUES REI 120 DANS LES
BÂTIMENTS DE STOCKAGE
Membre du Comité de Coordination des Centres de Recherche en mécanique / Siret : 775 728 785 00046 Code Naf : 7219 Z

Guide pour la conception et l’intégration des parois métalliques REI 120 dans les bâtiments de stockage
Référence du document : SRI-16/095-AS-BZ/NB
Date :
28/06/2016
Auteurs :
Arnaud SANZEL
Bin ZHAO
Page :
1
Rév. :
A
SOMMAIRE
1 Introduction .................................................................................................................................................. 2
2 Contexte réglementaire ............................................................................................................................... 4
3 Performances au feu des bâtiments de stockage en ossature métallique .................................................. 6
4 Solution de parois métalliques pour les écrans thermiques et les parois coupe-feu séparatives ............... 8
4.1 Description détaillée de la solution ...................................................................................................... 8
4.2 Performances à l’incendie de la solution.............................................................................................. 9
4.3 Impact de la solution sur les distances d’effet et outil FLUMILOG .................................................... 11
4.3.1 Domaine d’application de la méthode ................................................................................... 11
4.3.2 Impact de la solution d’écrans thermiques métalliques sur les distances d’effet de flux
thermique .............................................................................................................................. 12
5 Conception des bâtiments de stockage en ossature métallique non-protégée avec la solution de parois
métalliques ...................................................................................................................................................... 26
5.1 Systèmes constructifs ......................................................................................................................... 26
5.1.1 Conception 1 : systèmes d’écrans thermiques autoportants et intégrés dans la façade du
bâtiment ................................................................................................................................ 26
5.1.2 Conception 2 : systèmes d’écrans thermiques entièrement intégrés dans la structure
porteuse du bâtiment ............................................................................................................ 32
5.1.3 Conception 3 : systèmes d’écrans thermiques autoportants et désolidarisés du bâtiment . 36
5.1.4 Cas des bâtiments de stockage métalliques en structure treillis ........................................... 38
5.2 Dimensionnement des écrans thermiques ......................................................................................... 38
5.3 Dimensionnement des fondations et de l’encastrement ................................................................... 50
5.4 systèmes fusibles des écrans thermiques .......................................................................................... 52
5.5 Parois coupe-feu séparatives : présence des portes coupe-feu et passage des conduits ................. 53
5.5.1 Parois coupe-feu perpendiculaires au sens porteur de la structure ...................................... 55
5.5.2 Parois coupe-feu parallèles au sens porteur de la structure ................................................. 61
5.5.3 Mise en place de portes coupe-feu ........................................................................................ 68
5.5.4 Passages de câbles et conduits traversant les parois coupe-feu ........................................... 69
6 Annexe : Appreciation de laboratoire ........................................................................................................ 70
7 Références .................................................................................................................................................. 82

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Référence du document : SRI-16/095-AS-BZ/NB
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Arnaud SANZEL
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Rév. :
A
1 INTRODUCTION
Les plateformes logistiques sont soumises à la nomenclature ICPE : Installations Classées pour la Protection
de l’Environnement et répertoriées sous de nombreuses rubriques selon les activités exercées (nature des
matériaux entreposés). Toutefois, les rubriques principales correspondantes sont les suivantes :
 1510 : Bâtiment de stockage de plus de 500 tonnes de matières combustibles ;
 1511 : Bâtiment de stockage frigorifique ;
 1530 : Dépôts de papiers, cartons ou matériaux combustibles analogues ;
 1531 : Stockage, par voie humide (immersion ou aspersion), de bois non traité chimiquement ;
 1532 : Stockage de bois ou de matériaux combustibles analogues ;
 2662 : Stockage de polymères ;
 2663 : Stockage de produits dont 50% au moins de la masse totale unitaire est composée de
polymères.
Par ailleurs, les plateformes logistiques de type ICPE relèvent, selon la quantité et le volume des matériaux
stockés, des régimes de déclaration, d'enregistrement ou d'autorisation en fonction de la gravité des
dangers ou inconvénients qu'elles peuvent présenter en cas d’accidents.
Pour minimiser les risques relatifs à ces installations, les pouvoirs publics ont instauré des exigences
réglementaires particulières à satisfaire, dont certaines sont relatives aux risques liés à l’incendie.
La réglementation en vigueur impose ainsi des exigences spécifiques en termes de comportement au feu des
ouvrages et de flux thermique à la limite du foncier, afin d’assurer un niveau de protection incendie adéquat
des installations.
De manière générale, le respect de l’ensemble de ces exigences nécessite la mise en place d’une part de
parois coupe-feu internes pour limiter l’impact éventuel des incendies et d’autre part d‘écrans thermiques
en périphérie des bâtiments de stockage concernés afin d’optimiser le coût du foncier.
Les bâtiments de stockage en construction métallique satisfont aisément à l’ensemble des exigences de la
réglementation ICPE. En ce qui concerne le comportement au feu, les recommandations contenues
respectivement dans le « Guide de vérification des bâtiments de stockage en structure métallique en
situation d’incendie » [6] et le document « Ossatures en acier – Méthode de justification d’une stabilité au
feu d’un quart d’heure (R15), voir [8], disponibles tous les deux sur le site du CTICM, peuvent être appliquées
pour concevoir les solutions constructives appropriées. En même temps, l’exigence en matière de flux
thermique nécessite l’utilisation des écrans thermiques lorsque les bâtiments de stockage d’une plateforme
logistique se situent près de la limite périphérique du foncier. De plus, ces écrans thermiques doivent en
principe rester stables au feu tout au long de l’incendie afin d’assurer leur efficacité maximale. Dans le cas
des bâtiments de stockage en acier, bien que l’ossature porteuse intérieure règlementairement sans
protection incendie permette d’offrir pleinement le niveau de sécurité nécessaire des occupants et des
services de secours, elle ne garantit pas de manière certaine le maintien des écrans thermiques en position
verticale lorsque ces derniers y sont attachés et l’impact économique induit par la mise en place d’écrans
thermiques autostables actuellement disponibles sur le marché dessert les solutions métalliques.
Partant de ce constat, la filière acier a mené des travaux de R&D en 2015 qui ont conduit à la mise au point
et à la validation réglementaire, sous forme d’APpréciation de Laboratoire (APL), d’une nouvelle solution de
paroi entièrement métallique formant les écrans thermiques et parois coupe-feu séparatives. La mise en
œuvre de cette solution constructive nécessite toutefois le respect de certaines conditions spécifiques dont
la nouveauté doit être explicitée.

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Rév. :
A
L’objectif de ce guide consiste à :
 rappeler, dans un premier temps, les performances qui doivent être atteintes en termes de stabilité
au feu et de flux thermique ;
 décrire ensuite précisément la solution métallique développée pour les écrans thermiques et parois
coupe-feu séparatives intérieures, ainsi que montrer l’impact de cette solution en termes de flux
thermique à l’aide de la méthode de calcul FLUMILOG ;
 fournir finalement les dispositions constructives nécessaires à sa mise en place tant pour les écrans
thermiques métalliques que pour les parois coupe-feu séparatives.
Ce document s’applique à tous les bâtiments de stockage en solution acier pour lesquels les écrans
thermiques et les parois coupe-feu séparatives doivent être mis en place.
En parallèle, les solutions recommandées en matière de parois coupe-feu séparatives peuvent également
être appliquées dans d’autres bâtiments métalliques à simple rez-de-chaussée soumis à des exigences
identiques, tels que le compartimentage pour les centres commerciaux.

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Rév. :
A
2 CONTEXTE RÉGLEMENTAIRE
Lorsqu’un incendie se déclare dans un bâtiment de stockage de type ICPE, celui-ci doit répondre à plusieurs
exigences de sécurité dont une partie est en relation directe avec les performances structurales de l’ouvrage.
Tout d’abord, en termes de comportement au feu de la structure du bâtiment, en général, un degré minimum
de stabilité au feu doit être assuré, quel que soit le régime auquel le bâtiment de stockage est soumis. En
fait, cette règle permet d’assurer la protection des occupants lors de leur évacuation du bâtiment. Toutefois,
pour fournir un niveau de sécurité suffisant à l’ensemble des personnes, y compris les services de secours, il
est également nécessaire de vérifier le comportement de la structure du bâtiment en matière de modes de
ruine, tels que :
 la structure du bâtiment de stockage ne doit pas s’effondrer vers l’extérieur compte tenu du fait
qu’une intervention des services de secours peut se réaliser à proximité du bâtiment sinistré ;
 lorsque les bâtiments de stockage sont composés de plusieurs cellules, et que l’une d’elles s’effondre
en situation d’incendie, celle-ci ne doit pas entraîner la ruine des cellules adjacentes ou de toute
autre partie du bâtiment de stockage afin d’une part, de protéger les services de secours susceptibles
d’intervenir au sein des cellules adjacentes et d’autre part, de contingenter l’étendue du sinistre.
Par ailleurs, pour protéger les personnes à l’extérieur des installations sinistrées, les flux thermiques par
rayonnement émis vers les environs immédiats du bâtiment de stockage soumis à un incendie ne doivent pas
dépasser certains seuils dont les valeurs de référence sont issues de l’arrêté du 22 octobre 2004 [10]. Deux
catégories distinctes de seuils d’effets thermiques sont différenciées : l’une concernant les effets des flux
thermiques sur l’inflammation des éléments de construction, l’autre permettant de quantifier le flux
thermique à partir duquel des effets graves, voire irréversibles, sont visibles sur l’homme en cas d’exposition.
Ces seuils, traduits de manière pratique par les distances d’effet de flux thermiques, sont évalués en
considérant les hypothèses suivantes :
 les secours n’interviennent pas et aucun moyen d’extinction n'est présent ;
 les protections passives sont prises en compte (écrans thermiques et parois coupe-feu).
Ces critères de performance visent à assurer les objectifs de sécurité suivants :
 protection des personnes évacuées et des secours en intervention qui se situent à proximité du
bâtiment de stockage sinistré ;
 non-propagation du feu par rayonnement aux bâtiments situés autour du bâtiment de stockage ;
 non-propagation de l’incendie d’une cellule à l’autre via les parois coupe-feu internes.
Étant donné que les seuils d’effets thermiques critiques pour les éléments de construction sont toujours
supérieurs à ceux pour les humains, la limite de propriété d’une plateforme logistique ICPE est définie par les
seuils pour la protection des personnes.
Concrètement, selon l’arrêté du 22 octobre 2004, les seuils d’effets thermiques d’intensité différente sont
au nombre de trois et permettent de classer les dangers pour les personnes en fonction de leur gravité :
 3 kW/m² : seuil des effets irréversibles délimitant la « zone de dangers significatifs pour la vie
humaine » mentionnée dans l’article L.515-16 du code de l’Environnement ;
 5 kW/m² : seuil des effets létaux délimitant la « zone de dangers graves pour la vie humaine » issue
de l’article L.515-16 du code de l’Environnement ;