Le calcul thermo-mécanique traite de la réponse couplée d'une structure soumise à un chargement thermique transitoire (incendie ISO 834, hydrocarbure HC, HCM tunnel, RWS) et à un chargement mécanique permanent. Cette section regroupe les études de cas et validations numériques que je conduis en pratique sur OpenSees for fire, confrontées aux logiciels normatifs SAFIR (Univ. Liège — EN 1993-1-2) et CIM'feu EC2 (CIMbéton/CSTB — EN 1992-1-2). L'objectif est de dépasser les méthodes tabulées (annexes nationales EC2/EC3, méthode de la zone, isotherme 500 °C) lorsqu'elles sont trop pénalisantes ou inapplicables (poteaux longs, transferts, planchers hyperstatiques, feux non standards).
| Référence | Source | Domaine |
|---|---|---|
| EN 1991-1-2 (EC1-1-2) | CEN | Actions thermiques sur structures — courbes ISO 834, HC, HCM, RWS, feu naturel |
| EN 1992-1-2 (EC2-1-2) | CEN | Calcul du comportement au feu — structures béton |
| EN 1993-1-2 (EC3-1-2) | CEN | Calcul du comportement au feu — structures acier |
| EN 1994-1-2 (EC4-1-2) | CEN | Calcul du comportement au feu — structures mixtes |
| EN 1995-1-2 (EC5-1-2) | CEN | Calcul du comportement au feu — structures bois |
| NF EN 1363-1/2 | CEN | Essais de résistance au feu — méthodes de référence |
| Arrêté du 22 mars 2004 modifié | Ministère Intérieur | Résistance au feu des produits, éléments de construction et d'ouvrages |
| IT 246, IT 249, IT 263 | Min. Intérieur | Instructions techniques (désenfumage, façades, atriums) |
| SAFIR | Univ. Liège (Franssen) | Logiciel normatif de référence acier / béton EN 1993/1992-1-2 |
| CIM'feu EC2 | CIMbéton / CSTB | Logiciel normatif béton EN 1992-1-2 |
| OpenSees for fire | OpenSees Community (UC Berkeley, Edinburgh) | Code EF open-source pour analyse non-linéaire thermo-mécanique |
| fib Bulletin 38, 46 | fib (International Federation for Structural Concrete) | Fire design of concrete structures — recommandations pratiques |
| ECCS / Lennon « Designers' guide » | ECCS | Guide pratique EN 1993-1-2 pour l'acier |
1. Validation préalable — Étude 1 démontre qu'OpenSees for fire reproduit fidèlement EN 1993-1-2 (acier) et EN 1992-1-2 (béton). C'est le préalable à toute utilisation pour études de cas non couvertes par les abaques normatifs.
2. Application aux configurations non-tabulées — Études 2 et 3 traitent des cas où la méthode tabulée est conservative ou inapplicable : grande hauteur de poteau, hyperstaticité de planchers continus, effet de membrane.
3. Sollicitations thermiques sévères — Étude 4 traite des feux au-delà du standard ISO 834 (hydrocarbure HC, HCM tunnel, RWS) avec couplage écaillage. Ce sont les cas que les abaques ne couvrent jamais.
Lien avec d'autres modules — Ouvrages spécifiques — Incendie (premier traitement, vue pédagogique) ; Surélévation — Sécurité incendie (réglementation IT 249, IGH, ERP) ; Dynamique rapide (autres actions accidentelles : explosion, impact, chute de charge).
Études à venir (dépôts futurs) :
• Plancher mixte acier-béton sous feu (EN 1994-1-2 + effet de membrane)
• Charpente bois CLT — vitesse de carbonisation et résistance résiduelle (EN 1995-1-2)
• Profil acier reconstitué soudé — comparaison HEM vs HEA enrobé
• Béton fibré ultra-hautes performances (BFUP) sous feu ISO 834
• Calcul performanciel avec feu naturel paramétré (modèle Magnusson-Thelandersson, OZone)
• Couplage thermo-hydro-mécanique pour béton humide (écaillage)