ISO 5659-2:2012

NORME ISO
INTERNATIONALE 5659-2
Troisième édition
2012-12-01
Plastiques — Production de fumée —
Partie 2:
Détermination de la densité optique
par un essai en enceinte unique
Plastics — Smoke generation —
Part 2: Determination of optical density by a single-chamber test
Numéro de référence
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ISO 2012
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Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Principes de l’essai . 3
5 Adéquation du matériau en vue des essais . 3
5.1 Géométrie du matériau . 3
5.2 Caractéristiques physiques . 3
6 Construction et préparation des éprouvettes . 3
6.1 Nombre d’éprouvettes . 3
6.2 Dimensions des éprouvettes . 4
6.3 Préparation de l’éprouvette . 4
6.4 Enveloppement des éprouvettes . 4
6.5 Conditionnement . 5
7 Appareillage et équipement auxiliaire . 5
7.1 Généralités . 5
7.2 Enceinte d’essai . 5
7.3 Support d’éprouvette et appareils de chauffage .10
7.4 Alimentation en gaz .15
7.5 Système photométrique .15
7.6 Fuites hors de l’enceinte .17
7.7 Produits de nettoyage .18
7.8 Équipement auxiliaire .18
8 Environnement d’essai .18
9 Modes opératoires de réglage et d’étalonnage .19
9.1 Généralités .19
9.2 Réglage du système photométrique .19
9.3 Sélection du (des) filtre(s) de compensation .20
9.4 Contrôle de la linéarité .20
9.5 Étalonnage du filtre d’extension de gamme.20
9.6 Essai du débit de fuite de l’enceinte .21
9.7 Étalonnage de la flamme pilote .21
9.8 Étalonnage du radiateur conique .21
9.9 Nettoyage .22
9.10 Fréquence des opérations de contrôle et d’étalonnage .22
10 Mode opératoire d’essai.22
10.1 Généralités .22
10.2 Préparation de l’enceinte d’essai .23
10.3 Essais avec flamme pilote .23
10.4 Préparation du système photométrique .23
10.5 Mise en place de l’éprouvette .23
10.6 Enregistrement de la transmission de lumière .23
10.7 Observations .24
10.8 Fin de l’essai .24
10.9 Essais dans différents modes .25
11 Expression des résultats.25
11.1 Densité optique spécifique D .
s 25
11.2 Facteur de correction du faisceau clair D .
c 26
12 Fidélité .26
13 Rapport d’essai .26
Annexe A (normative) Étalonnage du fluxmètre thermique .28
Annexe B (informative) Variabilité de la densité optique spécifique de la fumée mesurée par
l’essai en enceinte unique .29
Annexe C (informative) Détermination de la densité optique massique .31
Annexe D (informative) Données de fidélité obtenues à partir d’essais réalisés avec des
matériaux intumescents .36
Annexe E (informative) Guide sur les essais de densité optique.38
Bibliographie .46
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Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives
ISO/CEI, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de
Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote.
Leur publication comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L’ISO 5659-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 61, Plastiques, sous-comité SC 4,
Comportement au feu.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 5659-2:2006), qui a fait l’objet d’une
révision technique. Elle remplace également l’ISO 5659-1:1996 (Plastiques — Production de fumée —
Partie 1: Guide sur les essais de densité optique) qui sera supprimée à la publication de la présente édition.
L’ISO 5659 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Plastiques — Production de fumée:
— Partie 2: Détermination de la densité optique par un essai en enceinte unique
— Partie 3: Détermination de la densité optique par une méthode dynamique (Rapport technique)
Introduction
Le feu est un phénomène complexe: son développement et ses effets dépendent d’un certain nombre de
facteurs liés entre eux. Le comportement des matériaux et des produits est fonction des caractéristiques
du feu, de la méthode selon laquelle les matériaux sont utilisés et de l’environnement auquel ils sont
[1]
exposés (voir aussi l’ISO/TR 3814 et l’ISO 13943).
L’essai, tel qu’il est spécifié dans la présente partie de l’ISO 5659, ne fournit qu’une simple représentation
d’un aspect particulier d’une situation d’incendie potentielle caractérisée par une source de chaleur
rayonnante; considéré de manière isolée, il ne peut fournir aucune indication directe relative au
comportement ou à la sécurité en cas d’incendie. Toutefois, un essai de ce type peut être utilisé à des fins
de comparaison ou pour garantir l’existence d’une certaine qualité de performance (en l’occurrence de
la production de fumée), considérée comme ayant une influence sur le comportement au feu en général.
Il serait erroné d’accorder une toute autre signification aux résultats de cet essai.
Le terme «fumée» est défini dans l’ISO 13943 comme étant la partie visible des particules solides
et/ou liquides en suspension dans les gaz résultant d’une combustion incomplète. Il s’agit de l’une des
premières caractéristiques de la réaction à se manifester et il convient de la prendre presque toujours
en considération lors d’une quelconque évaluation du risque d’incendie, puisqu’elle représente l’une des
plus grandes menaces pour les occupants d’un bâtiment en feu et d’autres structures en flammes telles
que des navires ou des trains.
L’élaboration de l’ISO 5659 qui incombait à l’ISO/TC 92 a été transférée depuis 1987 à l’ISO/TC 61. Il est
néanmoins entendu que le domaine d’application de la norme aux essais de matériaux ne se limite pas
aux matériaux plastiques, mais pourrait éventuellement s’appliquer à d’autres matériaux, y compris les
matériaux de construction.
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NORME INTERNATIONALE ISO 5659-2:2012(F)
Plastiques — Production de fumée —
Partie 2:
Détermination de la densité optique par un essai en
enceinte unique
1 Domaine d’application
1.1 La présente partie de l’ISO 5659 spécifie une méthode pour le mesurage de la production de
fumée provenant de la surface exposée d’éprouvettes constituées par des matériaux, des composites
ou des assemblages. Elle est applicable à des éprouvettes qui ont une surface essentiellement plane et
dont l’épaisseur est inférieure à 25 mm, lorsqu’elles sont orientées horizontalement et soumises à des
niveaux spécifiés d’éclairement énergétique thermique dans une enceinte fermée, avec ou sans utilisation
de flamme pilote. La présente méthode d’essai est applicable à tous les plastiques et peut également
être utilisée en vue de l’évaluation d’autres matériaux (par exemple caoutchoucs, revêtements textiles,
surfaces peintes, bois et autres matériaux de construction).
1.2 Les valeurs de densité optique déterminées par le présent essai sont propres au matériau de
l’éprouvette ou de l’assemblage soumis à essai, sous la forme et avec l’épaisseur sélectionnées pour l’essai.
Ces valeurs ne doivent pas être considérées comme révélatrices de propriétés de base, inhérentes au produit.
1.3 L’essai est principalement destiné à être utilisé en recherche et développement et en ingénierie de
sécurité incendie dans les bâtiments, les trains, les navires, etc., et non en tant que base d’appréciation
pour des codes de construction ou pour d’autres fins. Aucun élément fondamental n’est fourni pour
prévoir la densité de la fumée susceptible d’être produite par les matériaux exposés à la chaleur et à une
flamme dans d’autres conditions (réelles) d’exposition. Le présent mode opératoire d’essai ne traite pas
de l’effet des irritants sur les yeux.
NOTE Le présent mode opératoire d’essai concerne la perte de visibilité due à la densité de la fumée qui n’est
généralement pas liée au pouvoir irritant (voir Annexe E).
1.4 Il est précisé que la production de fumée d’un matériau varie en fonction du niveau d’éclairement
énergétique auquel l’éprouvette est soumise. Les résultats fournis par la méthode spécifiée dans la
présente partie de l’ISO 5659 sont fondés sur une exposition à des niveaux d’éclairement énergétique
2 2
spécifiques de 25 kW/m et de 50 kW/m .
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l’application du présent document. Pour
les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition
du document de référence s’applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 13943, Sécurité au feu — Vocabulaire
ISO 14934-3, Essais au feu — Étalonnage et utilisation des appareils de mesure du flux thermique — Partie 3:
Méthode d’étalonnage secondaire
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 13943 ainsi que les
suivants s’appliquent.
3.1
assemblage
fabrication de matériaux et/ou de composites
NOTE 1 Les panneaux sandwich sont un exemple d’assemblage.
NOTE 2 L’assemblage peut inclure une couche d’air intermédiaire.
3.2
composite
combinaison de matériaux généralement identifiés dans le bâtiment comme entités discrètes
NOTE Les matériaux revêtus ou stratifiés sont des exemples de composites.
3.3
surface essentiellement plane
surface dont l’irrégularité par rapport à un plan ne dépasse pas 1 mm
3.4
surface exposée
surface du produit soumise aux conditions de chauffage définies pour l’essai
3.5
éclairement énergétique
quotient du flux énergétique incident sur un élément infinitésimal de la surface contenant ce point, par
la surface de cet élément
3.6
matériau
matériau de base simple ou mélange dispersé de manière uniforme
NOTE Métal, pierre, bois, béton, fibres minérales et polymères sont des exemples.
3.7
densité optique massique
DOM
mesure du degré d’opacité de la fumée en fonction de la perte de masse du matériau
3.8
densité optique de la fumée
D
mesure du degré d’opacité de la fumée; logarithme décimal négatif de la transmission relative de la lumière
3.9
produit
matériau, composite ou assemblage à propos duquel des informations sont requises
3.10
densité optique spécifique
D
s
densité optique multipliée par un facteur calculé en divisant le volume de l’enceinte d’essai par le produit
de la surface exposée de l’éprouvette et la longueur du chemin de la lumière
NOTE Voir 11.1.1.
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3.11
éprouvette
pièce représentative du produit qui doit être soumis à essai, y compris le substrat ou un traitement quelconque
NOTE L’éprouvette peut inclure une couche d’air intermédiaire.
3.12
matériau intumescent
matériau de dimensions instables, présentant une structure expansée carbonée d’épaisseur > 10 mm au
cours de l’essai, le radiateur conique étant distant de 25 mm de l’éprouvette
4 Principes de l’essai
Les éprouvettes du produit sont montées horizontalement dans une enceinte et exposées à un
rayonnement thermique sur leurs surfaces supérieures, à des niveaux déterminés d’éclairement
énergétique constant pouvant atteindre jusqu’à 50 kW/m .
La fumée émise est recueillie dans l’enceinte qui contient également les appareils photométriques.
L’atténuation d’un rayon lumineux traversant la fumée est mesurée. Les résultats sont notifiés en tant
que densité optique spécifique.
5 Adéquation du matériau en vue des essais
5.1 Géométrie du matériau
5.1.1 La méthode est applicable aux matériaux essentiellement plats, aux composites et aux assemblages
dont l’épaisseur ne dépasse pas 25 mm.
5.1.2 La méthode peut être influencée par de faibles variations de la géométrie, de l’orientation de la
surface, de l’épaisseur (totale ou des couches individuelles), de la masse et de la composition du matériau;
par conséquent, les résultats obtenus en appliquant la présente méthode s’appliquent uniquement à
l’épaisseur du matériau soumis à essai.
NOTE Il n’est pas possible de calculer la densité optique spécifique d’un matériau d’une certaine épaisseur à
partir de la densité optique spécifique du même matériau ayant une épaisseur différente.
5.2 Caractéristiques physiques
Il est possible que les faces des matériaux soumis à l’évaluation au moyen de la présente méthode soient
différentes les unes des autres ou que les matériaux comportent des strates de divers matériaux disposés
différemment d’une face à l’autre. Si l’une ou l’autre des faces est susceptible d’être exposée au feu en
cours d’utilisation, une évaluation des deux faces doit être effectuée.
6 Construction et préparation des éprouvettes
6.1 Nombre d’éprouvettes
6.1.1 L’échantillon pour essai doit comprendre au moins douze éprouvettes si l’essai est réalisé pour
les quatre modes: six éprouvettes doivent être soumises à essai à 25 kW/m (trois éprouvettes avec
flamme pilote et trois éprouvettes sans flamme pilote) et les six restantes doivent être soumises à essai
à 50 kW/m (trois éprouvettes avec flamme pilote et trois éprouvettes sans flamme pilote).
Si l’essai est effectué pour moins de quatre modes, au moins trois éprouvettes par mode doivent être
soumises à essai.
6.1.2 Un nombre supplémentaire d’éprouvettes comme spécifié en 6.1.1 doit être utilisé pour chaque
face, conformément aux exigences de 5.2.
6.1.3 Douze éprouvettes supplémentaires (c’est-à-dire trois éprouvettes par mode d’essai) doivent être
mises de côté si les conditions spécifiées en 10.9 l’exigent.
6.1.4 Pour les matériaux intumescents, il est nécessaire de réaliser un essai préliminaire en plaçant
le radiateur conique à 50 mm de l’éprouvette, ce qui nécessite d’utiliser au moins deux éprouvettes
supplémentaires.
6.2 Dimensions des éprouvettes
6.2.1 Les éprouvettes doivent être carrées et mesurer 75 mm ± 1 mm de côté.
6.2.2 Les matériaux ayant une épaisseur nominale inférieure ou égale à 25 mm doivent être évalués sur
leur épaisseur totale. Pour les essais comparatifs, les matériaux doivent être évalués sur une épaisseur
de 1,0 mm ± 0,1 mm. Tous les matériaux consomment de l’oxygène lorsqu’ils brûlent dans l’enceinte et
la production de fumée de certains matériaux (en particulier des éprouvettes d’épaisseur importante ou
ayant une vitesse de combustion élevée) est influencée par la concentration en oxygène dans l’enceinte.
Les matériaux soumis à essai doivent, autant que possible, présenter l’épaisseur de l’application finale.
6.2.3 Les matériaux ayant une épaisseur supérieure à 25 mm doivent être prélevés de manière à obtenir
une éprouvette de 25 mm ± 0,1 mm d’épaisseur, de façon à pouvoir évaluer la face originale (non découpée).
6.2.4 Les éprouvettes de matériaux multicouches ayant une épaisseur supérieure à 25 mm, consistant
en un ou en plusieurs matériaux de base dont les parements sont constitués de matériaux différents,
doivent être préparées conformément à 6.2.3 (voir également 6.3.2).
6.3 Préparation de l’éprouvette
6.3.1 L’éprouvette, qui doit être représentative du matériau, doit être préparée conformément aux
modes opératoires décrits en 6.3.2 et en 6.3.3. Les éprouvettes doivent être découpées, sciées, moulées
ou estampées à partir de surfaces identiques de l’échantillon de matériau; leur épaisseur et, si nécessaire,
leur masse doivent être notées.
6.3.2 Si l’on soumet à essai des sections planes de même épaisseur et de même composition au lieu
de parties courbes, moulées ou spéciales, cela doit être noté dans le rapport d’essai. Le substrat ou les
matériaux de base des éprouvettes doivent être identiques à ceux utilisés en pratique.
6.3.3 Lorsque des matériaux de revêtement, y compris les peintures et les adhésifs, sont soumis aux
essais avec le substrat ou la base tels qu’utilisés en pratique, les éprouvettes doivent être préparées
conformément à la pratique normale; dans ce cas, il est nécessaire de noter dans le rapport d’essai la
méthode d’application du revêtement, le nombre de couches de revêtements et le type de substrat.
6.4 Enveloppement des éprouvettes
6.4.1 Le dos, les bords et la surface frontale périphérique de la totalité des éprouvettes doivent être
recouverts d’une simple feuille d’aluminium (d’environ 0,04 mm d’épaisseur), la face mate de la feuille
étant en contact avec l’éprouvette. La surface située au centre de l’éprouvette ainsi laissée exposée mesure
65 mm × 65 mm. Il est nécessaire de veiller à éviter de percer la feuille et de ne pas faire de plis superflus
lors de l’opération d’enveloppement. La feuille doit être pliée de manière à réduire au minimum les pertes
de matière fondue au niveau inférieur du porte-éprouvette. Après avoir monté l’éprouvette dans le porte-
éprouvette, les parties de feuille qui dépassent des bords avant doivent être coupées.
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6.4.2 Les éprouvettes enveloppées ayant une épaisseur inférieure à 25 mm doivent être supportées par
une couche de fibres réfractaires de faible masse volumique (nominale de 65 kg/m ).
Les éprouvettes enveloppées ayant une épaisseur de 25 mm doivent être soumises à essai sans couche
de fibres réfractaires.
6.4.3 Avec les matériaux résilients, chaque éprouvette incluse dans son enveloppe de feuille d’aluminium
doit être montée sur le porte-éprouvette de sorte que la surface exposée soit alignée sur la face interne
de l’ouverture du porte-éprouvette. Les matériaux ayant une surface exposée irrégulière ne doivent pas
dépasser par rapport au plan formé par l’ouverture du porte-éprouvette.
6.4.4 Les éprouvettes imperméables de faible épaisseur telles que les films thermoplastiques, qui
gonflent au cours de l’essai en raison des gaz piégés entre le film et le support, doivent être maintenues
approximativement planes, en réalisant deux ou trois entailles (de 20 mm à 40 mm de longueur) destinées
à servir d’évents.
6.5 Conditionnement
6.5.1 Avant d’être préparées en vue de l’essai, les éprouvettes doivent être conditionnées jusqu’à ce
qu’elles atteignent une masse constante à 23 °C ± 2 °C et à une humidité relative de (50 ± 10) %. On
considère que la masse constante a été atteinte lorsque deux valeurs pondérales obtenues successivement
avec un intervalle de 24 h ne diffèrent pas l’une de l’autre de plus de 0,1 % de la masse de l’éprouvette ou
de 0,1 g, la valeur la plus élevée étant retenue.
6.5.2 Dans l’enceinte de conditionnement, les éprouvettes doivent être supportées par des grilles de
sorte que toutes les surfaces soient en contact avec l’air.
Un courant d’air forcé peut être utilisé dans l’enceinte de conditionnement pour contribuer à l’accélération
du processus de conditionnement.
Les résultats obtenus au moyen de la présente méthode peuvent être influencés par de faibles différences
de conditionnement des éprouvettes. Il est important, par conséquent, de s’assurer que les exigences
de 6.5 ont été suivies scrupuleusement.
7 Appareillage et équipement auxiliaire
7.1 Généralités
L’appareillage (voir Figure 1) doit comprendre une enceinte d’essai étanche pouvant contenir un porte-
éprouvette, un cône de réémission, une flamme pilote, un système de mesurage et de transmission de
lumière, et les équipements auxiliaires permettant de contrôler les conditions de fonctionnement au
cours de l’essai.
7.2 Enceinte d’essai
7.2.1 Construction
7.2.1.1 L’enceinte d’essai (voir Figures 1 et 2) doit être fabriquée en panneaux stratifiés dont la surface
intérieure doit être en métal émaillé d’épaisseur inférieure ou égale à 1 mm ou en tout autre métal
équivalent revêtu, résistant aux attaques chimiques et à la corrosion et pouvant être nettoyé facilement.
Les dimensions intérieures de l’enceinte doivent être de 914 mm ± 3 mm de longueur, de 914 mm ± 3 mm
de hauteur et de 610 mm ± 3 mm de profondeur. L’enceinte doit être dotée d’une porte à charnière montée
sur la face antérieure, comprenant une fenêtre d’observation et un écran opaque amovible pour la fenêtre
afin d’empêcher la lumière de pénétrer dans l’enceinte. Un panneau gonflable de sécurité composé d’une
feuille d’aluminium ne dépassant pas 0,04 mm d’épaisseur et ayant une surface minimale de 80 600 mm ,
doit être fixé au fond de l’enceinte de manière à former une protection étanche à l’air.
Une grille de fils d’acier inoxydable peut être placée au-dessus du panneau gonflable pour le protéger. Il
est important que cette grille soit distante d’au moins 50 mm du panneau gonflable pour empêcher toute
obstruction en cas d’explosion.
NOTE Pour faciliter les opérations de nettoyage et de maintenance, il s’est avéré adapté d’avoir une conception
avec une porte large occupant un côté complet de l’enceinte.
7.2.1.2 Deux fenêtres optiques, mesurant chacune 75 mm de diamètre, doivent être montées en haut
et au fond de l’enceinte, aux emplacements représentés à la Figure 2, leur face intérieure étant alignée
sur la partie extérieure du revêtement de l’enceinte. La partie inférieure de la fenêtre ménagée dans le
plancher doit être équipée d’un radiateur électrique annulaire, ayant une puissance approximative de 9 W,
qui doit permettre de maintenir la surface supérieure de la fenêtre à une température juste suffisante pour y
réduire au minimum la condensation de la fumée (une température de 50 °C à 55 °C a été jugée comme étant
acceptable). Le bord de la partie inférieure de la fenêtre ne doit pas interrompre le chemin de la lumière.
Des plates-formes optiques de 8 mm d’épaisseur doivent être montées autour des fenêtres à l’extérieur de
l’enceinte et être solidement maintenues en place les unes par rapport aux autres par trois tiges métalliques
d’au moins 12,5 mm de diamètre, traversant l’enceinte et solidement fixées aux plates-formes.
7.2.1.3 D’autres ouvertures doivent être prévues dans l’enceinte à des fins spécifiées et aux
emplacements appropriés. Elles doivent pouvoir être obturées de façon qu’une pression positive pouvant
atteindre 1,5 kPa (jauge de vide de 150 mm) au-dessus de la pression atmosphérique puisse être créée à
l’intérieur de l’enceinte (voir 7.2.2) et maintenue lors des contrôles effectués conformément à 7.6 et à 9.6.
La totalité des éléments constitutifs de l’enceinte doit pouvoir résister à une pression positive interne
plus élevée que celle à laquelle le panneau gonflable de sécurité est susceptible de résister.
7.2.1.4 Un évent d’entrée avec obturateur doit être prévu sur la partie antérieure de l’enceinte, au
niveau supérieur ou sur le toit, et à distance du cône du radiateur. Un évent de sortie avec obturateur
communiquant avec un tuyau flexible, mesurant de 50 mm à 100 mm, aboutissant à un ventilateur
extracteur capable de créer une pression négative d’au moins 0,5 kPa (jauge de vide de 50 mm), doit être
prévu au fond de l’enceinte.
7.2.2 Appareils de contrôle de la pression à l’intérieur de l’enceinte
Des dispositions doivent être prises pour contrôler la pression à l’intérieur de l’enceinte d’essai. Un
manomètre à eau caractérisé par une plage de mesurage allant jusqu’à 1,5 kPa (jauge de vide de 150 mm)
doit être relié à un régulateur de pression et à un tube placés au niveau de la partie supérieure de
l’enceinte. Le manomètre peut être électronique ou un tube rempli d’un fluide approprié (eau ou un
fluide indicateur approprié).
Un régulateur de pression adéquat (voir Figure 3) se compose d’une bouteille avec un orifice, remplie
d’eau, et d’un tuyau flexible de 25 mm de diamètre, introduit jusqu’à 100 mm sous la surface de l’eau,
l’autre extrémité du tuyau étant raccordée au manomètre et à l’enceinte. Le régulateur doit être purgé
vers le système de sortie.
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a) Exemple d’appareil d’essai type disponible dans le commerce
7 8
b) Représentation schématique d’un appareil d’essai type
Légende
1 système de mesurage optique 8 flamme pilote
2 manomètre 9 éprouvette dans le porte éprouvette
3 trajet optique 10 appareil de pesée
4 sortie 11 porte à ouverture sur la totalité de la face avant
5 enceinte 12 fenêtre du système optique
6 radiateur conique 13 source de lumière
7 fenêtre
Figure 1 — Appareillage d’essai
Dimensions en millimètres
(pas à l’échelle)
Légende
1 évent de sortie
2 thermocouple sur la paroi
3 plate-forme optique
4 assemblage du radiateur conique
5 fenêtre optique
6 panneau gonflable de sécurité
7 radiateur au niveau de la fenêtre
Figure 2 — Plan d’une enceinte d’essai type
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Dimensions en millimètres
(kPa)
1,5
0,5
0,5
1,5
Légende
1 vers le système de sortie
2 paroi de l’enceinte
3 rétrécissement pour empêcher toute décharge de liquide
4 émanation en provenance de l’enceinte
5 bouteille d’eau
6 manomètre en verre ou tube en U (rempli d’une solution aqueuse de colorant jusqu’au repère zéro)
Figure 3 — Jauge de surpression de l’enceinte type
7.2.3 Température de la paroi de l’enceinte
Une jonction de mesure d’un thermocouple, constitué de fils ayant un diamètre ne dépassant pas 1 mm,
doit être montée au centre de la face intérieure de la paroi arrière de l’enceinte, en la recouvrant d’un
disque isolant (par exemple en mousse de polystyrène) caractérisé par une épaisseur d’environ 6,5 mm
et par un diamètre ne dépassant pas 20 mm, fixé à la paroi de l’enceinte au moyen d’un ciment approprié.
La jonction du thermocouple doit être raccordée à un appareil d’enregistrement ou à un compteur et le
système doit permettre de mesurer des températures de 35 °C à 80 °C (voir 10.2.2).
7.3 Support d’éprouvette et appareils de chauffage
7.3.1 Cône du radiateur
7.3.1.1 Le cône du radiateur doit comprendre un élément chauffant ayant une puissance nominale
de 2 600 W, inclus dans un tube en acier inoxydable mesurant approximativement 2 210 mm de longueur
et 6,5 mm de diamètre, enroulé en forme de cône tronqué et monté à l’intérieur d’un dispositif protecteur.
Ce dernier doit avoir une hauteur totale de 45 mm ± 0,4 mm, un diamètre intérieur de 55 mm ± 1 mm et un
diamètre intérieur de 110 mm ± 3 mm au niveau de la base. Il doit être composé de deux couches d’acier
inoxydable de 1 mm d’épaisseur, séparées par un isolant en fibres de céramique de 10 mm d’épaisseur
et de masse volumique nominale égale à 100 kg/m . L’élément chauffant doit être fixé par deux pattes en
haut et en bas du dispositif protecteur.
2 2
7.3.1.2 Le cône du radiateur doit pouvoir fournir un éclairement énergétique de 10 kW/m à 50 kW/m
au centre de la surface de l’éprouvette.
Lorsque l’éclairement énergétique est déterminé en deux autres emplacements situés à 25 mm de chaque
côté du centre de l’éprouvette, l’éclairement énergétique en ces deux emplacements ne doit pas être
inférieur à 85 % de celui mesuré au centre de l’éprouvette.
Le contrôleur de température du cône du radiateur doit être un régulateur à trois paramètres de type
proportionnel, intégral et avec différentiel, commandé par thyristor, avec commande à passage zéro ou
à angle de phase, dont l’intensité maximale ne doit pas être inférieure à 10 A. Une capacité de réglage
du temps intégral jusqu’à 50 s et du temps différentiel jusqu’à 30 s doit être prévue afin d’autoriser une
correspondance raisonnable avec les caractéristiques de réponse du radiateur. La température à laquelle
le radiateur doit être contrôlé doit être fixée sur une échelle susceptible d’être maintenue constante
à ± 2 °C. Une plage de températures d’entrée comprise entre 0 °C et 1 000 °C est considérée comme
étant acceptable. Un éclairement énergétique de 50 kW/m est obtenu typiquement pour une plage de
température du radiateur comprise entre 770 °C et 840 °C pour l’éprouvette positionnée à 25 mm sous
le bord du radiateur. Il est nécessaire de prévoir une compensation automatique de soudure froide du
thermocouple.
NOTE 1 La plage de températures du radiateur pour les essais réalisés en appliquant une distance de 50 mm
entre le bord du cône du radiateur et l’éprouvette est donnée dans le Tableau D.3.
L’éclairement énergétique du cône du radiateur doit être contrôlé par rapport à la valeur fournie par
deux thermocouples sous gaine du type K diamétralement opposés et en contact avec l’élément, mais non
soudés à lui. Les thermocouples doivent être de même longueur et raccordés en parallèle au contrôleur
de température; ils doivent être positionnés à une hauteur égale à un tiers de la hauteur du cône, depuis
la surface supérieure de celui-ci.
NOTE 2 Bien qu’il soit permis de recourir à une commande à angle de phase pour le contrôleur de température
du cône du radiateur, il convient toutefois de noter que ce type de commande nécessite en général un filtrage
électrique afin d’éviter l’apparition de parasites de faible niveau.
7.3.2 Cadre destiné à supporter le cône du radiateur, le porte-éprouvette et le fluxmètre thermique
Le cône du radiateur doit être placé et fixé aux tiges verticales du cadre support de façon que, pour les
matériaux non intumescents, le bord inférieur du dispositif protecteur du cône du radiateur se trouve
à 25 mm ± 1 mm au-dessus de la surface supérieure de l’éprouvette lorsqu’elle est orientée à l’horizontale.
Pour les matériaux intumescents, cette distance doit être de 50 mm. Des détails du cône du radiateur et
du support sont représentés aux Figures 4 et 5.
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Légende
1 fluxmètre thermique avec son support
2 élément chauffant
3 écran et montage du thermocouple
4 flamme pilote
Figure 4 — Cadre type destiné à supporter le cône du radiateur, le porte-éprouvette et le
fluxmètre thermique
Légende
1 thermocouple
2 cône du radiateur
3 porte-éprouvette
4 écran du radiateur
5 fluxmètre thermique
6 boîtier d’allumage par étincelle
Figure 5 — Configuration type du cône du radiateur, du porte-éprouvette et de l’écran du
radiateur (vue latérale)
12 © ISO 2012 – Tous droits réservés

Légende
1 boîtier d’allumage par étincelle
2 porte-éprouvette
3 flamme pilote et électrode d’allumage
4 admission propane + air
Figure 6 — Configuration type du cône du radiateur, du porte-éprouvette et de l’écran du
radiateur (vue de face)
7.3.3 Écran du radiateur
II est nécessaire de prévoir un écran en matériaux métalliques et/ou inorganiques, susceptible d’être
commandé à distance (voir Figures 5 et 6), d’au moins 130 mm de diamètre et dont la surface supérieure
(lorsqu’il est en place) est située à peu près à mi-chemin entre la base du cône du radiateur et la surface
de l’éprouvette, afin de soustraire l’éprouvette à l’éclairement énergétique avant et après la période
d’exposition spécifiée.
NOTE Ce dispositif est nécessaire pour permettre de répéter les essais sans éteindre le cône du radiateur.
7.3.4 Fluxmètre thermique
7.3.4.1 Le fluxmètre thermique doit être à thermopile (du type Schmidt-Boelter) avec une plage de
fonctionnement d’au moins 50 kW/m . Le corps doit avoir un diamètre extérieur d’environ 12,7 mm.
La face de la cible qui reçoit le rayonnement (voir Figure 4) doit être plane et circulaire et mesurer
environ 10,0 mm de diamètre. Elle doit être revêtue d’une finition noire mate et durable. La cible doit être
refroidie à l’eau.
7.3.4.2 Le fluxmètre thermique doit être raccordé directement à un dispositif d’enregistrement
approprié ou à un compteur conformément à 7.8.6, de manière à pouvoir enregistrer, après avoir été
2 2 2
étalonné, des flux thermiques de 25 kW/m et de 50 kW/m avec une précision de ± 1 kW/m .
Si l’on utilise un dispositif d’enregistrement qui n’affiche que des grandeurs en sortie en millivolts
(mV), ces valeurs doivent être converties en kilowatts par mètre carré (kW/m ), en utilisant le facteur
d’étalonnage (ou l’équation s’il y a lieu) spécifique au fluxmètre thermique.
7.3.4.3 Le fluxmètre thermique doit être étalonné en comparant sa réponse à celle d’un étalon primaire
2 2 2 2
de référence lorsqu’il est exposé à des flux thermiques de 25 kW/m ± 1 kW/m et de 50 kW/m ± 1 kW/m
moyennés sur une surface du fluxmètre thermique de 10 mm de diamètre conformément à l’Annexe A.
7.3.5 Porte-éprouvette
La Figure 7 fournit une représentation détaillée du porte-éprouvette. La base du porte-éprouvette doit
être revêtue d’une couche de fibres réfractaires de faible masse volumique (nominale de 65 kg/m )
et d’au moins 10 mm d’épaisseur (sauf pour l’éprouvette de 25 mm d’épaisseur, voir 6.4.2). Un cadre
de maintien doit toujours être utilisé pour réduire une combustion non représentative du bord des
éprouvettes composites. On doit éviter que l’éprouvette soulève le cadre de maintien ou qu’elle touche la
flamme pilote. Si un risque de cette nature existe, percer des trous dans le porte-éprouvette/le cadre et
utiliser deux vis pour maintenir le cadre de maintien en place.
Une grille de fils métalliques peut être utilisée pour retenir des éprouvettes sujettes au délaminage ou
à la déformation. La grille doit être carrée et mesurer 75 mm de côté, ses trous doivent être également
carrés et mesurer 20 mm de côté et la grille doit être construite avec des tiges d’acier inoxydable de 2
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