Sous incendie ISO 834, une poutre acier nue atteint typiquement 500 °C en 15 minutes et 700 °C en 25 minutes. À ces températures, la limite élastique fy(T) chute à 78 % puis 23 % de sa valeur ambiante (EC3-1-2 §3.2). Pour un élément travaillant à 50 % de fy sous charges permanentes + d'exploitation accidentelles, la ruine intervient quand fy(T)/fy = σ/fy. Sans protection, ce temps est typiquement de 10-15 minutes — sub-R30. Avec protection (peinture intumescente 1500 W/m²·K, laine de roche 30 mm, gypse 25 mm), on atteint R60 à R120. Cette page calcule Tacier(t) via le bilan thermique EC3-1-2 §4.2.5 et identifie le temps de ruine selon le taux de chargement.
Courbes d'incendie (EC1-1-2) :
ISO 834 (cellulosique) : Tg(t) = 20 + 345·log10(8t+1) — locaux courants
Hydrocarbure (HC) : Tg(t) = 20 + 1080·(1 − 0,325·e−0,167t − 0,675·e−2,5t) — plateforme offshore, pétrochimie
ISO 834 atteint 945°C à 60 min ; HC atteint 1100°C à 30 min
Chauffe d'une section acier non protégée (EC3-1-2 §4.2.5.1) :
ΔTs = ksh·(Am/V)·hnet/(ca·ρa)·Δt
avec hnet = αc·(Tg−Ts) + εm·εf·σ·[(Tg+273)⁴ − (Ts+273)⁴]
αc = 25 W/m²K (ISO 834), 50 (HC) ; εm·εf ≈ 0,7 ; σ = 5,67·10⁻⁸ W/m²K⁴
ca ≈ 600 J/kg·K (acier à T moyen), ρa = 7850 kg/m³
Chauffe avec protection (EC3-1-2 §4.2.5.2) — couche isolante d'épaisseur dp, conductivité λp, capacité cp, densité ρp :
ΔTs = (λp/dp)·(Ap/V)·(Tg−Ts)/(ca·ρa·(1+φ/3))·Δt − (eφ/10−1)·ΔTg
φ = cp·ρp·dp/(ca·ρa) (rapport des capacités thermiques)
Réduction de fy(T) et de E(T) — Tableau 3.1 EC3-1-2 :
T = 100°C : fy(T)/fy = 1,00, E(T)/E = 1,00
T = 400°C : fy(T)/fy = 1,00, E(T)/E = 0,70 (premier impact sur stabilité)
T = 500°C : fy(T)/fy = 0,78, E(T)/E = 0,60
T = 600°C : fy(T)/fy = 0,47, E(T)/E = 0,31
T = 700°C : fy(T)/fy = 0,23, E(T)/E = 0,13
T = 800°C : fy(T)/fy = 0,11, E(T)/E = 0,09
Critère de ruine : fy(T) / fy = µfi (taux de chargement à chaud, EC0 Annexe A1) :
µfi = (G + ψ1,1·Q1 + Σψ2,i·Qi) / Rd(20°C)
Typique 0,3 à 0,6 selon Q/G et combinaison
Température critique θcr définie par : fy(θcr)/fy = µfi
Classement de stabilité au feu — R15 / R30 / R60 / R90 / R120 / R180 selon le temps pendant lequel la capacité résiduelle dépasse la sollicitation. Doctrine BET_STR : pour les structures publiques (ERP) catégorie 1-2-3, R60 minimum ; pour les bâtiments > 28 m, R120 ; pour les IGH (> 50 m habitation, > 28 m bureau), R180. Vérifier que la protection peinture intumescente est correctement spécifiée (souvent insuffisamment précisée en marché).