Méthode d'essai standard ASTM E906-07 pour les taux de dégagement de chaleur et de fumée visible pour les matériaux et les produits utilisant la méthode de la thermopile

La norme « ASTM E906-07 Méthode d'essai standard pour les taux de dégagement de chaleur et de fumée visible pour les matériaux et les produits utilisant la méthode de la thermopile » développée par l'American Society for Testing and Materials (ASTM) décrit une méthode d'essai permettant de déterminer les taux de dégagement de chaleur et de fumée visible des matériaux, produits ou assemblages lorsqu'ils sont exposés à différents niveaux de chaleur radiante. La fumée visible est définie en termes d’obscurcissement de la lumière transmise par les produits de combustion libérés lors des essais.

Cette méthode de réponse aux tests d'incendie évalue le dégagement de chaleur par une méthode thermique, la thermopile, utilisant une source de chaleur radiante constituée d'un ensemble de quatre éléments de résistance électrique. Cette méthode d’essai fournit une exposition thermique radiante pilotée et sans pilote d’un échantillon. L'allumage pilote résulte de l'impact direct de la flamme sur l'échantillon (allumage ponctuel) ou de l'utilisation d'un pilote pour enflammer les gaz produits par pyrolyse de l'échantillon.

La chaleur et le dégagement de fumée sont mesurés à partir du moment où l’échantillon est injecté dans une chambre d’exposition contrôlée. Les mesures sont prises pendant toute la durée de l'allumage (et de l'atteinte progressive de la surface par la flamme dans le cas d'un allumage ponctuel) et jusqu'à la fin de l'essai.

Cette méthode d’essai est destinée à être utilisée dans la recherche et le développement et non comme base à des fins de notation, de réglementation ou de code.

L'appareil décrit dans cette méthode d'essai a été utilisé dans deux configurations. La configuration A est la configuration utilisée par la Federal Aviation Administration pour évaluer les matériaux destinés à être utilisés dans les aéronefs. La configuration B est adaptée à des fins de recherche et de développement à différents flux de chaleur incidents.

Cette méthode d’essai ne fournit pas d’informations sur la performance au feu des éprouvettes dans des conditions d’incendie autres que celles spécifiées dans cette méthode d’essai. Les limites connues de cette méthode de test incluent :

• Les taux de dégagement de chaleur et de fumée dépendent d’un certain nombre de facteurs, notamment la formation de carbonisation de surface, la formation de cendres collantes, l’épaisseur de l’échantillon et la méthode de montage.
• Les valeurs de dégagement de chaleur sont fonction de la taille particulière de l'échantillon (zone ouverte) testé. Les résultats ne sont pas directement adaptables à différentes surfaces exposées pour certains produits.
• La méthode d’essai est limitée à des tailles d’échantillons spécifiées de matériaux, de produits ou d’assemblages. Si des produits doivent être testés, l’échantillon de test doit être représentatif du produit en utilisation réelle. Le test se limite à exposer une surface, les options pour la surface exposée sont verticale et horizontale face vers le haut.
• À des taux de dégagement de chaleur d'échantillon très élevés, une flamme peut être observée au sommet de la pile, invalidant le test.
• Aucune relation générale n’a été établie entre les valeurs du taux d’émission atmosphérique obtenues à partir d’échantillons orientés horizontalement et verticalement. Les échantillons qui fondent et coulent dans une orientation verticale doivent être testés horizontalement.

Aux fins de la présente norme, en plus des termes et définitions donnés dans les normes « ASTM E176-2121 Terminologie des normes incendie » et « ISO 13943 Sécurité incendie - Glossaire », les définitions suivantes s'appliquent :

• En ce qui concerne la collecte de données, le terme « continu » fait référence à des intervalles de collecte de données de 5 secondes ou moins.
• La surface exposée est la surface de l’échantillon qui est exposée à la chaleur incidente.
• La lueur est la présence d’une flamme sur ou à la surface de l’échantillon pendant des périodes de moins de 4 secondes.
• L'allumage en phase gazeuse fait référence à l'allumage des produits de pyrolyse d'une surface chauffée par une flamme pilote ou une autre source d'allumage qui n'affecte pas ou n'affecte pas de manière significative la surface chauffée, par exemple par réirradiation.
• L'orientation est le plan dans lequel la face exposée de l'échantillon est positionnée verticalement ou horizontalement vers le haut pendant le test.
• Une unité de fumée est la concentration de particules de fumée dans un mètre cube d'air qui réduit le pourcentage de transmission de la lumière sur un trajet de 1 m à 10 pour cent.
• Une flamme soutenue est la présence d'une flamme sur ou au-dessus de la majeure partie de la surface de l'échantillon pendant une durée de 4 secondes ou plus.
• Le temps d'inflammation est le temps entre le début de l'essai et la présence d'une flamme sur ou au-dessus de la majeure partie de la surface de l'échantillon pendant au moins 4 secondes.
• La durée de la flamme soutenue est la durée d'allumage.

Lors du test, l'échantillon à tester est injecté dans une chambre environnementale à travers laquelle passe un flux d'air constant. L'exposition de l'échantillon est déterminée par une source de chaleur radiante ajustée pour produire le flux de chaleur total souhaité sur l'échantillon. Les options d'exposition comprennent : les orientations horizontales ou verticales, l'allumage sans pilote, l'allumage piloté des gaz émis ou l'allumage ponctuel de la surface. Les changements de température et de densité optique du gaz sortant de la chambre sont surveillés et à partir de ces données, les taux de libération de chaleur et de fumée visible sont calculés.

Cette méthode d'essai fournit une description du comportement des échantillons de matériaux en termes de taux de dégagement de chaleur et de fumée visible dans le cadre d'une exposition au feu spécifiée. En testant des échantillons à une gamme d’expositions couvrant une gamme de flux de chaleur, il est possible de déterminer le changement de comportement des matériaux et des produits avec un changement d’exposition au flux de chaleur.

Les données obtenues pour un test particulier décrivent la vitesse à laquelle l’échantillon se propagera et libérera de la fumée lorsqu’il sera exposé aux conditions environnementales et aux procédures spécifiques utilisées pour effectuer ce test.

Lorsque le pilote est utilisé, toute la surface exposée de l'échantillon ne brûle pas pendant la phase d'inclusion progressive. Des procédures de tir ponctuel (impact) sont utilisées. Lors de l'implication progressive de la surface, les taux de dégagement de chaleur et de fumée sont exprimés par mètre carré de surface exposée d'origine, et non par mètre carré de surface contenant des flammes.

Les taux de dégagement de chaleur et de fumée sont calculés par mètre carré de surface exposée d'origine. Si un échantillon gonfle, s'affaisse, se délamine ou se déforme d'une autre manière, modifiant ainsi la surface exposée, les taux de libération calculés correspondent à la surface d'origine et non à la nouvelle surface.

Les valeurs de dégagement de chaleur dépendent du mode d'allumage. L'allumage en phase gazeuse donne une mesure plus cohérente du point de vue dimensionnel du taux de libération lorsqu'une interaction très rapide ou instantanée de la surface de l'échantillon avec la flamme se produit.

Les taux de libération dépendent de nombreux facteurs, dont certains ne peuvent pas être contrôlés. Il est possible que les échantillons qui produisent une carbonisation de surface, des cendres collantes ou qui sont composites ou stratifiés n'atteignent pas un taux de libération à l'état stable. Les échantillons thermiquement minces, c'est-à-dire les échantillons dont les surfaces non exposées changent de température pendant la période d'essai, ne peuvent pas atteindre un taux de libération à l'état stable. Par conséquent, les taux de libération d'un matériau donné dépendent, par exemple, de la manière dont le matériau est utilisé, de son épaisseur et de la méthode d'installation.

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