Caractérisation des mini-prototypes de l'Université de Brighton

Le projet SB&WRC est soutenu par le programme européen Interreg VA France (Manche) Angleterre et bénéficie d’un soutien financier du FEDER.

• Amel Bourguiba
• Fouzia Khadraoui-Mehir
• Nassim Sebaibi
• Mohamed Boutouil

ESITC Caen

Les mini-prototypes (Figure 1) ont été conçus et fabriqués par les partenaires de Brighton. Ils ont été livrés à l’ESITC Caen le 27 Avril 2018.

Figure 1. Photos des différents mini-prototypes

Les compositions des différents mini-prototypes sont détaillées dans le Tableau 1.

Tableau 1. Composition des mini-prototypes

I- Mesure de Conductivité thermiques des différents mini-prototypes

Les mesures des conductivités thermiques ont été réalisées à l’aide d’un appareil HFM (Heat Flow Meater). Les mesures sont réalisées en régime permanent en imposant un gradient de température, ainsi, le flux de chaleur circule verticalement, à travers l’échantillon, de la plaque chaude vers la plaque froide (Figure 2).

 Les essais réalisés ont été conduits à différentes températures moyennes qui sont : 0, 10, 20 et 30 °C.

Figure 2. Dispositif et principe de mesure HFM 436

Les résultats obtenus sont résumés dans les Tableaux 2, 3 et 4.

Tableau 2. Conductivité thermique du prototype M-P 2

Tableau 3. Conductivité thermique du prototype M-P 3

Tableau 4. Conductivité thermique du prototype M-P 4

Nous nous intéressons plus particulièrement aux résultats obtenus pour la température de 20 C (celle qui se rapproche de la température ambiante). Ces résultats montrent que tous les prototypes présentent une faible conductivité thermique qui est de l’ordre de grandeur de la conductivité thermique d’un isolant (0,06 W/m.K). Les mini-prototypes M-P 2 et M-P 3 présentent la même conductivité thermique alors que celle du mini-prototype M-P 4 est supérieure de 15%.

Le mini-prototype M-P 1 n’a pas été testé. En effet, après un jour de sa réception des moisissures se sont développées à sa surface et ont proliféré de jour en jour (Figure 3). Il est donc inutilisable.

Figure 3. Mini-prototype M-P 1 présentant des moisissures 

II- Essais de réaction au feu

Des essais de réaction au feu ont été réalisés à UniLasalle selon la norme NF EN ISO 11925-2. Cet essai permet de déterminer l’allumabilité des produits par incidence directe d’une petite flamme (2 cm de hauteur). Il consiste à exposer l’échantillon pendant 15 s à une flamme et d’observer l’inflammation de l’éprouvette, mesurer la hauteur de l’endommagement par rapport au point d’application de la flamme (elle ne doit pas dépasser les 15 cm) et la présence ou non de gouttelettes/particules enflammées provoquant l’inflammation du papier filtre placé en dessous de l’échantillon.

Les résultats obtenus sont illustrés et présentés dans le Tableau 5.

Les observations sont les suivantes :

• Le M-P 5 ne s’enflamme pas mais s’endommage sur une hauteur de 1 cm ;
• Le M-P 7 s’enflamme directement dès la mise en contact avec la flamme et continue à s’embraser après retrait de la flamme mais il s’éteint après quelques secondes ;
• L’inflammation du M-P 7 engendre des gouttelettes enflammées ;
• Le M-P 8 présente un comportement similaire au M-P 7 à deux différences près qui sont une inflammation plus rapide et une présence plus importante de gouttelettes.

Le comportement au feu observé pour M-P 7 et M-P 8 est plutôt associé à l’emballage en Tyvek et non au rembourrage que ce soit le polyester ou les plumes de canard.

Tableau 5. Résultats du test au feu des différents échantillons

III- Conclusion

En ce qui concerne la réaction au feu, étant donné que les mini-prototypes sont composés de différents matériaux, notamment sur leurs faces extérieures, et que ces matériaux ont des comportements différents face au feu, il est difficile de tirer une conclusion sur la réaction au feu d’un mini-prototype. Nous devrions plutôt raisonner en composant.

Selon nos résultats, le composant extérieur qui résisterait mieux au feu est le Jesmonite-plumes de canard « M-P 5 ». Le tyvek se dégrade dès sa mise en contact avec la flamme.

Quant au rembourrage, le polyester semble présenter moins de risques que les plumes de canard qui face au feu produisent des débris enflammés plus importants.

Au vu de ces résultats, le mini-prototype « M-P 3 » semble offrir les meilleures performances d’un point de vue isolation thermique et comportement au feu. Il serait donc pertinent que notre choix porte sur ce même mini-prototype pour une reproduction et une caractérisation à l’échelle réelle.