Temperature critique des éléments en acier

Définition

La température critique d’un élément métallique est la température au-delà de laquelle l’élément n’est plus susceptible de supporter les charges mécaniques qui lui sont appliquées pour la situation de l’incendie. Elle dépend de nombreux paramètres tels que le niveau de chargement de l’élément, le système constructif (poutre, poteau, système hyperstatique, etc.), le type de profilé utilisé (forme et élancement des parois du profilé) et la réduction de la résistance de l’acier aux températures élevées.

La température critique varie généralement entre 500 et 800 °C. Elle peut être obtenue par le calcul ou plus simplement à partir de valeurs forfaitaires et conservatives données dans l’Annexe nationale française de la norme EN 1993-1-2.

Pour les éléments métalliques de classe 1, 2 ou 3, les températures critiques forfaitaires sont les suivantes :

• Poutres hyperstatiques : 570°C
• Poutres isostatiques et éléments tendus : 540°C
• Éléments comprimés : 500°C
• Éléments soumis à la flexion et à la compression axiale : 500°C

Pour les éléments métalliques de classe 4 sensibles au phénomène du voilement local, la température critique de 350 °C peut être appliquée quel que soit le type de bâtiments.

Il est à rappeler que ces valeurs de température critique sont souvent très conservatives et des calculs précis peuvent conduire à des valeurs bien supérieures, ce qui représente un fort intérêt lorsque le coût de la protection devient important ou lorsque le degré de résistance au feu requis est faible (R15 par exemple).

À quoi sert-elle ?

La température critique est souvent utilisée pour vérifier la résistance au feu des éléments de structure métallique. Selon la norme EN 1993-1-2, la résistance au feu d’un élément de structure métallique peut être jugée satisfaite si la température atteinte dans cet élément, après une certaine durée d’exposition au feu, est inférieure à sa température critique.

Dans le cas où la protection d’une structure métallique est nécessaire, la connaissance de la température critique est indispensable pour déterminer l’épaisseur de protection à mettre en œuvre sur l’élément considéré.

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Christophe Renaud , directeur de projet de recherche – CTICM