Dans le Code national du bâtiment du Canada (CNB), le " degré de résistance au feu " est défini en partie comme suit : "le temps en minutes ou en heures pendant lequel un matériau ou un assemblage de matériaux résiste au passage des flammes et à la transmission de la chaleur lorsqu'il est exposé au feu dans des conditions d'essai et selon des critères de performance spécifiés..."
Le degré de résistance au feu est la durée, en minutes ou en heures, pendant laquelle un matériau ou un assemblage de matériaux résiste au passage des flammes et à la transmission de la chaleur lorsqu'il est exposé au feu dans des conditions d'essai et selon des critères de performance spécifiés, ou tel que déterminé par extension ou interprétation des informations qui en découlent, comme le prescrit le CNB.
Les critères d'essai et d'acceptation mentionnés dans le CNB sont contenus dans une méthode d'essai au feu normalisée, CAN/ULC-S101, publiée par ULC Standards.
Les assemblages horizontaux tels que les planchers, les plafonds et les toits sont testés pour l'exposition au feu par le dessous uniquement. Cela s'explique par le fait qu'un incendie dans le compartiment inférieur représente la menace la plus grave. C'est la raison pour laquelle le degré de résistance au feu doit être mesuré uniquement à partir de la face inférieure de l'ensemble. Le degré de résistance au feu de l'ensemble testé indiquera, dans le cadre des limites de conception, les conditions de retenue de l'essai. Lors de la sélection d'un degré de résistance au feu, il est important de s'assurer que les conditions de contrainte de l'essai sont les mêmes que celles de la construction sur le terrain. Les assemblages à ossature bois sont normalement testés sans contrainte d'extrémité afin de correspondre à la pratique normale de la construction.
Les cloisons ou les murs intérieurs qui doivent avoir un degré de résistance au feu doivent être évalués de la même manière de chaque côté, car un incendie peut se développer de n'importe quel côté de la séparation coupe-feu. Elles sont normalement conçues de manière symétrique. S'ils ne sont pas symétriques, le degré de résistance au feu de l'ensemble est déterminé sur la base d'essais effectués du côté le plus faible. Pour un mur porteur, l'essai exige que la charge maximale autorisée par les normes de conception soit superposée à l'ensemble. La plupart des murs à ossature bois sont testés et répertoriés comme porteurs. Cela leur permet d'être utilisés à la fois dans des applications porteuses et non porteuses.
Les listes pour les murs porteurs à ossature bois peuvent être utilisées pour les cas non porteurs puisque les mêmes ossatures sont utilisées dans les deux cas. Le chargement pendant l'essai est critique car il affecte la capacité de l'assemblage mural à rester en place et à remplir sa fonction de prévention de la propagation du feu. La perte de résistance des montants résultant de températures élevées ou de la combustion réelle d'éléments structurels entraîne une déformation. Cette déformation affecte la capacité des membranes de protection des murs (plaques de plâtre) à rester en place et à contenir le feu. Le degré de résistance au feu des murs porteurs est généralement inférieur à celui d'un mur non porteur de conception similaire.
Les murs extérieurs n'ont besoin d'être classés que pour l'exposition au feu depuis l'intérieur d'un bâtiment. En effet, l'exposition au feu depuis l'extérieur d'un bâtiment ne risque pas d'être aussi grave que celle d'un incendie dans une pièce ou un compartiment intérieur. Comme ce classement n'est exigé que de l'intérieur, les murs extérieurs ne doivent pas être symétriques.
Le CNB permet à l'autorité compétente d'accepter les résultats d'essais au feu effectués selon d'autres normes. Comme les méthodes d'essai ont peu changé au fil des ans, les résultats basés sur des éditions antérieures ou plus récentes de la norme CAN/ULC-S101 sont souvent comparables. La principale norme américaine en matière de résistance au feu, l'ASTM E119, est très similaire à la norme CAN/ULC-S101. Toutes deux utilisent la même courbe temps-température et les mêmes critères de performance. Les taux de résistance au feu établis conformément à la norme ASTM E119 sont généralement acceptés par les autorités canadiennes. L'acceptation par l'autorité compétente des résultats des essais basés sur ces normes dépend principalement de la familiarité de l'autorité avec ces normes.
Les laboratoires d'essais et les fabricants publient également des informations sur des listes exclusives d'assemblages qui décrivent les matériaux utilisés et les méthodes d'assemblage. Une multitude d'essais de résistance au feu ont été réalisés au cours des 70 dernières années par des laboratoires nord-américains. Les résultats sont disponibles sous forme de listes ou de rapports de conception par l'intermédiaire de :
En outre, les fabricants de produits de construction publient les résultats d'essais de résistance au feu sur des assemblages incorporant leurs propres produits (par exemple, le Gypsum Association's GA-600 Manuel de conception de la résistance au feu).
Le CNB contient des informations génériques sur les degrés de résistance au feu des assemblages et éléments en bois. Il s'agit notamment de tableaux de résistance au feu et au bruit décrivant divers assemblages de murs et de planchers constitués de matériaux de construction génériques, auxquels sont attribués des degrés de résistance au feu spécifiques. Au cours des deux dernières décennies, le Conseil national de recherches du Canada (CNRC) a mené un certain nombre de grands projets de recherche sur les murs et les planchers à ossature légère, portant à la fois sur la résistance au feu et sur la transmission du son. Le CNB dispose ainsi de centaines de murs et de planchers différents auxquels sont attribués des degrés de résistance au feu et des indices de transmission du son. Ces résultats sont publiés dans le tableau A-9.10.3.1.A. Résistance au feu et au bruit des murs et le tableau A-9.10.3.1.B Résistance au feu et au bruit des planchers, plafonds et toits du CNB. Les assemblages décrits n'ont pas tous fait l'objet d'essais. Les degrés de résistance au feu de certains assemblages ont été extrapolés à partir d'essais de résistance au feu effectués sur des assemblages de murs similaires. Les listes sont utiles parce qu'elles offrent aux concepteurs des solutions standard. Elles peuvent cependant limiter l'innovation car les concepteurs utilisent des assemblages qui ont déjà été testés plutôt que de payer pour faire évaluer de nouveaux assemblages. Les assemblages répertoriés doivent être utilisés avec les mêmes matériaux et les mêmes méthodes d'installation que ceux qui ont été testés.
La section précédente sur les degrés de résistance au feu traite de la détermination des degrés de résistance au feu à partir d'essais normalisés. D'autres méthodes de détermination des degrés de résistance au feu sont également autorisées. Les méthodes alternatives de détermination des degrés de résistance au feu sont contenues dans le CNB, division B, annexe D, classements des performances en matière de résistance au feu. Ces méthodes de calcul alternatives peuvent remplacer les essais de résistance au feu propriétaires coûteux. Dans certains cas, elles permettent d'appliquer des exigences moins strictes en matière d'installation et de conception, telles que d'autres détails de fixation pour les plaques de plâtre et l'autorisation d'ouvertures dans les membranes de plafond pour les systèmes de ventilation. La section D-2 de l'annexe D de la division B du CNB comprend des méthodes permettant d'attribuer des degrés de résistance au feu aux éléments suivants :
- les murs, les planchers et les toits à ossature en bois dans l'annexe D-2.3 (méthode des composants additifs) ;
- les murs, les planchers et les toits en bois massif de l'annexe D-2.4 ; et,
- poutres et colonnes en bois lamellé-collé à l'annexe D-2.11.
La méthode de calcul alternative la plus pratique comprend des procédures de calcul du degré de résistance au feu des murs, planchers et toits à ossature légère en bois, basées sur des descriptions génériques des matériaux. Cette méthode additive par composants (CAM) peut être utilisée lorsqu'il est clair que le degré de résistance au feu d'un ensemble dépend strictement de la spécification et de la disposition des matériaux pour lesquels il existe des normes reconnues au niveau national. Les ensembles doivent être conformes à toutes les exigences de l'annexe D-2.3 de la division B du CNB. Murs, planchers et toits à ossature bois et acier.
Bien que les informations contenues dans l'annexe D-2.4. portent sur des techniques de construction plus anciennes, l'utilisation de ces assemblages a connu un certain regain et les informations peuvent être particulièrement utiles lors de la réaffectation de bâtiments historiques.
L'annexe D de la division B du CNB comprend également des équations empiriques pour le calcul du degré de résistance au feu des poutres et des poteaux en bois lamellé-collé (glulam), à l'annexe D-2.11. Ces équations ont été élaborées à partir de prévisions théoriques et validées par des résultats d'essais. Les grands éléments en bois ont une résistance au feu inhérente parce que :
- la lenteur de la combustion des gros bois, qui est d'environ 0,6 mm/minute dans des conditions d'essai au feu standard ; et,
- les effets isolants de la couche de charbon, qui protège la partie non brûlée du bois.
Ces facteurs font que les éléments non protégés peuvent rester en place pendant une longue période lorsqu'ils sont exposés au feu. Le CNB reconnaît cette caractéristique et autorise l'utilisation d'éléments en bois non protégés, y compris les planchers et les tabliers de toit, qui respectent les dimensions minimales pour les constructions en bois massif, à la fois là où un degré de résistance au feu de 45 minutes est exigé et dans de nombreux bâtiments incombustibles. La méthode de calcul de l'annexe D permet de déterminer le degré de résistance au feu des poutres et des poteaux en lamellé-collé en fonction de l'exposition au feu sur trois ou quatre côtés.
La formule pour les poteaux ou les poutres qui peuvent être exposés sur trois côtés s'applique uniquement lorsque la face non exposée est le plus petit côté d'un poteau ; il n'existe pas de données expérimentales pour vérifier la formule lorsqu'un côté plus grand n'est pas exposé. Si un poteau est encastré dans un mur ou une poutre dans un plancher, les dimensions complètes de l'élément structurel sont utilisées dans la formule pour l'exposition au feu sur trois côtés. La comparaison des degrés de résistance au feu calculés avec les résultats expérimentaux montre que les valeurs calculées sont très souvent conservatrices. Un concepteur peut déterminer la résistance pondérée d'une poutre ou d'un poteau en se référant à la norme CSA O86 du Conseil canadien du bois (Wood Design Manual).
En outre, la norme CSA O86 comprend une annexe B informative qui fournit une méthode de calcul des degrés de résistance au feu pour les éléments en bois de grande section, tels que les poutres et les colonnes en bois lamellé-collé, les bois lourds sciés massifs et les bois composites structuraux.
De plus amples informations sur le calcul de la résistance au feu des éléments en bois lourds sont disponibles dans la publication de l'American Wood Council. Rapport technique 10 : Calcul de la résistance au feu des éléments en bois exposés (TR10).
Pour plus d'informations, consultez les ressources suivantes :
Manuel de conception du bois (Conseil canadien du bois)
Conception de la sécurité incendie dans les bâtiments (Conseil canadien du bois)
Code national du bâtiment du Canada
Code national de prévention des incendies du Canada
CSA O86, Conception technique en bois
CAN/ULC-S101 Méthode normalisée d'essai de résistance au feu des constructions et des matériaux de construction
ASTM E119 Méthodes d'essai normalisées pour les essais de résistance au feu des constructions et des matériaux de construction
Conseil américain du bois
Sultan, M.A., Séguin, Y.P., et Leroux, P. ; "IRC-IR-764 : Results of Fire Resistance Tests on Full-Scale Floor Assemblies", Institut de recherche en construction, Conseil national de recherches du Canada, mai 1998.
Sultan, M. A., Latour, J. C., Leroux, P., Monette, R. C., Séguin, Y. P., et Henrie, J. P. ; "RR-184 : Results of Fire Resistance Tests on Full-Scale Floor Assemblies - Phase II ", Institut de recherche en construction, Conseil national de recherches du Canada, mars 2005.
Sultan, M.A., et Lougheed, G.D. ; "IRC-IR-833 : Results of Fire Resistance Tests on Full-Scale Gypsum Board Assemblies", Institut de recherche en construction, Conseil national de recherches du Canada, août 2002.
Construction en bois lourd
Performance des adhésifs dans le bois abouté dans les assemblages muraux résistants au feu
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Voici un exemple de grand bâtiment en bois : une résidence étudiante de 18 étages à l'Université de Colombie Britannique (UBC). 
