Parkings souterrains | Résistance au feu

Comprendre et améliorer la résistance au feu des palplanches en acier dans les parkings souterrains

Cette brochure fournit une aide à la conception de la sécurité incendie des palplanches en acier utilisées comme parois de soutènement permanentes dans les parkings souterrains ou les ouvrages routiers (tunnels, passages souterrains, etc.).
Elle résume les résultats des essais en laboratoire à échelle réelle réalisés par ArcelorMittal et décrit une méthode permettant de vérifier la stabilité de la structure sous l'effet d'une charge calorifique. Elle comprend en outre une procédure de vérification facile à utiliser qui permet une évaluation simplifiée de la sécurité incendie de la structure en palplanches en acier pouvant être utilisée dans une conception préliminaire.

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Palplanches en acier comme éléments de structure permanents

Les palplanches en acier utilisées comme éléments de structure permanents dans les parkings souterrains et les travaux routiers peuvent avoir plusieurs rôles

  • servir de mur de soutènement temporaire pendant la phase d'excavation ;
  • assurer l'étanchéité de la fosse d'excavation ;
  • former le mur structurel extérieur permanent ;
  • transmettre une partie des charges verticales des planchers ou de la superstructure au sol.

Ainsi, en évitant la nécessité d'un mur de soutènement temporaire supplémentaire sur le périmètre de la structure, le rideau de palplanches permanent

  • maximise l'espace disponible au sol, un avantage clé dans les zones urbaines ;
  • raccourcit le temps de construction ;
  • réduit le coût total du bâtiment.

Solutions en acier économiques

Le principal avantage de l'utilisation de palplanches en acier comme éléments structurels permanents pour les parkings souterrains et les sous-sols réside dans la simplification et l'accélération du processus de construction, ainsi que dans son coût réduit.

Dans les cas de charge calorifique extrême, des mesures supplémentaires de protection active et/ou passive contre l'incendie peuvent être nécessaires.

Les palplanches en acier peuvent également être facilement peintes pour des raisons esthétiques après l'achèvement des travaux.

Les vérifications de conception tiennent compte de la capacité de service et des états limites ultimes pendant chaque phase d'exécution et pendant toute la durée de vie. La sécurité incendie n'est qu'un des nombreux scénarios de charge à analyser et peut ne pas toujours être le cas de charge déterminant.

Particularités

Comme tous les pieux porteurs, les palplanches en acier peuvent transmettre en toute sécurité les charges verticales au sol grâce à l'adhérence et à la résistance à la poussée.

La liaison structurelle des planchers et de la superstructure est facile à réaliser à l'aide de corbeaux ou de poutres de couronnement en béton coulé sur place.

La méthode de construction par descente d'éléments permet même de réduire encore le temps de construction, car il n'est pas nécessaire d'ancrer ou d'étayer temporairement le mur de soutènement.

Résistance au feu des palplanches en acier

Dans la plupart des cas, le cas de charge « feu » ne doit pas être pris en compte pour les constructions temporaires.

Cependant, pour les structures permanentes, les solutions à base de palplanches en acier sont souvent exclues dès la phase de conception en raison de préjugés infondés ou d'un manque de savoir-faire en matière de sécurité incendie ou du comportement particulier des palplanches en acier sous l'effet d'un incendie.

ArcelorMittal a réalisé, en collaboration avec l'Université de Liège (Belgique), des essais au feu et des simulations numériques approfondis, axés sur la résistance au feu des palplanches en acier et l'incidence positive des couches de sol environnantes et des eaux souterraines.

L'université a développé le logiciel SARI pour vérifier la sécurité incendie des rideaux de palplanches en acier en tenant compte des paramètres suivants :

  • profil de la palplanche et ses propriétés (épaisseur, module de flexion, nuance d'acier,...)
  • les caractéristiques thermiques des sols à l'arrière du mur ;
  • les charges calorifiques ;
  • en option, les mesures de protection supplémentaires (actives et/ou passives).