Perte de résistance de l’acier sous l’effet du feu
Lorsque l’on évoque les incendies dans les bâtiments, l’idée reçue selon laquelle le carburéacteur ne peut pas faire fondre l’acier se répand largement. En réalité, l’acier ne doit pas atteindre son point de fusion, environ 1500 °C, pour voir son aptitude mécanique s’effondrer. Dès que la température monte entre 300 °C et 400 °C, les atomes qui composent le métal vibrent davantage, libérant les défauts cristallins qui étaient jusque‑là bloqués par le carbone.
Mécanismes internes
L’acier est un alliage fer‑carbone. Le carbone agit comme un « ciment » à l’échelle atomique, limitant le glissement des dislocations. Sous la chaleur, ces dislocations retrouvent une mobilité accrue, ce qui entraîne une diminution de la rigidité et de la résistance. Ainsi, à 400 °C, le métal conserve environ 80 % de sa contrainte ultime ; à 600 °C, cette valeur chute à la moitié, et à 800 °C, la structure se comporte davantage comme du caoutchouc que comme du métal.
Conséquences sur les constructions
Lorsque les poutres et les poutrelles s’affaiblissent, elles ne supportent plus les charges verticales comme prévu. Elles commencent à fléchir, tirant les colonnes au lieu de les soutenir, à l’image d’une canette en aluminium qui s’affaisse sous une pression minime. Un seul point d’écrasement suffit alors à engendrer un effondrement global, même si aucun élément ne fond réellement.
Ce phénomène explique pourquoi les incendies, même alimentés par du kérosène dont la température maximale tourne autour de 800 à 1000 °C, peuvent provoquer des effondrements catastrophiques. La perte de capacité porteuse se produit bien avant que le métal n’atteigne son état liquide.
En concevant des bâtiments, il est donc crucial d’intégrer des revêtements ignifuges, des systèmes de refroidissement actifs ou des matériaux à haute résistance thermique afin de retarder la détérioration mécanique et de garantir un délai d’évacuation suffisant.
Source: https://scientias.nl/rukgedrag-van-materialen-hoe-staal-als-kauwgom-wordt/
