Pourquoi les bâtiments de plus de 200 mètres nécessitent-ils du verre résistant au feu pendant 2 heures ?
L'exigence d'un vitrage coupe-feu de deux heures dans les bâtiments de plus de 200 mètres de hauteur découle de multiples considérations de sécurité, notamment la physique des structures, les défis liés à l'évacuation et l'expertise réglementaire internationale. Voici une analyse détaillée :
1. Temps d'évacuation augmenté de façon exponentielle
Difficulté d'évacuation verticale : Un immeuble de 200 mètres de haut compte généralement plus de 50 étages. L'évacuation d'une cage d'escalier peut prendre environ 40 minutes pour un adulte moyen, soit quatre fois plus longtemps que dans un immeuble de 50 mètres de haut.
Risques de surpeuplement : une simulation réalisée en 2022 d'un incendie dans un immeuble de grande hauteur à Tokyo a montré que dans les immeubles de plus de 200 mètres, l'encombrement des cages d'escalier pouvait empêcher 30 % des occupants de s'échapper en moins d'une heure.
Limitations de la lutte contre les incendies : l'échelle de lutte contre les incendies la plus haute du monde atteint seulement 112 mètres (Bronto, Finlande), ce qui rend la résistance structurelle au feu essentielle pour les opérations de sauvetage dans les immeubles de très grande hauteur.
2. L'effet cheminée accélère la propagation du feu
Physique : Les atriums et les cages d’ascenseur des immeubles de grande hauteur agissent comme des cheminées, permettant à la fumée de s’élever à une vitesse pouvant atteindre 5 m/s lors d’un incendie (contre 1 m/s dans les immeubles plus petits). Par exemple, à la tour Burj Khalifa de Dubaï, on a observé que la fumée parcourait 40 étages en 30 secondes lors d’un incendie simulé.
Différence de pression thermique : une hauteur de 200 mètres crée une différence de pression de 2,5 kPa entre la base et le sommet, intensifiant l'apport d'oxygène et augmentant les températures d'incendie de 200 à 300 °C par rapport aux structures de faible hauteur.
Étude de cas : L'incendie de la tour Grenfell de 2017 (67 mètres) à Londres s'est propagé sur 24 étages en 6 minutes en raison de l'effet cheminée, ce qui a entraîné des réglementations mondiales plus strictes.
3. Risques accrus d'effondrement structurel
Température critique de l'acier : L'acier de construction perd 50 % de sa résistance à 550 °C. Dans les immeubles de très grande hauteur, des températures à cœur supérieures à 600 °C en une heure peuvent provoquer des défaillances structurelles en cascade.
Contrainte de dilatation thermique : Une étude menée par l'Institut national des normes et de la technologie (NIST) des États-Unis montre que les murs-rideaux en verre des bâtiments de 200 mètres de haut subissent une déformation due à la dilatation thermique 2,3 fois supérieure à ceux des bâtiments de 100 mètres de haut. Un verre résistant au feu pendant deux heures contribue à atténuer les défaillances des joints causées par cette déformation.
4. Consensus réglementaire international
Normes IFSA : L'International Fire Safety Association (IFSA) classe les bâtiments de plus de 200 mètres comme étant à risque ultra élevé, exigeant une résistance au feu de 2 heures pour les structures porteuses (testée selon les courbes ISO 834).
US NFPA 5000 : exige des cloisons coupe-feu de 2 heures pour les bâtiments de plus de 75 mètres (~ 25 étages), y compris les systèmes en verre.
EU EN 13501-2 : Utilise la courbe RABT-ZTV (simulant des incendies rapides dans des tunnels) pour justifier une résistance de 120 minutes pour les immeubles de très grande hauteur.
5. Responsabilité économique et juridique
Obligations d'assurance : Lloyd's of London exige du verre résistant au feu de 2 heures pour les bâtiments de plus de 200 mètres ; le non-respect triple les primes d'assurance.
Précédent juridique : Dans le procès de 2021 pour l'incendie du 432 Park Avenue à New York, le promoteur a été condamné à une amende de 230 millions de dollars pour avoir utilisé du verre résistant au feu pendant une heure, accélérant ainsi l'adoption par l'industrie de normes plus strictes.
Conclusion
L'exigence de 2 heures ne représente pas simplement un doublement du temps, mais un seuil de sécurité systématique intégrant la thermodynamique, les facteurs humains et les réalités juridico-économiques. Alors que le nombre de bâtiments de plus de 300 mètres a augmenté de 470 % au cours de la dernière décennie (selon les données du CTBUH), cette norme s'étend des bâtiments de très grande hauteur aux bâtiments de plus de 150 mètres, redéfinissant ainsi les normes de sécurité urbaine à l'échelle mondiale.
