1. Historique et enjeux

On a tendance à penser que c'est le matériau qui brûle mais ce sont en réalité les produits de décomposition du matériau. Par exemple, un morceau de bois est composé de grandes molécules de cellulose. La cellulose, sous l'effet de la chaleur, se décompose en une multitude de plus petites molécules qui vont former des gaz. Ces gaz, mélangés à l'oxygène, vont s'oxyder et c'est cela qui produit la flamme. Il faut donc qu'il y ait une quantité suffisante de produit combustible, contenant du carbone ou de l'hydrogène.

D'un point de vue risque, il vaut mieux qu'un matériau brûle longtemps en produisant une petite flamme plutôt qu'il brûle très rapidement en produisant un pic de chaleur. Le but de l'ignifugeant est donc en priorité de réduire ce niveau de puissance de la combustion, et également si possible d'étaler la combustion dans le temps.

Il y a deux grandeurs principales auxquelles s'intéresser :

- Le pic de puissance pHRR (Heat Release Rate - vitesse à laquelle la chaleur est libérée), qui s'exprime en kilowatt, sur lequel essaie d'agir le retardateur de flamme pour baisser son niveau ;

- La quantité totale d'énergie libérée par le matériau pendant toute sa combustion, appelée THR, sur laquelle il est difficile d'agir ; si ce niveau baisse, cela signifie qu'une partie du matériau n'a pas brûlé.

• Les additifs sont des hydrates incorporés dans la masse d’un matériau. Lorsqu’ils sont chauffés, ils se dégradent et se décomposent en dégageant de l’eau qui va réduire la flamme.
• Les additifs sont des produits halogénés ou phosphorés incorporés dans la masse d’un matériau. Ils se décomposent avec le polymère. Ils vont agir sur la flamme en l’inhibant. Certains de ces additifs sont aujourd’hui proscrits car cancérigènes.
• Les additifs sont incorporés dans la masse ou appliqués en surface (coating, peinture intumescente…) mais leur effet se manifeste en surface en formant une couche minérale (borates, nanoparticules) ou charbonnée (amidon, phosphore) à la surface du matériau. La couche minérale ou le charbonnage vont protéger le matériau de la flamme. Certaines couches sont intumescentes : elles vont gonfler sous l’effet de la chaleur et améliorer ainsi la résistance au feu du matériau.

Les hommes cherchaient des moyens de protéger contre le feu les structures en bois, les murs des habitations et les tissus. Certaines méthodes primitives d'ignifugation impliquaient l'utilisation d'huiles, de sels ou de minéraux pour enduire les matériaux inflammables. Les Égyptiens utilisaient argile et amiante. Les Romains et les Grecs employaient le plâtre et l’amiante. En Chine ancienne, on privilégiait un mélange de terre et d’eau.

Les châteaux et les structures en bois étaient souvent traités avec des solutions à base d'eau contenant des matériaux tels que le sulfate de fer, le sulfate de cuivre et l'alun pour les rendre plus résistants au feu. On utilisait encore un mélange de terre et de sable pour enduire les murs des habitations. Par ailleurs, bien qu'il ne soit pas un ignifuge, on employait le mortier de chaux qui pouvait résister à la chaleur à un certain degré, ce qui contribuait à la protection contre les incendies.

Cette période marque le début de la prise de conscience des risques d'incendie et de l'effort pour améliorer le comportement au feu des bâtiments et des matériaux. En plus de l’utilisation des sels minéraux, des avancées dans la chimie ont permis de développer des substances ignifuges plus sophistiquées. Par exemple, des produits à base de phosphate d'ammonium (sel d'ammoniac et acide phosphorique) ont été utilisés pour traiter le tissu et le bois afin de les rendre résistants au feu.

L'industrialisation a entraîné une demande accrue de matériaux ignifuges pour protéger les bâtiments, les navires, les équipements industriels et l’industrie textile de vêtements professionnels. Les premières usines de production d'ignifugeants ont vu le jour et de nouvelles substances chimiques ont été développées pour améliorer l'efficacité de l'ignifugation. Les matériaux de construction comme le bois et le plâtre sont traités avec des produits chimiques ignifuges. Les avancées dans la chimie, la technologie et la réglementation ont contribué à améliorer l'efficacité de l'ignifugation et à renforcer la sécurité incendie.

L'ignifugation occupe une place de plus en plus importante dans divers secteurs tels que l'aéronautique, l'industrie du meuble, l'industrie textile, etc. Des réglementations strictes sur la sécurité incendie ont également été mises en place, notamment dans les années 1970, encourageant l'utilisation d'ignifugeants chimiques pour améliorer la protection contre les incendies. Les avancées sur les retardateurs de flamme se sont principalement faites entre 1950 et 1980 avec le développement de nombreux produits phosphorés, halogénés et charges minérales. Le tétrabromobisphénol A (TBBPA) et le décabromodiphényléther (DBDPE) ont été produits largement à partir du début des années 1970. Ces deux « xénobiotiques » (substance présente dans un organisme vivant mais qui lui est étrangère) largement retrouvés dans les organismes animaux et humains, sont suspectés de perturber des fonctions endocrines. La toxicité de certains retardateurs de flamme - halogénés notamment - a été mise en évidence dès la fin des années 1970 : les PCB ont été retirés dès 1977. Mais c’est plutôt depuis les années 2000 que les problèmes sanitaires ont conduit à des retraits du marché.

L'ignifugation a aujourd’hui une multitude d'applications, comme les matériaux de construction ou les équipements industriels, mais aussi pour de nombreux biens de consommation comme les téléphones portables, télévisions, ordinateurs, meubles rembourrés, tapis, etc. Au fil des années, la recherche dans le domaine des matériaux et de la chimie a conduit à la création de nouveaux ignifugeants plus efficaces et plus respectueux de l'environnement. Par exemple, on utilise l'effet synergique des nanotubes de carbone avec des retardateurs de flamme phosphorés et de nouveaux additifs prometteurs dans les systèmes intumescents ou à formation de croûte carbonée. On peut noter également les recherches sur le développement de retardateurs de flamme biosourcés (à partir de polysaccharides, de composés phénoliques naturelles, d’acide phytique…). Les normes et les réglementations en matière de sécurité incendie ont également évolué pour garantir que les matériaux utilisés dans les infrastructures et les produits de consommation répondent à des critères de sécurité stricts, ainsi qu’à l’élaboration d’ignifugeants plus sûrs pour la santé et plus respectueux de l’environnement.

"Depuis l'Égypte antique, la longue lutte contre le feu", The Conversation

Fiche toxicologique du Décabromodiphényléther, INRS

"Sécurité incendie : une réglementation précise et rigoureuse", Les Cahiers Techniques du Bâtiment

"Incendies de théâtres 1876-1899", Un brin d'histoire sur notre joli métier

"Lutter contre le feu : de l’Égypte antique à Notre-Dame de Paris", Rodolphe Sonnier, Clément Lacoste, Laurent Ferry et Henri Vahabi, PolyFlame

Étude de nouveaux retardateurs de flamme pour étoffes cellulosiques : formulations, procédés, caractérisation et durabilité, thèse d'Edwige Lecoeur, Université des Sciences et Technologies de Lille

L’histoire se répète, malheureusement. Pour preuve : le cas de l’amiante. Pratiquée depuis l'Antiquité, l'extraction d'amiante (fibres minérales naturellement présentes dans les roches) a commencé à se développer après 1860, avec la découverte de grands gisements et sous l'impulsion de l'industrie textile. L'exploitation industrielle et commerciale n'a ensuite cessé d'augmenter, et ce jusqu'en 1975 où 5 millions de tonnes ont été extraites. C’est seulement à partir de 1975 qu’on a réellement suspecté sa toxicité à grande échelle. En effet, invisibles à l’œil nu sous forme de poussière, les fibres d’amiante sont tellement fines qu’elles peuvent être respirées. Les premiers cas de maladies, irréversibles, ont pourtant été détectés dès les années 1920. Mais il y a une difficulté à associer les conséquences avec ses causes, sachant que les symptômes se déclarent environ 30 ans après une exposition régulière. Aujourd’hui, difficile de ne pas faire le parallèle avec les produits ignifuges chimiques.

Le rapport sur les retardateurs de flamme publié par l’Anses en 2015, conclut à des risques sanitaires et environnementaux avérés concernant les ignifugeants halogénés bromés (PBDE, HBCDD, TBBPA, Déca-BDE). Tout produit traité avec ces retardateurs de flamme en rejette constamment dans l’environnement, de sa production à son élimination. Les principales sources d’émission sont donc les usines de synthèse, d’utilisation, de destruction ou de recyclage de ces composés, mais également les produits en eux-mêmes. Ils contaminent ainsi l’air, les sols et l’eau.

Les RFB sont des polluants organiques persistants (POP) qui s’accumulent dans l’environnement et le corps humain, et malgré l’interdiction de plusieurs de ces produits, ils se trouvent de plus en plus présents dans l’environnement (Anses, 2012 ; Ineris, 2006). Ils peuvent ensuite entrer dans la chaîne alimentaire, notamment via les aliments d’origine animale tels que le poisson, la viande, le lait et leurs produits dérivés (EFSA, 2011).

• Retardateurs de Flamme Bromés

D’après le centre d’expertise en analyse environnementale du Québec (2010), les concentrations moyennes de RFB dans les tissus humains doublent environ tous les 5 ans. De plus, lors d’une étude en Arctique, la présence de RFB a été identifiée dans l’air ainsi que dans l’organisme d’animaux marins, prouvant ainsi leur fort potentiel de dissémination à grande échelle. Toutefois, les endroits les plus contaminés restent la périphérie des usines les produisant (ATSDR, 2004 ; Ineris, 2006).

Dans les métiers exposés au feu, comme celui des pompiers, l’exposition professionnelle aux toxines produites par les PIC en combustion est associée à un risque élevé de cancer. Libérés par les fumées, ces Retardateurs de flammes sont neurotoxiques et cancérigènes.

• Sels d'ammonium
  

Les sels d’ammonium sont des substances chimiques ayant notamment des propriétés ignifugeantes. En tant que tels, les sels d’ammonium ne sont pas toxiques. Néanmoins, dans des conditions atmosphériques humides, ces sels peuvent réagir avec des molécules d’eau et produire de l’ammoniac. Celui-ci est un gaz irritant les muqueuses (nez, yeux, gorge) et les voies respiratoires. L’exposition à l’ammoniac peut générer une toux, une gêne respiratoire ou encore une bronchiolite. À des concentrations élevées, l’inhalation d’ammoniac peut se caractériser par des effets respiratoires sévères, par exemple une détresse respiratoire.

Depuis l’entrée en vigueur de la réglementation REACH en 2007 (règlement européen pour sécuriser la fabrication et l’utilisation des substances chimiques dans l’industrie), certains produits bromés ont été progressivement interdits en Europe. En France, la réglementation limite l’usage du mobilier ignifugé aux seuls établissements recevant du public. Mais la gestion des produits ignifuges en fin de vie reste une préoccupation sanitaire car le recyclage des polymères traités dissémine le problème.

L’Institut national de l'environnement industriel et des risques (INERIS) a rendu un rapport en 2021 sur les propriétés dangereuses des retardateurs de flamme dans les plastiques (emballages non alimentaires, circuits électriques, meubles, etc.). Ils ont répertorié 69 retardateurs de flamme utilisés dans l’Union Européenne et fait le constat :

• du manque de transparence sur les propriétés chimiques de ces substances, de nombreuses informations n’étant pas disponibles dans les dossiers d’enregistrement réglementaire (règlement REACH) ;
• de concentrations trop importantes rendant les déchets plastiques dangereux, ainsi 19 % des 69 retardateurs de flamme étudiés sont en cours de réévaluation par l'Agence Européenne des produits chimiques (ECHA) et pourraient être restreints ou interdits à l'avenir.

"L’histoire de l’utilisation de l’amiante", Formation Bouquinet

"Propriétés dangereuses des retardateurs de flamme dans les plastiques", Ineris

"Exposition aux retardateurs de flamme dans les meubles rembourrés", Anses

"Substitutions regrettables : les Produits Ignifuges Chimiques", CCNSE

"Les pompiers exposés aux retardateurs de flamme", Franceinfo

"Des ignifugeants plus sûrs et respectueux de l'environnement", Commission européenne

"Expositions professionnelles aux RFB", Centre de lutte contre le cancer Léon Bérard

"Infos Matériauthèque - Retardateurs de flamme", Ensad

Interdiction des "Isolants à base de ouate de cellulose adjuvantés d’ammonium", Ministère du Travail, de la Santé et des Solidarités

"La règlementation REACH", Ministère de la Transition écologique

"Substances chimiques et santé - Les ignifuges", Gouvernement du Canada

"Elevated Exposures to Polycyclic Aromatic Hydrocarbons and Other Organic Mutagens in Ottawa Firefighters", Environmental Science & Technology (en anglais)

"Flame Retardants", National Institute of Environmental Health Sciences (en anglais)

"Chemical fire retardants", Science Learning Hub (en anglais)

"The fight against flame retardants", Natural Resources Defense Council (en anglais)

Pour garantir le traitement au feu d’un élément selon les normes en vigueur, il s’accompagne d’un PV feu édité par le fabricant, soit du matériau ignifugé dans la masse, soit du produit ignifuge. Lors de la revente du matériau, le PV feu doit être transmis au nouveau propriétaire. Il reste alors valide si et seulement si l’acheteur a le même statut juridique que le vendeur et fait le même usage du matériau. Lors d’un don du matériau, ce dernier acquiert le statut de déchet et perd alors son PV feu. Sa résistance n’est plus garantie même si le traitement ignifuge reste efficace. La question du suivi, de la transformation et du statut des matériaux est un frein essentiel quant au réemploi ou à la réutilisation des matériaux classés au feu puisque la réglementation en vigueur ne permet pas de faire voyager les matériaux ignifugés en conservant leur classement au feu.

La présence de retardateurs de flamme provoque quasi systématiquement un déclassement de l'élément, considéré comme “non recyclable”.

Caractéristiques de recyclage par matière :

• Bois

Tout bois présentant des substances chimiques type colle, produit de préservation ou retardateur de flamme se retrouve en classe C et devient non recyclable. Ce bois doit être mis à l'incinération. Le bois ignifugé doit être incinéré dans des installations spécifiques car les risques d’émissions polluantes sont trop importants. Il est cependant parfois déclassé avec les ordures ménagères en mélange car il ne brûle pas et viendrait donc contribuer aux problématiques des mâchefers, résidus au sein des incinérateurs, et hautement toxiques.

• Plastiques

Les plastiques contenant des retardateurs de flamme doivent être séparés du flux des autres plastiques lors du recyclage. Le tri peut se faire par origine du produit (s’il est bien caractérisé au préalable), par densité (les retardateurs de flamme rendent les plastiques plus denses), ou par l’identification optique.

• Papier et carton

Encore une fois un traitement feu empêche un recyclage dans la filière classique, de par les éléments chimiques que cela relâcherait. Un exemple très concret : pour le spectacle Baùbo, la vie brève - Théâtre de l’Aquarium utilise un papier recouvrant le tapis de danse au sol, assimilable à de la structure décor et donc soumis à l’obligation de traitement M1 au sol. Pour envisager le recyclage de ce papier ignifugé, le théâtre a sollicité la déchetterie du Bois de Vincennes qui centralise les déchets du territoire et les redistribue ensuite à diverses filières spécialisées de valorisation. La réponse de la déchetterie a été claire : le papier ignifugé doit être enfoui.

"Quels sont les bois qui se recyclent et ceux qui ne se recyclent pas ?", PAPREC

"Propriétés dangereuses des retardateurs de flamme dans les plastiques", INERIS

Le travail principal des scénographes est de concrétiser une vision artistique de l'espace et des matériaux afin de donner vie à une idée avec un point de vue singulier. Les écoles se concentrent sur cette fonction première du métier de scénographe et n’incluent pas d’enseignement sur les obligations règlementaires qui lui incombent, ainsi qu’aux technicien·nes et constructeur·rices de décor, en matière de sécurité incendie et donc d’ignifugation des éléments de décor. Ainsi, cet apprentissage se fait sur le terrain, dans la pratique du métier. Ces connaissances très empiriques révèlent en corollaire un manque de connaissances quant à la composition des ignifuges et leurs impacts sur l’environnement et la santé, et donc parfois un manque de remise en question des évolutions possibles des pratiques d’ignifugation. Malgré tout, l’urgence écologique est aujourd’hui une préoccupation de plus en plus partagée et cela encourage à questionner l’ensemble de nos pratiques professionnelles, voire à proposer de nouvelles esthétiques (à partir de matériaux non inflammables tels que la pierre ou la terre par exemple).

Le manque de connaissances des scénographes en matière de sécurité incendie est un obstacle pour créer le dialogue avec les directeur·rices techniques ou les chef·fes d’ateliers autour des pratiques d’ignifugation, dont la priorité - et l’obligation - est d’assurer la sécurité des professionnel·les et du public. En tant qu’étudiant·e ou jeune professionnel·le, on envisage difficilement de demander à un atelier de changer son ignifuge habituel pour un autre plus écologique, si tant est qu’on en connaisse un. À l’inverse, les équipes techniques sont peu formées sur les enjeux écologiques, ce qui ne favorise pas non plus le dialogue en ce sens.

Au défaut d’enseignement sur l’ignifugation s’ajoute le problème de l’accessibilité à l’information. En effet, la multiplicité des codes (M, A, B, s1, d0, etc.) et la superposition des couches législatives (françaises, européennes, internationales) rendent complexe la compréhension et la mémorisation des règlementations. D’autant que les scénographes, généralement indépendant·es, n’ont pas la marge de manoeuvre pour allouer du temps de travail à s’auto-former sur ce sujet.

À noter qu’il faut également prendre en compte la diversité des contextes, qui complique la compréhension des normes de sécurité. On doit faire la différence entre des décors comprenant beaucoup d'installations électriques ou techniques, ou encore des effets pyrotechniques ou flammées ; et les décors qui seraient éloignés de toute source d'inflammation. Bref, il s’agit d’intégrer la notion de probabilité dans l'analyse du risque.