Valeurs tabulées #2 – Dalles mixtes

En plus de leur fonction porteuse, les dalles peuvent également jouer un rôle séparatif en situation d’incendie. Le cas échéant, elles doivent donc non seulement développer une résistance mécanique suffisante (critère « R »), mais assurer aussi l’absence de défaut d’étanchéité au feu (critère « E ») et la performance d’isolation thermique (critère « I ») requise pendant toute la durée de l’exposition au feu.

Selon la partie feu de l’Eurocode 4 (NF EN 1994-1-2) et son Annexe Nationale, le critère « E » est supposé satisfait pour une dalle mixte acier-béton par défaut grâce notamment au bac acier. Le critère d’isolation thermique « I » est considéré comme satisfait lorsque les deux conditions suivantes sont remplies :

• L’élévation de température moyenne sur la totalité de la surface non exposée est limitée à 140 K, ce qui correspond à un échauffement moyen limité à 160 °C avec une température initiale de 20 °C ;
• Et l’élévation de température maximale en un point de cette surface ne dépasse pas 180 K, ce qui correspond à un échauffement maximal limité à 200 °C avec une température initiale de 20 °C.

Deux méthodes de vérification du critère « I » sont proposées dans l’Annexe D de la partie feu de l’Eurocode 4 :

• Une méthode de calcul simplifiée, où la durée de résistance au feu en termes d’isolation thermique peut être déterminée à partir d’une formule analytique, en fonction des dimensions de la dalle ;
• Une méthode de calcul par valeurs tabulées, faisant appel à la notion d’épaisseur efficace et faisant l’objet de la présente fiche.

Domaine d’application de la méthode de calcul

L’Annexe D de la partie 1-2 de l’Eurocode 4 est dédiée au calcul de la résistance au feu des dalles mixtes non protégées soumises au feu normalisé en face inférieure de la dalle. Elle s’applique aux dalles comportant un bac acier à profil rentrant ou trapézoïdal, constituées de béton de masse volumique courante (NC) ou léger (LC), et dont la géométrie respecte le Tableau 1.

Epaisseur efficace et performance d’isolation thermique

La méthode de calcul par valeurs tabulées de l’Annexe D pour déterminer la performance d’isolation thermique d’une dalle mixte acier-béton consiste à comparer l’épaisseur efficace de la dalle à des valeurs minimales permettant de satisfaire les différentes classes de résistance au feu (cf. Tableau 2).

L’épaisseur efficace d’une dalle mixte correspond à l’épaisseur de la dalle pleine en béton équivalente présentant un échauffement analogue. Notée h_eff, elle est déterminée en fonction de la géométrie de la dalle (cf. Figure 1) :

Exemple d’application

Considérons un bâtiment dont les planchers sont constitués de dalles mixtes acier-béton sans chape pour lesquelles une performance au feu REI120 est requise. Les dalles mixtes en question comportent un bac acier de type Cofraplus 60, dont les dimensions sont rappelées ci-dessous.

Il est à noter que la performance d’étanchéité au feu (E) de cette dalle est acquise par défaut compte tenu de la présence du bac acier.

Selon le Tableau 2, pour satisfaire le critère d’isolation thermique exigé, les dalles doivent avoir une épaisseur efficace d’au moins 120 mm. En supposant que h₂ / h₁ ≤ 1,5, l’épaisseur de béton h₁ au-dessus du bac acier doit vérifier :

Le critère d’isolation thermique I 120 est donc satisfait pour une épaisseur totale de dalle mixte d’au moins 97,2 + 58 = 155,2 mm, c’est-à-dire 160 mm par exemple (tout en vérifiant l’hypothèse h₂ / h₁ = 58 / 102 = 0,57 ≤ 1,5).

En plus de cette détermination de l’épaisseur minimale pour la performance d’isolation thermique, la capacité portante de cette dalle peut être déterminée à partir de la méthode de calcul donnée dans l’Annexe D de EN 1994-1-2 et son Annexe Nationale.

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Gisèle Bihina, chef de projet recherche – CTICM