3. Leviers d'action

Pour réemployer un objet ou un élément ignifugé sans modification, il est possible d’avoir recours au prêt via un contrat de location avec une compagnie, un théâtre, un musée ou une autre organisation disposant de matériaux de scénographie. Une attention particulière doit être portée sur le respect des normes d’ignifugation propres à l’ERP de destination.

Une autre possibilité de réemploi est via le don de matériaux ignifugés par une organisation à une autre (compagnie, théâtre, musée…). Deux points d’attention ici : les conditions de stockage et la transmission des PV feu. En effet la stabilité dans le temps du produit ignifuge est dépendante des conditions de stockage, notamment liées à l’humidité. Il est donc question ici d’instaurer un lien de confiance entre le bénéficiaire et le propriétaire quant au bon stockage du matériau (à spécifier potentiellement dans le contrat de cession, qui doit être le plus précis et caractérisé possible). La deuxième difficulté concerne la transmission des PV feu : cela demande une rigueur administrative de la part du propriétaire pour être en mesure de retrouver et fournir les documents. Peu d’institutions ont aujourd’hui un protocole de suivi approprié en place. Sur les questions de responsabilités juridiques, voir les travaux du Lab Réemploi & Responsabilités.

En ce qui concerne le réemploi par le biais du rachat de matériaux ignifugés, il y a aujourd’hui une impossibilité juridique de transmission des PV feu : en effet, un matériau stocké en ressourcerie est officiellement considéré comme “déchet” et perd donc toute certification. Malheureusement, il est donc nécessaire de ré-ignifuger ou refaire certifier un matériau acheté en ressourcerie.

Une dernière possibilité est la mutualisation des moyens entre plusieurs compagnies, théâtres ou musées pour le partage des éléments de scénographie. Cela semble être une réponse quant à la réduction des quantités de matières à ignifuger. La Comédie Française a par exemple initié un partenariat avec deux autres théâtres parisiens dans une perspective de mutualisation de matériaux de construction de décor ignifugés dans la masse et certifiés M1. Cette expérimentation rencontre néanmoins de nombreux freins : lieu de stockage, structuration juridique des facturations, propriété des PV feu, etc.

Comment assurer la validité des PV feu lorsqu’il y a réutilisation ou réemploi, pour éviter une ré-ignifugation des matériaux ?

Le réemploi de matériaux pour un nouvel usage et dans un nouveau contexte impose une règlementation spécifique quant à la certification de leur traitement au feu et induit deux principaux risques et incertitudes :

• Sur leur qualité de réaction au feu au regard de l’absence de documentation ;
• Sur le maintien des performances évaluées dans le cadre de leur nouvel emploi, selon la durée de vie précédente et les éventuelles modifications subies.

Plusieurs enjeux doivent ainsi être pris en compte et différents leviers déployés :

• Centraliser la documentation dès la collecte des éléments à réemployer et adapter un protocole de traitement spécifique dès que cette documentation est accessible ;
• Assurer une transparence des conditions de conservation, stockage et interventions éventuelles grâce à une documentation photographique permettant de rendre compte des différents états de la matière ;
• Mettre en place une logistique spécifique à chaque étape de traitement permettant une segmentation précise des flux de matériaux et un conditionnement, un étiquetage, une signalétique spécifique unique et reconnaissable, un zoning des espaces de stockage ;
• Systématiser une nomenclature commune entre structures permettant de relier une documentation accessible numériquement et un lot physique matériel stocké au sein d’un espace ;
• Certifier un mode de transmission de la documentation, cadré et sécurisé, grâce à une identification précise des usagers et de leurs mises en œuvre entre deux usages de la matière, tout en préservant la propriété intellectuelle des créations et la protection des données personnelles.

Une perspective, répondant à ces différents enjeux, pourrait être la mise en place d’un “passeport matériau” ou “élément”, comme cela existe dans le BTP (cf passeport circulaire d’Upcyclea), qui permettrait de conserver l’historique de sa fabrication et de son ignifugation, et permettrait de garantir au futur acquéreur son origine, son traitement et le mode de construction et de déconstruction de l’élément.

En tant qu’acteur·rices opérationnel·les de la circularité des matériaux, les ressourceries sont des parties prenantes incontournables dans l’élaboration de nouveaux protocoles et modes opératoires permettant d’assurer un suivi et de garantir un état de la matière compatible avec son usage. Par exemple, La Réserve des Arts expérimente et développe de nouveaux outils permettant, à terme, de garantir la validité et systématiser la transmission des documents attestant des propriétés ignifuges des matériaux qui transitent au sein de son entrepôt à Pantin et pour lesquels elle assure la gestion opérationnelle : collecte et démontage éventuel en vue de réemploi, qualification, inventaire et valorisation spécifique, conditionnement en vue de réemploi, stockage, remise en circulation.

En conclusion, les stratégies opérationnelles ne manquent pas pour garantir une conservation des propriétés des matériaux ignifugés, en vue d’un nouvel usage et contraint par une règlementation spécifique. Le déploiement de moyens logistiques et humains, et les coûts liés à celui-ci, constituent toutefois aujourd’hui l’un des principaux freins à leur mise en œuvre.

Ils sont classés M0 / Euroclasse A1 : aucun risque d’incendie car ils sont non réactifs au feu par nature et sont souvent inertes, donc moins dangereux pour la santé du fait de leur base minérale ou métallique.

• Les matériaux d’origine minérale

Ils sont généralement classés incombustibles sans essai préalable : brique, plâtre armé de fibres de verre, béton et mortier, vermiculite, amiante, ciment, pierre, ardoise, produits céramiques, verre… Leur inconvénient sera souvent leur poids, leur empreinte carbone ou leur impact sur l’épuisement des ressources abiotiques (pour les minerais et le sable de carrière notamment).

Plus en détail, la pierre est incombustible mais les différences de températures peuvent provoquer fissures et éclatement.

Le béton quant à lui possède un bon comportement au feu en raison de sa forte inertie thermique mais il perd de sa cohésion et résistance à haute température. Il a aussi tendance à s’écailler en surface. Cependant, utilisé en pièce dite massive, la montée en température est lente et suffisante pour satisfaire, sans protection, à l’exigence de durée de tenue au feu.

• Les métaux

Le métal est incombustible - fer, fonte, acier, cuivre, aluminium, zinc, plomb - mais il se déforme avec l’élévation de la température dès 100°C. L’acier, par exemple, se dilate sous l’action du feu et subit un affaiblissement de ses caractéristiques mécaniques, particulièrement marqué à partir de 500°C. À cette même température, la résistance du fer diminue de moitié, à 800°C, elle est nulle et le fer plie sous son propre poids. Le métal est donc peu résistant, voire dangereux structurellement et a besoin d’être “chemisé” (isolé thermiquement).

Les mousses métalliques - titane, nickel, alumunium - sont incombustibles.

• Le verre

Bien qu’incombustible, le verre mince utilisé dans la construction en second œuvre peut éclater sous l’action de la chaleur. Le verre armé possède une excellente résistance au feu, il se fendille mais reste en place jusqu’à sa fusion. Le verre feuilleté à gel intumescent est un verre dont l’intercalaire en résine a la propriété de s’opacifier et de s’épaissir lorsqu’il est en contact avec un incendie en bloquant le rayonnement de chaleur. Ce matériau est cependant assez fragile et difficile à envisager dans des scénographies à cause de son poids et de son transport.

• Certains plastiques

Sont classés incombustibles les plastiques fluorés, polyimides (PI).

Ils sont classés M1 / Euroclasses A2 ou B.

Les matériaux ont subi soit un traitement ignifuge, les rendant aptes à être utilisés dans tout contexte même hautement restrictif, soit ce sont des matières plastiques ou composites que leur formulation rend intrinsèquement non inflammables à difficilement inflammables. Les matériaux de ces deux types s’utilisent sans restriction en scénographie.

Exemples : PVC, Polychlorures de Vinyle rigides (PVCr), Polyamides (PA), Polyoxydes de phényle (PPO), certains composites à base de résine ; polyester, coton et bois ignifugés dans la masse.

Ils sont classés M2 (difficilement inflammables) à M4 (très facilement inflammables) / Euroclasses C à F.

Pour être acceptés dans un ERP, les matériaux ont reçu un traitement qui leur permet d’être utilisés dans certaines conditions, selon les normes en vigueur : en fonction du type d’ERP et de leur destination (œuvre, accessoire, mobilier ou élément de scénographie).

À retenir : de nombreux plastiques ont un comportement au feu très variable et dégagent des fumées plus ou moins toxiques lorsqu’ils sont au contact d’une flamme. Un grand nombre est inflammable : les polyéthylènes (PE), polypropylènes (PP), polychlorures de vinyle souples (PVCs), styrènes acrylonitriles (SAN), acrylonitriles butadènes styrènes (ABS), polyméthacrylates de méthyle (PMMA), polyacétals (POM), polyuréthanes (PUR) et cellulosiques.

Exemples : moquettes murales, panneaux de particules, moquette, revêtement sol caoutchouc, papier, polypropylène, fibres naturelles…

→ Le bois est combustible. Son inflammation se produit généralement entre 330 et 360°C. Le comportement du bois au feu dépend de son essence, de ses dimensions et de son taux d'humidité.

• Les bois durs et denses (hêtre et chêne) s'enflamment plus difficilement que les bois tendres (peuplier et sapin).
• Les bois de faible épaisseur (14 mm) sont plus inflammables que les bois épais, moyennement inflammables.
• Le bois utilisé en structure est résistant au feu, il garde longtemps ses caractéristiques mécaniques.
• La stabilité au feu des lamellés-collés en gros œuvre est très bonne. La vitesse de combustion ou "front de carbonisation" est de 1cm par face et par quart d'heure pour le bois massif et lamellé. Elle est de 1,5 cm pour les panneaux bois.
• La faiblesse des structures bois est souvent liée à ses "connecteurs" (attaches) métalliques qu'il faut protéger thermiquement.

→ Il y a plusieurs façons d'obtenir la résistance au feu requise pour les structures en bois :

• en augmentant la section et/ou l'épaisseur du bois ;
• en ajoutant un revêtement de protection ;
• en utilisant un matériau isolant incombustible ;
• en utilisant un traitement ignifuge.

→ Épaisseur du bois et classement de réaction au feu (classement M - NF P 92507)

Pour le bois massif, le classement de réaction au feu est en général M3 pour une épaisseur supérieure à 14 mm et M4 pour une épaisseur inférieure à 14 mm. L'Euroclasse est D-s2,d0. On trouve les fiches techniques pour de très nombreuses essences de bois sur le site du CIRAD : Le référencement est indiqué sous "Réaction au feu" et dépendra de l'épaisseur du bois.

• Bois massif non résineux
  • ≥14 mm : M3
  • < 14mm : M4
• Bois massif résineux
  • ≥18 mm : M3
  • < 18mm : M4
• Panneaux dérivés du bois (contreplaqués, lattés, particules, fibres)
  • ≥18 mm : M3
  • <18mm : M4
• Parquets en bois massif collés
  • ≥6 mm avant ponçage : M3
  • < 6mm avant ponçage : M4
• Les plaques de stratifiés décoratifs haute pression NF EN 438-2
  • < 1,5 mm : M3

Les classements ci-dessus ne sont pas modifiés en cas de placage bois d'une épaisseur ≤ 0,5 mm, ni par tout autre revêtement dont le dégagement calorifique surfacique ne dépasse pas 4,18MJ/m².

→ Épaisseur du bois et classement de réaction au feu (classement Euroclasse)

• Panneaux de particules EN 312, densité 600kg/m3
  • épaisseur minimale 9 mm : D-s2,d0
• Contreplaqué EN 636, densité 400kg/m3
  • épaisseur 9mm à 12mm : D-s2,d0
• Panneau de bois massif EN 13353, densité 400 kg/m3
  • épaisseur 9 mm : D-s2,d0
• Panneau OSB EN 300, densité 600 kg/m3
  • épaisseur 18 mm : D-s2,d0

→ Sources

Les produits ignifuges pour le bois, GTFI

Protection contre l'incendie du bois, NordTreat

Tropix 7 - principales caractéristiques technologiques de 245 essences forestières tropicales, CIRAD

La résistance au feu des revêtements de sol dans un ERP est primordiale. En cas d'incendie, plus le feu se propage lentement, plus les occupant·es ont de chance de s'en sortir sain·es et sauf·ves. Pour optimiser la sécurité, de nombreuses moquettes sont donc traitées avec des retardateurs de flamme.

Un exemple de revêtement de sol difficilement inflammable est le revêtement Nora en caoutchouc qui est difficilement inflammable comme l'exige la norme EN 13 501 et inoffensif du point de vue de la toxicologie des flammes selon la norme allemande DIN 53 436.

→ Sources

Le guide complet des moquettes pour lieux publics, Ege

Revêtements de sol protégés contre l'incendie, Nora

Par arrêté du 21 novembre 2002 (JO du 15.02.03), relatif à la réaction au feu des produits de construction et d'aménagement, il est décidé que les papiers peints 100 % cellulosiques et les vinyles sur support papier M0 non isolant, d'un poids inférieur à 200 g/m2, sont classés M1. En principe, les autres revêtements souples sont au plus classés M2.

→ Source : Legifrance

Carton alvéolaire de 3 ou 30 mm : Il est possible de le traiter chimiquement pour le rendre M1.

→ Source : Carton Plein, ProtecFlam

Les textiles sont en général inflammables. Certaines fibres textiles sont naturellement ininflammables (fibre de verre, fibre aramide). D'autres sont plus ou moins inflammables (polyamide, polyester) ou très inflammables (coton, viscose, chanvre, acrylique).

• Il est possible d'améliorer le comportement au feu de certaines fibres, par l'incorporation d'additifs dans la masse (polyester, viscose). Dans ce cas, le traitement sera résistant aux intempéries et aux lavages.
• En application par foulardage + séchage + polymérisation, le tissu passe en continu dans un bac rempli de la solution ignifuge en l'essorant entre deux rouleaux maintenus l'un contre l'autre par une pression mesurée. Cette technique permet de déposer une quantité déterminée de produit ignifuge. Le séchage est effectué en continu à la suite du foulardage à des températures comprises entre 120° et 160° suivant les produits ignifuges utilisés. Le traitement pourra alors être ou ne pas être résistant aux intempéries et/ou au lavage selon le mode de fixation du produit sur le textile. La durabilité du traitement ignifuge est fonction de l'étiquetage précisant les conditions de lavage de l'article, les conditions d'utilisation envisagées et les exigences de lavage et de nettoyage.
• On peut aussi appliquer un produit ignifugeant pour textile en spray. Dans ce cas, il faut se référer aux indications du fabricant pour l'application et à la FDS pour la toxicité.

→ Fibres naturelles

Laine : cette fibre est classée M2 ou M3. Elle cesse de brûler une fois que la source d'inflammation est retirée. Les tissus en fibres animales (laine et soie) brûlent lentement et sont naturellement auto-extinguibles.

Coton : cette fibre est classé M4. Les textiles en coton pour le spectacle et l'événementiel bénéficient en général d'un traitement ignifugeant qui les ramène à un classement M1. Sans cela, les textiles en fibres végétales brûlent rapidement.

→ Fibres synthétiques

Les textiles synthétiques et mélangées sont, comme les plastiques, plus ou moins inflammables. Certaines fondent en gouttage brûlant (polyester, polyamide, acrylique), d'autres dégagent des fumées toxiques comme le cyanure d'hydrogène ou l'oxyde de carbone. Quelques fibres synthétiques sont ignifugées dans la masse : Trévira, Rhovyl4. Le classement d'ininflammabilité est alors permanent.

Acrylique, nylon, polyester : ces fibres classées M3 ont tendance à fondre et à dégoutter en s'éteignant parfois toutes seules lorsque la source d'inflammation est retirée.

Acétate, rayonne : ces fibres classées M4 s'enflamment facilement et brûlent rapidement en produisant des cendres légères.

→ Source : Produits ignifuges et non inflammables, Officiel Prévention

Le carton pierre est un matériau ancien (mentionné à partir de 1806) utilisé à l'origine pour des éléments de décors en relief, comme les moulures au plafond. Composé d'une base de pâte à papier à laquelle on rajoute du blanc de Meudon et une faible proportion d'argile, variable selon la recette. De l'huile de lin peut être adjointe pour l'imperméabilité. Une feuille de carton armée d'étoupe posée au verso ferme le système.

→ Source : Carton Pierre, Atelier Doffard

Le liège peut supporter des températures allant jusqu'à 120 °C. La combustion lente du liège en fait un retardateur de flamme naturel, créant une barrière coupe-feu. Sa combustion ne dégage ni fumée ni gaz toxique. En règle générale, des plaques de liège, en raison de leur inertie thermique élevée, sont plus ou moins M2. De plus, les panneaux en liège expansé bénéficient souvent d'un traitement ignifuge par vernis avant d'être mis en vente. Il faut prendre garde aux additifs ayant servi à fabriquer les panneaux, dalles, plaques ou même les granulés de liège. Ceux-ci peuvent être inflammables et donc rendre le liège sensible à la chaleur intense. Mieux vaut vérifier l'étiquette ou demander quelques précisions sur les méthodes de fabrication avant d'acheter du liège pour sa résistance au feu.

→ Sources

Propriétés du liège, Liège24

Fiche technique Liège aggloméré, Lièges-Mélior

Est-ce que le liège est inflammable ?, Heero

Les matériaux composites conçus pour être non inflammables (M1) ou inflammables (M2 à M4), peuvent être formulés avec des composés moins toxiques. Cela peut inclure des combinaisons de fibres naturelles et de résines biosourcées (aussi appelées polymères biosourcés ou plastiques végétaux). Le plus connu est le PLA fait à partir de sucre ou d'amidon de maïs.

Le projet ECOFIRE-NANO (New generation of eco-benign multifunctional layered double hydroxide (LDH)- based fire retardant and nanocomposites), financé par l'Union Européenne, a été mis en place pour mettre au point une nouvelle génération d'ignifuges biologiques à base d'Hydroxyde Double Lamellaire (HDL) et dotés de bonnes propriétés anti-UV. Les chercheur·ses ont utilisé pour cela une conception moléculaire innovante, une synthèse sophistiquée et un assemblage intelligent.

Ce produit ignifuge multifonctionnel intègre les avantages des ignifuges inorganiques, intumescents et réactifs. En évitant les inconvénients des ignifuges traditionnels, les chercheur·ses ont apporté de nouvelles fonctionnalités aux matériaux polymères et amélioré leurs propriétés ignifuges. Ces résultats ouvrent la voie à l'élaboration de produits ignifuges à base de HDL pour les polymères. Ils devraient ainsi inaugurer l'utilisation industrielle de polymères ignifuges assurant une meilleure sécurité contre le feu et mieux protégés contre les UV.

Cette recherche s'est tenue sur 4 ans de 2012 à 2016 et est actuellement clôturée. Elle a été pilotée par la Fundacion IMDEA Materiales en Espagne.

→ Source : Un nouvel ignifuge biologique à usage industriel, Commission européenne

À l'IMT Mines Alès, Laurent Ferry et Anne Bergeret, chercheur·ses en matériaux polymères, travaillent sur des alternatives à base de fibres végétales et de tannins. « Nous travaillons notamment sur des sous-produits de végétaux dont nous allons minimiser la transformation » indique Laurent Ferry. Parmi les composés d'origine végétale, iels se sont intéressés aux tannins de châtaigniers. Les tannins sont des molécules polyphénoliques. Anne Bergeret indique que « lorsqu'ils brûlent, les composés polyphénoliques forment du char : une couche charbonnée qui limite l'entrée en contact du matériau avec l'air ». De cette façon, l'oxygène est moins disponible pour alimenter la combustion qui sera ainsi modérée.

Les fibres végétales aux propriétés ignifugeantes peuvent être utilisées pour fabriquer des biocomposites : des matériaux légers qui allient résine et fibres végétales. Dans un premier temps « du tannin est appliqué sur des fibres végétales pour améliorer leurs propriétés au feu » explique Anne Bergeret. Ces mêmes fibres sont ensuite incorporées dans une résine qui va servir de liant pour produire le bio-composite, à la fois léger et ignifugé.

L'efficacité des retardateurs de flammes se joue à l'échelle nanoscopique. Pour améliorer la performance des retardateurs de flammes, des particules minérales de très petite taille peuvent être incorporées dans la résine. « Plus on réduit la taille des particules minérales incorporées, plus la propagation de la flamme va être réduite » indique la chercheuse.

Cette recherche a abouti dans une application locale, liée à une commande, mais n'a pas été répliquée de façon large. La difficulté pour une mise en application industrielle est de pouvoir bénéficier d'une ressource stable et non conditionnée aux saisons par exemple. En effet, on peut comprendre que les industriels ne peuvent prendre le risque financier de changer leurs outils et d'investir dans de nouveaux modes de production sans l'assurance d'un approvisionnement pérenne des matières premières naturelles. C'est ce qui en fait un frein aujourd'hui pour mettre en place des modes de fabrication plus écologiques pour les polymères biosourcés.

→ Sources / Plus d'infos :

Entretien avec Laurent Ferry

Biocomposites ignifugés : entre légèreté et résistance au feu, I'MTech

Podcast "Des matériaux ignifugés grâce aux plantes", La Minute I'MTech

Minéalithe est titulaire du brevet "procédé pour fabriquer un matériau minéral solide" et vient de recevoir le Grand Prix 2023 du réemploi du Geste d'or, lors du Salon du Patrimoine.

Ce procédé s'obtient par chimie douce. Il consiste en un « inducteur » bi-composant constitué de différents minéraux dissous, pris dans leur état naturel (sans calcination) qui peut être utilisé seul pour des enduits minces. L'adjonction de charges variées (fibres, pierre, ardoise, métaux...) donne après solidification à température et pression ambiante, des matériaux économiques aux caractéristiques physico-chimiques très performantes (résistant, inerte, vitrifié, etc.).

La mise en œuvre est simple, largement accessible et offre une large variété de combinaisons et d'applications. Cette technologie requiert un apport en énergie extrêmement faible et s'avère avoir une empreinte environnementale très peu impactante.

Le produit Minéalithe ouvre une piste de produit ignifuge écologique en étant appliqué en couche très fine, car il devient pierre et donc a priori incombustible, réfractaire et cryogénique.

Après une démonstration des propriétés prometteuses de ce produit pendant l'Atelierrrr du 13 novembre 2023, la prochaine étape est de poursuivre la recherche-action avec Minéalithe pour valider cette hypothèse et créer, grâce à ce procédé, un ignifuge certifié, totalement écologique, naturel et compostable, et dont la mise en œuvre se passe d'énergie.

→ Sources / Plus d'infos :

Entretiens avec l'équipe de Minéalithe

"C'est l'invention du siècle", L'Union

Minealithe.com