Installations électriques : comprendre la réaction et la résistance au feu des câbles

Les câbles électriques non-propagateurs de l’incendie

Il y a deux notions importantes à considérer en sécurité incendie, la réaction et la résistance au feu. Pour faire simple, la réaction au feu est la façon dont un objet, un matériau, un câble va réagir lorsqu’il est exposé à une source de chaleur (une flamme par exemple). Ici, le composant, le câble est considéré comme étant passif. 

En revanche, en résistance au feu, le câble est actif. Il doit continuer à fonctionner et assurer la continuité électrique des dispositifs de sécurité même en conditions extrêmes, à des températures parfois supérieures à 1000°C. Nous allons ici traiter l’aspect de réaction au feu. 

Comment se développe un incendie ?

Le triangle du feu

Pour qu’un feu démarre, trois éléments doivent être présent simultanément.  

• L’oxygène : toujours disponible dans l’air à un taux de 21% 
• Le combustible : qui est aussi disponible en quantité massive dans nos logements 
• Un déclencheur : par exemple, un arc électrique généré par un défaut électrique, ou une source extérieure comme un foyer primaire du à un incendie criminelle. 

C’est le principe du triangle du feu. Dès que ces 3 éléments sont réunis, le feu peut démarrer. Il ne veut qu’une chose : croitre, grandir en s’alimentant du combustible environnant.

Un développement très rapide

Dans ce cas, on dit généralement qu’une minute après le début d’un incendie, un seul verre d’eau suffit pour l’éteindre. Au bout de deux minutes, un seau d’eau est nécessaire, et au bout de trois minutes, le feu est hors de contrôle. Seuls les pompiers ou des personnes bien formées peuvent agir pour contenir le sinistre. Dans cette optique, il est crucial d’avoir la possibilité de d’évacuer le plus rapidement possible du bâtiment. 
 
De plus, lors de la combustion des matériaux combustibles, le feu produit une chaleur supplémentaire qui favorise sa propagation. Au cours du processus de dégradation des matériaux, il y a également dégagement de fumées opaques et nocives. Et c’est le risque principal pour les personnes. Les fumées réduisent rapidement la visibilité dans la zone, diminuant les chances d’évacuation des personnes. De plus, ces fumées peuvent être acides et/ou nocives. Cela affecte alors les chances des personnes de s’échapper, impactant également leur santé à moyen ou long terme. 

Quel rôle jouent les câbles de protection au feu dans la sécurité incendie ?

Le câble ne doit pas réagir au feu

Il faut comprendre que dans les bâtiments, les câbles sont partout et en quantité massive. Ils cheminent dans tous les espaces en étant souvent invisibles. On estime d’ailleurs qu’il est nécessaire d’installer entre 200 et 300kg de câbles pour une surface de 100m².

Par conséquent, lors du départ d’un feu, le câble, s’il est exposé, ne doit pas réagir en restant le plus inerte possible. Sinon, le feu se propagera en suivant son cheminement tout le long du bâtiment. Avec une solution peu performante, comme des câbles R2V, il est démontré que le feu dépasse en moins de 3 minutes le premier étage d’un bâtiment et se propage ensuite encore plus rapidement au reste des structures. En revanche, les gammes LFH (Low Fire Hazard) de Nexans permettent de limiter de 5 à 10 fois les émissions de fumées ainsi que la croissance de l’incendie.

Les câbles de réaction au feu chez Nexans

Nexans propose des câbles présentant de hautes performances en réaction au feu avec une propagation limitée, un faible dégagement de chaleur et une faible production de fumée. Ils peuvent également limiter la génération de gouttelettes enflammées lors de la combustion des matériaux plastiques en évitant ainsi des foyers secondaires et également le risque pour les pompiers de recevoir des objets enflammés tombant des plafonds. Ils sont connus sous la marque Nexans Protect.

Comment distinguer un câble performant ?

Le RPC (Règlementation pour les Produits de construction) est appliqué depuis juin 2017 dans tous les pays de l’Union Européenne. Ce système harmonisé comprenant un langage commun, des méthodes communes de test et de certification des produits permet dans tous les pays de l’UE d’avoir la même lecture d’une performance en réaction au feu.

Les codes des Euroclasses

Ce système est basé sur des Euroclasses. Il se traduit par un marquage que l’on retrouve sur le câble et sur sa DDP (Déclaration De Performance).

Le marquage est basé sur un jeu de codes précis : 

• Un premier : B2ca, Cca, Dca, Eca traduit la performance en non-propagation de l’incendie, de la flamme et en dégagement de chaleur. Le plus performant étant le B2ca. 
• Un second : s1a, s1b, s1, s2, s3. Il indique le potentiel de dégagement de fumée. s1a étant réputée comme la meilleure performance. 
• Un troisième : d0, d1, d2 qui caractérise le potentiel du câble à générer des foyers d’incendie secondaire par la chute de particules enflammées. 
• Un dernier : a1, a2, a3 indique le potentiel corrosif des fumées. Ce paramètre permet d’évaluer la capacité des personnes à sortir d’un bâtiment, et d’engendrer également la corrosion des éléments touchés par les fumées. Les performances a1 et a2 interdisent la mise en œuvre de câbles en PVC (R2V, H07V-U…)

Les câbles électriques résistants au feu

La réaction au feu est la façon dont un objet, un matériau, un câble par exemple, réagit lorsqu'il est exposé à une source de chaleur. Il s’agit de caractériser le potentiel de propagation de la flamme, de l’incendie, la chaleur émise ainsi que la quantité de fumée dégagée et potentiellement leur caractère corrosif voire nocif. 

La résistance au feu est une autre propriété. Ici, le câble est considéré comme un composant actif. Il doit permettre de maintenir l'intégrité électrique des systèmes de sécurité incendie dans des conditions extrêmes, à très haute température, parfois à plus de 1 000°C, pendant une durée minimale donnée dans la réglementation nationale. Selon les pays, les applications, ce temps peut être très différent. En France, la résistance au feu est de 65 minutes au moins, ce qui correspond à des conditions de température d’au moins 920°C. 

Comment reconnaitre les câbles électriques résistants au feu ?

Les câbles résistants au feu sont reconnaissables par leur couleur, généralement orange, et peuvent être confondus avec les câbles de données, qui sont de la même couleur. Pour lever le doute, il faut se référer au marquage. Si l’indication CR1 apparait, le câble est bien résistant au feu.

Dans quels cas les utiliser ?

Il existe plusieurs familles de câble résistants au feu. Nous avons d’abord les câbles dit “de télécommunication”. Ils transportent un « courant faible ». Ces câbles sont destinés principalement à être utilisé dans les circuits électriques pour systèmes de sécurité incendie, que l’on retrouve dans les IGH, les ERP, les ERT. Ils permettent notamment de relier un ECS (Equipement central de sécurité), un CMSI (centralisateur de mise en sécurité incendie) aux détecteurs de fumées, aux dispositif d’alerte comme les diffuseurs sonores. Ils sont primordiaux pour assurer l’évacuation des personnes dans les meilleures conditions. Toutefois, il n’y a pas d’obligation règlementaire à les utiliser sur toute la longueur du circuit. Cependant, cela peut être recommandé pour assurer une continuité d’information, même lorsque l’incendie fait rage. 

Ensuite, il existe une autre gamme permettant l’alimentation de dispositifs de sécurité nécessitant plus de puissance comme l’éclairage de sécurité, les équipements de désenfumage, les pompes de réalimentation en eau… 

Pour cette gamme, un point est parfois négligé lors du dimensionnement de l’installation. Il s’agit de la forte augmentation de la résistance du cuivre avec l’élévation de température dans l’incendie. Entre 90°C (la température d’utilisation du câble en condition normale) et 920°C (la température de fonctionnement en condition d’incendie), cette résistance est multipliée par 4. Il est donc indispensable d’y prêter attention, notamment pour les équipements ne supportant pas de chute de tension pour opérer correctement. Des outils comme EasyCalc permettent d’ajuster le design du câble à installer en fonction des instructions données sur la fiche technique de l’équipement à connecter et de la configuration du bâtiment. 

Autres spécificités des câbles résistants au feu

Il est important de noter que les câbles résistants au feu ont également de très bonnes performances en terme de réaction au feu. Ils sont d’ailleurs classés dans les meilleurs catégories. En France, ils sont C1, ce qui démontre leur très faible contribution à la propagation de l’incendie. Ils sont aussi classés comme ayant de faibles émissions de fumée (IEC/EN 61034-2) celle-ci étant non corrosive (IEC/EN60754-2). 

Il est à noter que le système de classification français (CR1-C1) est amené à disparaitre à moyen terme. Il sera remplacé par un système harmonisé européen, les Euroclasses. Il est ici pressenti pour la France une catégorie Pca60 en terme de résistance au feu et cela sera à valider par le réglementateur feu français, qui est le seul à avoir cette prérogative.