ISO 5660 Essais de réaction au feu - Dégagement de chaleur, production de fumée et taux de perte de masse

La norme ISO 5660 Essais de réaction au feu - Dégagement de chaleur, production de fumée et taux de perte de masse, publiée par l'Organisation internationale de normalisation (ISO), comprend plusieurs sous-sections publiées sous le même titre. À savoir :

• La norme ISO 5660-1 Partie 1 : Dégagement de chaleur (méthode du calorimètre à cône) et taux de production de fumée (mesure dynamique) décrit une méthode d'évaluation du taux de dégagement de chaleur et du taux de production de fumée dynamique d'échantillons exposés en position horizontale à des niveaux d'irradiance contrôlés avec un allumeur externe. Le taux de dégagement de chaleur est déterminé en mesurant la consommation d'oxygène, calculée à partir de la concentration en oxygène et du débit dans le flux de produits de combustion. Le temps d'inflammation (flamme continue) est également mesuré lors de cet essai. Le taux de production de fumée dynamique est calculé à partir de l'atténuation d'un faisceau laser par le flux de produits de combustion. L'extinction de fumée est enregistrée tout au long de l'essai, que l'échantillon soit allumé ou non.

La méthode d'essai repose généralement sur le constat que la chaleur nette de combustion est proportionnelle à la quantité d'oxygène nécessaire à la combustion. On estime qu'environ 13,1 x 10³ ^kJ de chaleur sont libérés pour chaque kilogramme d'oxygène consommé. Les échantillons sont brûlés à l'air ambiant sous un rayonnement externe prédéterminé compris entre 0 ^et 75 kW/ ^m² , et les concentrations d'oxygène ainsi que les débits des gaz d'échappement sont mesurés. Cette méthode d'essai permet d'évaluer la contribution du produit testé au taux de dégagement de chaleur lors de son exposition au feu. Ces propriétés sont déterminées sur de petits échantillons représentatifs.

Le principe de la mesure de la fumée repose généralement sur l'observation que l'intensité lumineuse transmise à travers le volume des produits de combustion décroît exponentiellement avec la distance. C'est ce qu'on appelle la loi de Bouguer. Les échantillons testés brûlent dans l'air ambiant tout en étant exposés à un rayonnement externe prédéterminé compris entre 0 ^et 75 kW/m² ^. On mesure alors l'assombrissement de la fumée, le débit des gaz d'échappement et le taux de perte de masse de l'échantillon. L'assombrissement de la fumée est mesuré comme la fraction de l'intensité lumineuse du laser transmise à travers la fumée dans le conduit d'échappement. Cette fraction sert à calculer le coefficient d'amortissement selon la loi de Bouguer.

Les résultats des essais sont exprimés en termes de production et de taux de production de fumée, tous deux normalisés à la surface exposée de l'échantillon. Le taux de production de fumée est calculé comme le produit du coefficient d'extinction par le débit volumétrique de fumée dans le conduit d'évacuation. La production de fumée est calculée en intégrant numériquement le taux de production de fumée sur l'intervalle de temps considéré. Les variables rapportées sont normalisées en fonction de la surface, car la production de fumée est proportionnelle à celle-ci. La méthode d'essai permet d'évaluer la contribution du produit testé à la vitesse de propagation de la fumée et à la quantité de fumée produite lors d'un incendie bien ventilé. Ces propriétés sont également déterminées sur de petits échantillons représentatifs.

• La norme « ISO 5660-2 Partie 2 : Débit de fumée (mesure dynamique) » spécifie une méthode à petite échelle pour évaluer le débit de fumée dynamique d'échantillons essentiellement plats soumis à des niveaux contrôlés de chauffage radiant dans des conditions bien ventilées, avec ou sans allumeur externe. Le débit de fumée est calculé à partir de la mesure de l'atténuation d'un faisceau laser par le flux de produits de combustion. L'obscurcissement par la fumée est enregistré tout au long de l'essai, que l'échantillon soit enflammé ou non. Le système de mesure prescrit par cette norme est une extension de l'instrument décrit dans l'ISO 5660-1. Par conséquent, cette norme est utilisée conjointement avec l'ISO 5660-1.

Cette méthode d'essai repose sur l'observation selon laquelle l'intensité lumineuse traversant un volume de produits de combustion est une fonction exponentiellement décroissante de la distance. Ce phénomène est souvent appelé loi de Bouguer. Les échantillons soumis à l'essai sont exposés à une plage d'irradiation externe prédéterminée pendant leur combustion à l'air ambiant. L'obscurcissement par la fumée, le débit des gaz d'échappement et le taux de perte de masse de l'échantillon sont mesurés. L'obscurcissement par la fumée est mesuré comme la fraction de l'intensité lumineuse laser traversant la fumée dans le conduit d'échappement. Cette fraction permet de calculer le coefficient d'extinction selon la loi de Bouguer.

Les résultats des essais sont exprimés en termes de production et de taux de production de fumée, tous deux normalisés à la surface exposée de l'échantillon. Le taux de production de fumée est calculé comme le produit du coefficient d'extinction par le débit volumique de fumée dans le conduit d'évacuation. La production de fumée est calculée par intégration numérique du taux de production de fumée sur l'intervalle de temps considéré. Les variables rapportées sont normalisées en fonction de la surface, car la production de fumée est proportionnelle à celle-ci. La méthode d'essai permet d'évaluer la contribution du produit testé à la vitesse de propagation de la fumée et à la quantité de fumée produite lors d'un incendie bien ventilé. Ces propriétés sont déterminées sur de petits échantillons représentatifs.

• La norme ISO 5660-3 Partie 3 : Lignes directrices pour les mesures examine les limites du calorimètre à cône actuellement utilisé pour les produits de construction et propose des solutions pour les surmonter pour d'autres types de produits et d'autres domaines d'application. Cette norme compile les connaissances acquises grâce à une vaste expérience de cet instrument dans un ensemble de lignes directrices qui contribueront à normaliser l'utilisation du calorimètre à cône dans ce contexte plus large.

Cette norme fournit des recommandations spécifiques sur la préparation des échantillons et leur comportement exposé à la chaleur radiante, comme la fusion, la désintégration et le gonflement. Elle aborde l'importance de l'épaisseur de l'échantillon, de l'utilisation du substrat et des méthodes de fixation du substrat. Elle fournit également des conseils sur les approches d'essai de divers produits non standard. Elle fournit également des recommandations sur les techniques d'étalonnage des instruments, le choix des niveaux de flux thermique appropriés et les protocoles de cuisson. Outre des conseils aux opérateurs, cette norme inclut également des recommandations pour la présentation des résultats d'essai.

• L'ISO 5660-4 Partie 4 : Mesurage des faibles niveaux de dégagement de chaleur décrit une méthode d'évaluation des matériaux et produits produisant de faibles niveaux de dégagement de chaleur lorsqu'ils sont exposés aux niveaux d'éclairement énergétique élevés typiques d'un feu pleinement développé. Elle diffère de l'ISO 5660-1 par la spécification d'éléments tels que la taille spécifique de l'échantillon, le porte-échantillon, l'orientation de l'échantillon, le débit volumétrique et les niveaux d'éclairement énergétique auxquels l'essai est réalisé. La méthode d'essai décrite dans cette norme est destinée à être utilisée sur des produits et matériaux contenant seulement de faibles quantités d'éléments combustibles, par exemple des échantillons d'essai produisant un dégagement de chaleur total de 0,75 MJ/m² à 15 MJ/m². Une méthode d'essai pour les échantillons produisant un dégagement de chaleur total modéré à élevé est incluse dans l'ISO 5660-1. Les informations obtenues grâce à cette méthode d'essai dans cette norme peuvent également être utilisées à des fins d'ingénierie de la sécurité incendie. Comme dans la norme ISO 5660-1, les taux de dégagement de chaleur ne sont pas mesurés directement et en termes absolus, mais sont calculés théoriquement à l'aide d'une constante de proportionnalité dérivée expérimentalement qui relie la chaleur libérée à la consommation d'oxygène mesurée.

La mesure du taux de dégagement de chaleur et du dégagement de chaleur total permet de quantifier la capacité de l'échantillon d'essai à s'enflammer et à contribuer à un incendie. Elle repose généralement sur l'observation selon laquelle la chaleur nette de combustion d'un matériau est directement liée à la quantité d'oxygène nécessaire à sa combustion. Cette relation est d'environ 13,1 x 103 kJ de chaleur dégagée pour 1,0 kg d'oxygène consommé. Des mesures supplémentaires de dioxyde et de monoxyde de carbone peuvent éventuellement être effectuées et utilisées dans le calcul du dégagement de chaleur.

• La norme ISO 5660-5 Partie 5 : Dégagement de chaleur (méthode du calorimètre à cône) et taux de production de fumée (mesure dynamique) en atmosphères réduites en oxygène décrit l'appareillage et la procédure utilisés pour mesurer le comportement au feu en atmosphères réduites en oxygène. Des mesures continues sont effectuées pour calculer les taux de dégagement de chaleur, les taux de production de fumée et de gaz spécifique, ainsi que les taux de perte de masse. Des mesures du temps d'inflammation sont également effectuées pour obtenir le comportement à l'inflammation. Les paramètres de pyrolyse d'échantillons exposés à des niveaux d'irradiance et d'apport d'oxygène contrôlés peuvent également être déterminés.

Différentes atmosphères réduites en oxygène dans l'environnement d'essai sont obtenues en contrôlant la concentration volumique en oxygène du gaz d'admission de la chambre (vitiation) ou le volume atmosphérique total de la chambre (ventilation). Les concentrations volumique en oxygène inférieures à 20,95 % peuvent être examinées. L'instrument n'est pas conçu pour contrôler des conditions enrichies en oxygène supérieures à 20,95 % de concentration atmosphérique en oxygène. Le système de mesure prescrit dans la présente norme est basé sur le calorimètre à cône décrit dans l'ISO 5660-1. Par conséquent, ce document est destiné à être utilisé conjointement avec l'ISO 5660-1.

Notre organisation, qui accompagne depuis des années des entreprises de tous secteurs d'activité grâce à un large éventail d'activités d'essais, de mesures, d'analyses et d'évaluations, s'appuie sur une équipe performante qui suit de près les avancées scientifiques et technologiques mondiales et s'améliore constamment. Dans ce contexte, nous proposons également des services d'essais conformes à la norme ISO 5660 « Essais de réaction au feu - Dégagement de chaleur, production de fumée et taux de perte de masse ».