Les matériaux biosourcés et leur comportement au feu

La plupart des matériaux biosourcés, tels que le bois, la paille, le chanvre et la ouate de cellulose, sont potentiellement combustibles. Cela signifie qu’ils peuvent s’enflammer et propager un incendie. L’utilisation de ces matériaux biosourcés dans le bâtiment nécessite donc de bien connaître les caractéristiques de chaque matériau et de prendre les mesures nécessaires pour minimiser ces risques.

Comment se déclare un feu ?

Pour qu’un feu se déclenche et se propage, trois éléments clés doivent être présents simultanément :

1. Le combustible

Il s’agit de toute matière qui peut brûler et fournir de l’énergie au feu. Cela peut inclure du des matériaux biosourcés (comme le bois), du papier (peint), des tissus (rideaux, vêtements), mais aussi des liquides inflammables, des gaz et autres produits chimiques (que peuvent contenir certains isolants pétrochimiques).

2. Le comburant

L’oxygène est un élément essentiel à la combustion. Il est présent dans l’air ambiant et est nécessaire pour que les réactions chimiques du feu se produisent.

3. La chaleur

La chaleur est l’énergie nécessaire pour amorcer la combustion et la maintenir. Elle peut provenir d’une flamme, d’une étincelle, d’une friction, d’une résistance électrique ou d’une source d’énergie radiante.

Photo Jen Theodore

Ces trois éléments sont connus sous le nom de triangle du feu. Si l’un de ces éléments est manquant, le feu ne peut pas se démarrer ou se propager.

4. Les facteurs supplémentaires :

Outre le triangle du feu, d’autres facteurs peuvent influencer le démarrage et la propagation d’un feu. Ainsi, un combustible plus petit et plus fin s’enflammera plus facilement qu’un combustible plus grand et plus épais. Un combustible bien aéré s’enflammera plus facilement qu’un combustible dense.

Une température ambiante plus élevée peut favoriser le démarrage et la propagation d’un feu. Enfin, la présence de courants d’air peut attiser les flammes et propager le feu plus rapidement.

Les sources et risques liés au feu

Dans la plupart des cas, l’incendie aurait pu être évité.

1. Les sources de déclenchement de feu

Les causes principales des incendies dans une habitation sont connues et peuvent être  répertoriés de la façon suivante  :

  • Cuisine : 1 incendie sur 5 démarre dans la cuisine, souvent à cause d’un appareil électrique laissé en marche ou d’une casserole oubliée sur le feu. (20%)
  • Installations électriques : 1 incendie sur 4 est d’origine électrique, due à des installations vétustes, défectueuses ou mal entretenues. (25%)
  • Comportements imprudents : 1 incendie sur 10 est causé par un comportement imprudent, comme l’utilisation de bougies ou de cigarettes mal éteintes. (10%)
  • Autres causes : Les autres causes d’incendie domestiques incluent les accidents de chauffage, les jeux d’enfants avec des flammes et les actes de malveillance. (45%)

Les facteurs aggravants:

  • La nuit : 70% des incendies domestiques se produisent la nuit, quand les occupants sont endormis et moins réactifs.
  • L’âge : les personnes âgées et les enfants sont les plus vulnérables aux incendies domestiques.

En 2022, on a enregistré en France :

  • 263 000 incendies domestiques
  • 10 000 blessés
  • 200 décès

Ces incendies vont avoir des conséquences plus ou moins rapides sur leur environnement.

Photo Chris Karidis

2. Les risques liés au feu

En fonction de la circulation de l’air dans le logement, en particulier si les portes et les fenêtres ne sont pas fermées, la propagation du feu pourra être plus ou moins rapide

Les émanations toxiques des fumées sont la principale cause de décès dans les incendies de logement. Selon les matériaux utilisés, elles peuvent être toxique et mortelle en quelques minutes. C’est le cas notamment de la plupart des matériaux pétrochimiques.

Les flammes et la chaleur vont causer des brûlures graves, notamment par inhalation.

Et évidemment, ces incendies peuvent causer des dommages importants aux biens et aux structures.

Cela s’explique par plusieurs phénomènes lors de l’incendie :

  • la capacité d’inflammation du matériau
  • les chutes de gouttelettes enflammées
  • les chutes de matériaux enflammés
  • la propagation latérale du feu
  • la production de fumées
  • la production de chaleur
  • la perte de masse

Plus d’infos sur les protocoles d’essais

Tout ceci, en apparence, pourrait vous inquiéter. Mais regardons en détail la classification des matériaux.

Les critères de classification au feu

Comme nous l’avons vu précédemment, plusieurs paramètres influent sur la propagation du feu. La classification des matériaux répond à des tests opérés en laboratoire, ciblant un comportement, via un protocole différent, selon qu’il soit fait aux normes françaises ou européennes.

1. La réaction au feu

Cette norme définit le classement de réaction au feu des matériaux de construction, notamment sa combustibilité et son inflammabilité, en rapport avec son influence sur la naissance et la propagation d’un incendie.

  • Combustibilité : un corps est dit combustible s’il a la capacité de prendre feu. Les substances combustibles ont un point d’éclair égal ou supérieur à 37,8 °C.
  • Inflammabilité : un corps est dit inflammable s’il a la propriété de s’enflammer facilement. Les substances inflammables ont un point d’éclair inférieur à 37,8 °C (ex : essence, kérosène, propane, gaz naturel, etc.).

En France, l’arrêté du 21/11/2002 modifié classe cette réaction au feu en 7 catégories, de M0 (incombustible) à M6 (très facilement inflammable), en fonction de leur combustibilité et de leur contribution à la propagation du feu.

En Europe, la norme NF EN 13501-1 sur les Euroclasse a institué 7 classes principales :

  • A1: Incombustible
  • A2: Non combustible
  • B: Difficilement combustible
  • C: Combustible
  • D: Facilement combustible
  • E: Très facilement combustible
  • F: Non classé

Chaque classe est ensuite subdivisée en fonction de la quantité de fumée et de chaleur produite par le matériau en cas d’incendie :

  • Les suffixes s1, s2 et s3 indiquent une faible, moyenne et haute production de fumée
  • Les suffixes d0, d1 et d2 indiquent une faible, moyenne et haute production de chaleur.

Tableau de correspondance des classes de réaction au feu France / Europe

Par exemple, un matériau classé A2-s1, d0 est non combustible, produit une faible quantité de fumée et ne produit pas de chaleur.

2. La résistance au feu 

La résistance au feu qualifie l’aptitude de l’élément à être stable au feu (rôle porteur ou autoporteur) et/ou à demeurer isolant et étanche aux flammes et gaz inflammables pendant une période donnée.

La classification française (arrêté du 22/03/2004 modifié) est la suivante :

  • SF : stable au feu. La porte conserve ses capacités de portance pendant le temps indiqué.
  • PF : pare flamme. La porte est stable et évite la propagation des flammes pendant le temps indiqué.
  • CF : coupe-feu. La porte est pare-flamme et évite la propagation des flammes et des fumées pendant le temps indiqué.

Chaque classification est accompagnée d’un chiffre indiquant le temps de résistance en cas d’incendie en heures : de ¼ h à 6 h.

 

Exemple : PF 3h = pare-flammes et évite la propagation des flammes pendant 3 heures.

La classification européen distingue 4 catégories : 

  • E : L’étanchéité au feu –  Il s’agit de l’aptitude d’un élément de construction ayant une fonction de compartimentage à résister à une exposition au feu sur un seul côté sans transmission au côté non exposé du fait du passage de quantités importantes de flammes ou de gaz chauds du feu vers le côté non exposé. (Norme NF EN 13501-2 : Classement au feu des éléments de construction.)
  • R : la capacité portante –  La capacité portante est l’aptitude de l’élément de construction à supporter l’exposition au feu sous des actions mécaniques définies sur une ou plusieurs faces pendant un temps donné, sans perte de la stabilité structurelle.
  • I : l’isolation thermique – Il s’agit de l’aptitude de l’élément de construction à résister à une exposition au feu sur un seul côté sans le transmettre par suite d’un transfert de chaleur important depuis le côté exposé vers le côté non exposé (Norme NF EN 13501-2 : Classement au feu des éléments de construction.)
  • W : La limitation du rayonnement – C’est l’aptitude d’un élément de construction de – lors d’exposition au feu, sur une seule face – réduire la propagation du feu à cause de rayonnement, soit à travers l’élément soit du côté non exposé vers des matériaux avoisinants. Le classement est déterminé par la durée pendant laquelle la valeur maximale du rayonnement, mesurée suivant la norme d’essai, ne dépasse pas la valeur limite de 15 kW/m².

Les lettres sont suivies de chiffres indiquant la durée en minutes.

Exemple : EI 180 = porte coupe-feu pendant 180 minutes soit 3 heures.

Quelques exemples de comportement au feu de matériaux biosourcés:

  • Le bois : c’est un matériau combustible, mais il peut être traité pour améliorer sa résistance au feu. Le bois traité peut atteindre la classe M1, une bonne classification de réaction au feu pour un matériau de construction.
  • La paille : c’est un matériau très combustible (E), s’il est posé en vrac en comble par exemple. En paroi, sa densité en fait un matériau peu inflammable (voir vidéo test).
  • Le chanvre : c’est un matériau combustible (E), mais il présente une meilleure résistance au feu que la paille. Il peut être utilisé dans la construction sans traitement ignifuge pour certains types d’applications.
  • La ouate de cellulose : c’est un matériau combustible (E). Elle peut être utilisée dans la construction sous forme d’isolant, de panneaux ou en vrac. Les traitements ignifuges lui confèrent une meilleure résistance au feu.
  • La laine d’herbe : c’est un matériau combustible (E), mais dont le feu ne se propage pas facilement et ne dégage pas de fumées toxiques.

De manière générale, les isolants biosourcés ne produisent pas de chute de gouttelettes ni de fumées toxiques. Dès lors que vous êtes équipés d’alarme incendie, un déclenchement de feu vous laisse le temps d’évacuer le logement et d’appeler les secours.

La classification du matériau servira de base pour faire votre choix de matériau en fonction de la réglementation applicable à votre bâtiment.

Les réglementations incendie

La réglementation relative à l’utilisation des matériaux biosourcés dans la construction varie d’un pays à l’autre. Il est important de se conformer aux exigences en vigueur que ce soit en fonction du type de bâtiment ou au niveau territorial.

Photo Joachim PresslLa réglementation française vise à sécuriser les personnes en cas d’incendie, plutôt que les biens. Dès lors, contrairement à la solidité, où les textes ne sont pas réglementaires, les textes encadrant la sécurité incendie sont d’application obligatoire. Ainsi, chaque réglementation définit la classification au feu (norme européenne le plus souvent) des matériaux.

Ces textes sont classés en fonction de la destination de l’établissement selon l’arrêté du 22 octobre 2010.

Par exemple :

  • Les Établissements Recevant du Public – ERP (allant de la catégorie 1, les plus importants, à la catégorie 5, les plus petits)
  • Les Immeubles de Grande Hauteur – IGH (au delà de 28 m)
  • Les habitations individuelles et collectives, classés de la 1ère famille à la 4ème famille

Pour ces habitats individuels, voici la classe de matériau applicable :

Classe d’habitation étages classe au feu
1ère et 2e famille

  • Habitations individuelles
  • Habitations collectives
R+1 max
R+3 max
A minima D-s3-d0

 

A noter : si pour répondre aux réglementations par type d’établissement, la classification au feu est obligatoire, certains fabricants ne réalisent toutefois pas toujours les tests, en ciblant des marchés (habitation individuelle, notamment) où la réglementation est plus souple, et ne nécessite pas la classification au feu du matériau.

Les matériaux biosourcés et leur technique de mise en œuvre doivent donc répondre à chacun des articles applicables au type d’établissement.

Au niveau territorial, des mesures peuvent être prises pour se prémunir contre les risques d’incendies. « Les autorités compétentes, notamment les préfectures, sont autorisées à élaborer des plans de prévention des risques d’incendies au niveau local ».  Concrètement, ces plans peuvent prévoir d’interdire la construction dans certaines zones particulièrement exposées aux risques d’incendies, même si le terrain est potentiellement constructible.

Les secteurs concernés par ces mesures sont souvent situés près des forêts, en particulier dans les régions méditerranéennes, où les risques d’incendies sont plus élevés, notamment en raison de conditions arides favorisant la propagation du feu.

En cas de refus de permis de construire, il est possible de contester la décision devant le juge administratif ou de revoir la demande en tenant compte des motifs de refus. Une démarche qui peut être répétée jusqu’à ce que la demande soit acceptée, sans limite quant au nombre de tentatives.

A savoir : en construction neuve, il est possible d’utiliser la plupart des isolants biosourcés lorsqu’ils sont protégés par un écran thermique. Article 16 de l’arrêté du 31 janvier 1986 modifié par l’arrêté du 7 août 2019 (art. 5).

Les parades des fabricants contre les risques feu

Les fabricants d’isolants biosourcés ont développé plusieurs solutions pour réduire les risques liés au feu de leurs produits. En voici quelques exemples :

1. Par traitements ignifuges

Ajout de retardateurs de flamme : des produits ignifugés peu toxiques peuvent être ajoutés aux isolants biosourcés pour les rendre moins inflammables. C’est le cas du sel de bore, qui agit en retardant l’élévation de la température.

Par minéralisation : c’est un traitement des fibres végétales avec des minéraux comme la silice pour améliorer la résistance au feu.

2. Par modification de la structure du matériau

Par une densité accrue : en augmentant la densité du matériau, cela le rend plus difficile à enflammer, faute de comburant (l’air).

Avec des fibres courtes : en utilisant des fibres plus courtes, cela limite la propagation du feu.

3. Des innovations à venir

Poussés dans une démarche de développement durable, des entreprises innovent dans de nouveaux adjuvants biosourcés intrinsèquement résistants au feu : argile, protéine de lait, gel à base d’algue, nanomatériaux. Les fabricants de matériaux biosourcés devraient pouvoir trouver dans les années à venir dans ces produits des solutions pour réduire les risques liés au feu, en limitant le recours à des produits peu sains pour la santé.

Les précautions à prendre

Si comme nous vous êtes convaincus de l’intérêt des matériaux biosourcés pour votre construction ou rénovation, ne vous laissez pas intimider par les risques liés au feu, ils peuvent être largement limités en respectant ces quelques consignes :

1. Faire le bon choix des matériaux et du système constructif

Le point faible des matériaux biosourcés se situe au niveau de la “quantité de chaleur dégagée par la réaction de combustion avec le dioxygène”. Plus simplement, par la quantité d’air disponible autour de l’isolant. C’est le cas lorsque ceux-ci sont posés en vrac en comble perdu, en panneaux de laine peu dense (de bois, de ouate, de chanvre, d’herbe) sur un parement inflammable, ou en isolation par l’extérieur avec une lame d’air. Respectez bien les consignes de pose de chaque matériau et demandez conseil sur la compatibilité des matériaux à votre revendeur.

Incendie tour Grenfell - Photo Natalie OxfordA propos des incendies particulièrement meurtriers de la tour Grenfell en Angleterre en 2018 ou de l’immeuble de Valence en Espagne en 2024. Le feu s’est propagé très rapidement dans le parement extérieur vers les étages supérieurs (alimentés par le vent). Les décès ont surtout été dûs aux émanations toxiques des matériaux dans le bardage. Il faut donc se montrer particulièrement vigilant concernant les exigences de réaction au feu des produits et de transmission du feu par les façades, notamment dans les immeubles de grande hauteur.

En association avec d’autres matériaux

Il est possible de réduire le risque au feu en associant l’isolant biosourcé à un parement naturellement incombustible, comme la terre (via un enduit), le plâtre ou le gypse (Fermacell).

Exemples : les fabricants d’isolants biosourcés Steico (isolant en fibre de bois), Biofib (Biofib’Trio avec chanvre), de paille de riz de Camargue ont ainsi réalisé de nombreux tests au feu en combinant ses panneaux (souples et rigides) avec des plaques de plâtre (type BA13 Prégyplac). Le complexe d’isolation ainsi réalisé permet d’obtenir des comportements au feu répondant aux exigences réglementaires les plus strictes.

Par l’ajout de chaux : comme elle ne s’enflamme pas facilement et ne propage pas la flamme, elle ne brûle pas et ne contribue pas à l’incendie. Les mélanges chaux-chanvre, chaux-liège ou chaux-paille présentent donc ainsi l’intérêt d’avoir une meilleure réaction au feu que s’ils étaient utilisés comme seul isolant végétal.

A noter que dès l’épaisseur de 10 mm, les plaques fibres-gypse fermacell permettent déjà de réaliser des systèmes constructifs de degrés de résistance au feu de 30 à 120 minutes. Combiné à ses qualités acoustiques, ces plaques offrent un complexe d’isolation idéale pour la majorité des constructions et rénovations en habitation.

 

Matériaux Euroclasse
Enduit Argilus A1
Chaux NHL5 B-s1-d0
Plaque Fermacell 12,5mm A2-s1-d0

Enfin, la réglementation impose souvent pour les ERP, une conception approprié avec la mise en place de mesures de sécurité pour limiter la propagation du feu, comme des coupe-feu et des compartiments coupe-feu.

2. En chantier, lors de la mise en oeuvre et du stockage

Laisser un chantier propre : l’été, par temps sec, il n’est pas rare de voir des départs de feu sur chantier notamment à partir de débris de fibres végétales (paille, chanvre, bois, …) laissés au sol. Ce sont des combustibles particulièrement dangereux qui peuvent s’enflammer par une simple étincelle.

Prévoir un extincteur et si vous dormez sur installer des détecteurs de fumée et d’incendie

Si vous réalisez votre électricité, faites inspecter votre système par un professionnel qualifié. Un grand nombre des départs d’incendie sont dus à des défauts de conception électrique.

3. Au quotidien dans votre logement

Même si on retrouve régulièrement ces conseils dans les médias, il est parfois bon de les rappeler :

  • Ne surchargez pas les prises électriques.
  • Ne laissez jamais d’aliments sans surveillance sur le feu.
  • Éteignez les bougies avant de quitter la pièce ou de vous coucher.
  • Apprenez aux enfants les dangers du feu et comment utiliser un extincteur.
  • Gardez un extincteur à portée de main et sachez comment l’utiliser.
  • Ayez un plan d’évacuation en cas d’incendie et pratiquez-le régulièrement.

En suivant ces quelques conseils, vous pouvez déjà réduire considérablement les risques de feu de votre logement et protéger votre famille et vos biens.

En conclusion, les matériaux biosourcés peuvent être utilisés dans la construction de manière sûre et durable, à condition de prendre les mesures nécessaires et de respecter quelques règles pour minimiser les risques d’incendie. Le choix du complexe de mur isolant va également influer sur la réaction au feu de la construction. Cela peut se faire par l’ajout de panneaux retardateur de feu (type Fermacell) ou de chaux dans l’isolant.

 

N’hésitez pas à demander conseil auprès des professionnels des magasins du réseau Nature & Développement pour le choix de vos matériaux biosourcés en fonction de votre projet et de vos besoins.

Crédits images : Chris KaridisJoachim Pressl, Jen Theodore sur Unsplash Natalie Oxford

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