ISO 10093:1994

NORME
IS0
I N TE R NAT I O NA LE
Première édition
1994-1 1-1 5
Plastiques - Essais au feu - Sources
d'allumage normalisées
Plastics - Fire tests - Standard ignition sources
Numéro de référence
IS0 10093: 1994(F)
IS0 10093:1994(F)
Sommaire
Page
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Définitions . 1
4 Processus d'allumage . 2
5 Caractéristiques des sources d'allumage . 3
6 Principes expérimentaux . 3
7 Sources d'allumage . 4
Annexes
Mode opératoire de validation pour l'évaluation des flammes
A
d'essai . 18
6 Bibliographie . 21
Q IS0 1994
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord
écrit de l'éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 CH-1 21 1 Genève 20 Suisse
Imprimé en Suisse
ii
0 IS0
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Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d'organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
cornités techniques de I'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 gouvernemen-
tales, en liaison avec I'ISO participent également aux travaux. L'ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
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 co-
mités membres votants.
La Norme internationale IS0 10093 a été élaborée par le comité technique
lSO/TC 61, Plastiques, sous-comité SC 4, Comportement au feu.
Les annexes A et B de la présente Norme internationale sont données
uniquement à titre d'information.
...
Ill
Q IS0
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Introduction
Les incendies sont causés par une grande variété de sources d'allumage.
L'analyse statistique des incendies a permis de déterminer les principales
sources primaires et secondaires, en particulier en ce qui concerne les
incendies dans les bâtiments. Les causes d'incendie les plus fréquentes
se sont avérées être les suivantes:
a) appareils de cuisson;
b) appareils de chauffage des locaux;
c) fils électriques, connections et embouts;
d) autres appareils électriques (tels que lave-linge, couvertures chauf-
fantes, télévisions, chauffe-eau);
e) cigarettes;
f) allumettes et briquets à gaz;
g) lampes à braser et chalumeaux;
h) combustion des ordures;
i) bougies.
La liste ci-dessus couvre les principales sources d'allumage primaires pour
les incendies accidentels. D'autres sources peuvent intervenir d'origine
criminelle. Des études sur les causes d'incendie ont montré que les
sources d'allumage primaires (par exemple cigarettes incandescentes ou
allumettes enflammées que l'on jette) peuvent mettre le feu à de vieux
papiers qui agissent ensuite comme source d'allumage secondaire d'une
plus grande intensité.
Lors de l'analyse et de l'évaluation des diverses sources d'allumage pour
des applications impliquant des matériaux plastiques, il convient d'apporter
des réponses aux questions suivantes à partir de statistiques détaillées
sur les incendies:
a) quelle est l'importance des sources d'allumage individuelles dans les
diverses situations de risque d'incendie?
b) Quelle est la part attribuable aux sources d'allumage secondaires?
c) Quelle attention convient-il de prêter aux sources d'allumage secon-
da i res?
d) Quelle est l'importance des différentes sources d'allumage lors des
accidents mortels causés par le feu?
IV
8 IS0
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Les sources d'allumage de laboratoire décrites ci-après sont destinées à
simuler les sources d'allumage réelles qui sont la cause des feux réels
dans lesquels les plastiques sont impliqués. Les sources d'allumage de
laboratoire sont préférées aux sources d'allumage réelles car elles
à une meilleure répétabilité des valeurs dans un même labo-
conduisent
ratoire et à une meilleure reproductibilité entre les différents laboratoires.
Ces sources d'allumage de laboratoire peuvent être utilisées pour déve-
lopper de nouveaux modes opératoires d'essai.
V
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NORME INTERNATIONALE 0 IS0
Plastiques - Essais au feu - Sources d'allumage
nor ma I isées
CE1 695-2-23991, Essais relatifs aux risques du feu
1 Domaine d'application
- Partie 2: Méthodes d'essai - Section 2: Essai au
brûleur-aiguille.
@La présente Norme internationale prescrit une gamme
de sources d'allumage de laboratoire utilisées lors des
CE1 695-2-41:1991, Essais relatifs aux risques du feu
essais au feu sur les plastiques. Ces sources varient
- Partie 2: Méthodes d'essai - Section 4/Feuille 1:
en intensité et en surface d'application. Elles peuvent
flamme d'essai à prémélange de 1 kW nominal et
être utilisées pour simuler l'excès initial de chaleur
guide.
auxquels peuvent être exposés les plastiques dans
certains scénarios de risque d'incendie réel.
CEI 829:1988, Méthodes d'essai pour évaluer
I'allumabilité des matériaux isolants électriques soli-
des soumis à des sources de chaleur constituées de
fils chauffés électriquement.
2 Références normatives
ASTM D 5025-89, Standard specification for a
laboratory burner used for small-scale burning tests
Les normes suivantes contiennent des dispositions
on plastic materials. [Spécification normalisée pour un
qui, par suite de la référence qui en est faite, consti-
brûleur de laboratoire utilisé pour les essais de com-
tuent des dispositions valables pour la présente
bustion à petite échelle des matières plastiques.]
Norme internationale. Au moment de la publication,
les éditions indiquées étaient en vigueur. Toute
ASTM E 84-91a, Test method for surface burning
norme est sujette à révision et les parties prenantes
characteristics of building materials. [Méthode d'essai
odes accords fondés sur la présente Norme internatio-
pour déterminer les caractéristiques de combustion
nale sont invitées à rechercher la possibilité d'appli-
en surface des matériaux pour le bâtiment.]
quer les éditions les plus récentes des normes
indiquées ci-après. Les membres de la CE1 et de I'ISO
BS 5852: 1990, Methods of test for assessment of the
possèdent le registre des Normes internationales en
ignitability of upholstered seating by smouldering and
vigueur à un moment donné.
flaming ignition sources. [Méthodes d'essai pour
évaluer I'allumabilité des matériaux de rembourrage
IS0 5657:1986, Essais au feu - Réaction au feu -
pour sièges à l'aide de feux couvants et de sources
Allumabilité des produits de bâtiment.
avec flammes.]
IS0 81 91 -1 : 1987, Ameublement - Évaluation de
DIN 50051:1977, Prüfung von Werkstoffen -
I'allumabilité des meubles rembourrés - Partie I:
Brennverhalten von Werkstoffen - Brenner. [Essais
Source d'allumage: cigarette en combustion.
de matériaux - Comportement au feu des
matériaux - Brûleur.]
ISO/TR 10353: 1992, Plastiques - Étude des sources
d'allumage utilisées pour les essais au feu nationaux
et internationaux.
3 Définitions
CE1 695-2-1 :1991, Essais relatifs aux risques du feu
Pour les besoins de la présente Norme internationale,
- Partie 2: Méthodes d'essai - Section I: Essai au
fil incandescent et guide. les définitions suivantes s'appliquent.
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3.15 source d'allumage: Source de chaleur utilisée
3.1 flamme persistante: Persistance de flamme sur
pour allumer des matériaux ou des produits combus-
un matériau après retrait de la source d'allumage.
tibles.
3.2 durée de persistance de flamme: Durée pen-
3.16 température d'allumage: Température mini-
dant laquelle un matériau continue à flamber, dans
male d'un matériau à laquelle peut être obtenue une
des conditions d'essai spécifiées, après retrait de la
combustion soutenue dans des conditions d'essai
source d'allumage [appelée également durée de
spécifiées.
flamme(s) résiduelle(s)].
3.17
éclairement énergétique (en un point d'une
3.3 incandescence résiduelle: Combustion avec in-
surface): Quotient du flux énergétique reçu par un
candescence d'un matériau persistant après la dispa-
élément infiniment petit de la surface contenant le
rition des flammes ou, s'il n'y a pas de flammes,
point, par l'aire de cet élément.
après retrait de la source d'allumage.
3.18 temps minimal d'allumage: Durée minimale
3.4 durée d'incandescence résiduelle: Période
d'exposition d'un matériau à une source d'allumage
pendant laquelle l'incandescence persiste sur un ma-
pour obtenir une combustion soutenue, dans des
tériau, dans des conditions d'essai spécifiées, après
conditions d'essai spécifiées.
retrait de la source d'allumage et/ou disparition des
e
flammes.
3.19 source d'allumage primaire: Source d'allu-
mage qui agit directement sur l'éprouvette.
3.5 combustion: Réaction exothermique d'un corps
avec un comburant, généralement accompagnée
3.20 punking: Propagation d'un front de feu cou-
d'une émission de flammes et/ou d'incandescence
vant après retrait de la source d'allumage.
etlou d'émission de fumée.
3.21 source d'allumage secondaire: Source d'ailu-
3.6 facilité d'allumage: Aptitude d'un matériau à
mage n'étant pas directement appliquée sur I'éprou-
être allumé dans des conditions d'essai spécifiées.
vette, l'allumage étant déclenché par un facteur
secondaire.
3.7 surface exposée: Surface du produit soumise
aux conditions thermiques de l'essai.
3.22 allumage soutenu: Après retrait de la source
d'allumage, apparition d'une flamme à la surface d'un
3.8 flamber: Être l'objet d'une combustion en phase
matériau qui persiste pendant au moins 10 s.
gazeuse avec émission de lumière.
3.23 allumage momentané: Après retrait de la
source d'allumage, apparition d'un effet éclair ou de
3.9 particules enflammées: Matière se détachant
flammes ne durant pas 10 s successives.
de l'éprouvette au cours de l'essai, tombant sous le
e
bord inférieur initial de l'éprouvette et continuant à
flamber en tombant.
4 Processus d'allumage
3.10 combustion incandescente: Combustion d'un
4.1 Lorsque les plastiques sont exposés à une
matériau, en phase solide, sans flamme mais avec
source d'énergie thermique, des vapeurs inflamma-
émission de lumière émanant de la zone de combus-
bles peuvent être produites en surface. Dans des
tion.
conditions adéquates (en particulier à des tempéra-
tures élevées), il peut se former une concentration
3.11 allumabilite Mesure de la facilité avec laquelle
critique de vapeurs inflammables et donc, se produire
une éprouvette peut être allumée sous l'influence
un allumage spontané. Si la flamme constitue la seule
d'une source extérieure de chaleur, dans des condi-
source d'énergie présente, ou une source complé-
tions d'essai spécifiées.
mentaire, le processus d'allumage est facilité; ce mé-
canisme est parfois appelé allumage piloté.
3.12 allumer (verbe transitif): Provoquer une com-
bustion.
4.2 Une éprouvette de plastique est considérée
3.13 prendre feu (verbe intransitif): S'allumer avec
comme allumée si des flammes apparaissent à la
ou sans application d'une source externe de chaleur. surface du plastique. L'allumage obtenu au moyen
des sources référencées dans i'ISO/TR 10353 peut
être transitoire ou soutenu.
3.14 allumage: Action d'allumer.
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4.3 Après allumage, certains plastiques en com-
6 Principes expérimentaux
bustion créent des risques d'incendie supplémentai-
res par la formation de particules ou gouttes
6.1
Deux types de sources d'allumage avec flamme
enflammées. Si ces particules tombent sur un maté-
ont été choisis.
un allumage secondaire peut se
riau combustible,
produire et l'incendie s'étendre plus rapidement.
6.1.1 Sources avec flamme de diffusion
Pour obtenir une source avec flamme de diffusion, on
L'application localisée d'une source de chaleur
4.4
fait passer un gaz (généralement du propane, du mé-
sur certains plastiques provoque une combustion
thane ou du butane) dans des tubes en acier inoxy-
incandescente. Dans le cas de certaines mousses
dable sans admission d'air en amont de la base de la
thermoplastiques et de mousses à base de matériaux
flamme.
thermodurcissables, l'application localisée d'une
source de chaleur provoque un phénomène de
NOTE 2 Ces flammes simulent bien les flammes natu-
punking, qui conduit à la production d'un résidu car-
relles mais elles sont souvent instables et ne sont pas faci-
boné.
les à diriger en cas de présentation de la source sous un
angle donné par rapport à l'éprouvette.
O5 Caractéristiques des sources
6.1.2 Sources avec flammes premelangees
d'allumage
Pour obtenir une source avec flammes prémélangées,
on utilise un brûleur à gaz (fonctionnant généralement
5.1 Les principales caractéristiques des sources
au propane, au méthane ou au butane) doté d'orifices
d'allumage et leurs relations avec l'éprouvette peu-
d'admission d'air ou d'un collecteur d'admission d'air.
vent être définies par les facteurs suivants:
NOTES
L'intensité de la source d'allumage. C'est une
3 Les sources avec flammes prémélangées sont plus fa-
mesure de la charge thermique exercée sur
cilement dirigeables que les sources avec flamme de diffu-
l'éprouvette résultant des effets combinés de
sion et mieux adaptées pour certains essais d'assurance
conduction, de convection et de rayonnement
qualité effectués en laboratoire.
causés par la source d'allumage.
4 La flamme des sources avec flammes prémélangées est
L'aire d'incidence de la source d'allumage sur
généralement plus chaude que celle des sources avec
l'éprouvette.
flamme de diffusion.
La durée d'exposition de l'éprouvette et le fait
6.2 II est recommandé (obligatoire pour certaines
qu'il s'agisse d'une exposition continue ou inter-
méthodes d'essai) de toujours régler les brûleurs à
mittente.
gaz à des hauteurs de flammes et/ou débits de gaz
précis. II convient d'effectuer périodiquement des vé-
La présentation de la source d'allumage par rap-
rifications secondaires de la température de la flamme
port à l'éprouvette et le fait qu'elle la touche ou
ou du flux thermique; cependant, il y a lieu que les
non.
critères portant sur ces paramètres ne constituent pas
l'élément essentiel de la méthode de laboratoire. Une
L'orientation de l'éprouvette par rapport à la
fois le brûleur à gaz réglé pour un essai particulier
source d'allumage.
(c'est-à-dire souvent suivant un angle précis par rap-
port à l'éprouvette), il est souhaitable de le laisser
Les conditions de ventilation à proximité de la
dans cette même position pendant toute la série
source d'allumage et de la surface exposée de
d'expériences. II est facile de satisfaire à cet objectif
l'éprouvette.
s'il suffit à l'opérateur de maintenir un débit de gaz
constant vers le brûleur.
5.2 Les sources d'allumage décrites dans l'article 7
fournissent une plage d'intensités et de surfaces
6.3 Les brûleurs à gaz sont raccordés à I'alimen-
d'application devant être utilisée dans le cadre des
tation de gaz par des conduites flexibles par I'inter-
essais au feu auxquels sont soumis les plastiques.
médiaire d'un régulateur de bouteille donnant une
pression de sortie déterminée, d'une vanne ((tout ou
NOTE 1 Les facteurs c) à f) peuvent être déterminés une
rien)), d'une vanne de réglage précise et d'un débit-
fois que les conditions spécifiques d'essai au feu ont été
mètre.
définies.
0 IS0
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7.2 Source d'allumage P/SMI
6.4 Des difficultés peuvent parfois survenir en ce
qui concerne l'alimentation et le mesurage du butane
ou du propane lorsque les bouteilles doivent être sto-
ckées dans un environnement plus froid que les
conditions d'essai définies et/ou à une certaine dis-
tance de l'appareillage d'essai. Dans ces cas précis,
7.2.1 Cette source représente l'exemple type de la
il est important de prévoir une longueur suffisante de
cigarette commune qui est connue pour être la cause
flexible dans l'environnement contrôlé (15 "C à
d'un grand nombre d'incendies impliquant des meu-
30 OC) pour que le gaz puisse s'équilibrer à la tempé-
bles rembourrés et la literie, telle que décrite dans
rature requise avant de mesurer le débit.
I'ISO 8191-1, On utilise une cigarette (sans filtre) non
écrasée conforme aux exigences suivantes:
NOTE 5 Pour faciliter l'obtention de cet équilibre, il est
possible de faire passer le gaz (avant de mesurer le débit)
70 mm & 4 mm
Longueur:
dans un tube métallique immergé dans de l'eau maintenue
à 25 OC.
Diamètre: 8,O mm I0,5 mm
Masse: l,o g f 0,l g
6.5 Il importe d'apporter le plus grand soin au me-
12,O min/50 mm f 3,O min/50 m
Vitesse de feu
surage et au réglage du débit de gaz. Les débitmètres
couvant:
à lecture directe, même ceux ayant fait l'objet d'un
étalonnage direct pour le gaz utilisé, doivent être vé-
rifiés lors de l'installation initiale, avant emploi et à in-
tervalles réguliers pendant les essais à l'aide d'une
méthode permettant de mesurer avec précision le
débit absolu du gaz au niveau du tube du brûleur.
7.2.2 La vitesse de feu couvant est contrôlée sur un
échantillon prélevé sur chaque lot de 10 cigarettes et
NOTE 6 L'une des façons d'y parvenir consiste à raccor-
utilisé comme suit:
der le tube du brûleur au moyen d'une courte position de
tube (d'environ 7 mm de diamètre intérieur) à un débitmètre
Conditionner la cigarette immédiatement avant
à bulle de savon. Le temps de passage du ménisque de la
l'essai pendant 72 h dans les conditions am-
bulle de savon dans un tube de verre (par exemple une bu-
biantes de la salle d'essai et pendant au moins
rette graduée) donne la mesure absolue du débit. Des van-
16 h dans une atmosphère caractérisée par une
nes de contrôle précises, pouvant être préréglées à l'un des
débits de gaz souhaités avec des dispositifs simples per- température de 20 OC f 5 "C et une humidité re-
mettant de passer d'un débit à l'autre, se sont également
lative de (50 & 20) %.
avérées efficaces.
Apposer un marquage sur la cigarette à 5 mm et
à 55 mm de l'extrémité à allumer.
7 Sources d'allumage
Allumer la cigarette et aspirer l'air jusqu'à ce que
7.1 Généralités
la pointe devienne nettement incandescente. Lors
de cette opération, il ne faut pas que la cigarette
La classification des sources d'allumage pouvant être
se consume sur plus de 3 mm.
utilisées dans le cadre des essais effectués sur les
plastiques est donnée dans le tableau 1. Pour chaque
Embrocher la cigarette dans une atmosphère
classe, on indique s'il s'agit d'une source d'allumage
exempte de courant d'air sur une broche horizon-
primaire ou secondaire en utilisant le préfixe «P» pour
tale en fil métallique pénétrant dans l'extrémité
primaire, et «S» pour secondaire.
non allumée de la cigarette sur une longueur ne
NOTES dépassant pas 13 mm.
7 Lorsqu'une valeur correspondant au flux thermique est
Noter le temps nécessaire pour que le feu cou-
associée à l'une des sources suivantes, il représente le flux
vant parcoure la distance qui sépare les marques
thermique mesuré au point de la surface en contact avec la
situées à 5 rnm et 55 mm.
flamme.
8 Lorsqu'une aire de contact est associée à l'une des
sources suivantes, elle représente la surface couverte par
la flamme lorsque le bord le plus proche de l'orifice du brû-
leur se situe à 5 mm d'une surface verticale plane.
~ ~~-
IS0 10093:1994(F)
Tableau 1 - Classification des sources d'allumage
Classe Type Exemples
SM Feu couvant Cigarette
E Électricité
Fil surchauffé; arcs
DF Flamme de diffusion Alumette; bougie
PF Flammes prémélangées Brûleur de laboratoire; lampe à braser
C Bûcher
Bois; vieux papiers
R Rayonnant sans contact Radiateur électrique; chaleur rayonnante d'un in-
cendie accidentel naissant ou établi
7.3 Source d'allumage P/E1 7.4.2 Les essais d'allumage au fil chauffant sont ef-
fectués sur des éprouvettes en forme de barreau, qui
ont normalement une longueur de 127 mm, une lar-
7.3.1 Cette source d'allumage, référencée dans la
geur de 12,7 mm et une épaisseur de 1,6 mm,
CE1 695-2-1, est appelée «fil incandescent)). Elle si-
32 mm ou 6,4 mrn. Les éprouvettes sont entourées
mule la surchauffe de fils électriques, utilisés en par-
de cinq tours de fil de chrome-nickel (80 % de nickel,
0 ticulier dans les équipements électriques,
en
20 % de chrome) de 0,55 mm d'épaisseur, avec un
chauffant le fil incandescent jusqu'à l'une des tempé-
écartement de 6,4 mm entre chaque tour. L'appa-
ratures d'essai suivantes:
reillage d'essai et la source d'allumage sont repré-
sentés à la figure2.
550 "C f 10 "C
650 "C f 10 "C 7.4.3 L'éprouvette est soumise à l'essai en position
horizontale en chauffant électriquement le fil de sorte
750 "C f 10 "C
qu'il dissipe 0,26 W par millimètre de longueur. Le fil
est alors à une température d'environ 930 OC.
850 OC f 15 OC
7.5 Source d'allumage P/DFI
960 "C f 15 "C
7.5.1 Cette source d'allumage, décrite dans la
7.3.2 Le fil incandescent et la source d'allumage
CE1 695-2-2, est un brûleur-aiguille qui produit une
sont représentés à la figurel. Le fil incandescent
flamme de diffusion de faible intensité et de surface
proprement dit est constitué d'une boucle de fil de
limitée. Elle peut être utilisée pour simuler l'effet de
nickel/chrome (80/20) de 4 mm de diamètre nominal.
petites flammes résultant de défaillances à l'intérieur
d'un équipement électrique.
7.3.3 La température du fil incandescent est mesu-
rée au moyen d'un thermocouple de fil NiCrlNiAl fin
7.5.2 Le brûleur-aiguille est constitué d'une portion
gainé ayant un diamètre extérieur nominal de
de tube hypodermique en acier inoxydable dont I'ex-
0,5 mm.
trémité biseautée a été sectionnée. Ce
...