Un bon fonctionnement des dispositifs de sécurité et une protection contre l'incendie professionnelle sont incontournables dans les bâtiments où beaucoup de gens se rassemblent, p.ex. des immeubles de bureaux, des grands magasins, des hôpitaux et des stations. Des tunnels, des garages de stationnement et des centrales nucléaires nécessitent en outre des précautions particulières, de sorte que tout ce qui porte sur la sécurité, même en cas d'incendie, continue à fonctionner de manière fiable. Les câbles à basse tension occupent ainsi un rôle central important.
Chaque fois qu'il y a eu un incendie dans un bâtiment ou dans un tunnel, des discussions éclatent à nouveau sur la façon dont de tels incidents peuvent être évités à l'avenir ou comment les effets d'un incendie peuvent être réduits le plus petit possible. Ceci implique un rôle important pour des canalisations électriques. Ceux-ci devraient être conçus de manière qu'ils maintiennent assez longtemps les dispositifs de sécurité installés et qu’ils évitent ou au moins qu’ils réduisent des dommages à la santé ou au matériel. Par conséquent, tous les câbles de sécurité sont exemptes d'halogènes, ont une faible émission de fumée et retardent la propagation de la flamme. Les câbles de sécurité de haute qualité présentent ainsi une propagation de feu définie et limitée (p. ex. selon la NBN EN/IEC 60332-3) pour contrarier l’effet de mèche – la propagation du feu par un câble. Outre ces exigences matérielles pures, les câbles de sécurité doivent également répondre en particulier aux paramètres électriques. Pour ce but, deux normes et méthodes d'essai complètement différentes ont été développées.
Classification des canalisations électriques
Les canalisations électriques sont classées du point de vue de leur comportement au feu suivant 3 catégories, à savoir la réaction primaire et secondaire au feu et la résistance au feu. En substance, il se agit de «feu», de «fumée» et de «fonctionnement». La propagation du «feu» doit être évitée, la limitation de la "fumée" toxique et obstructive donne de meilleures chances d'évacuation et le «fonctionnement» des systèmes critiques de sécurité doit être garanti. La détermination des caractéristiques des câbles pour certaines situations dépend d’une part des influences externes, d'autre part d’une évaluation des risques et / ou des exigences réglementaires. Malgré le fait que parfois nous devrons combiner plusieurs caractéristiques, il est important de savoir que ces trois caractéristiques principales sont indépendantes les unes des autres car elles ont chacune des besoins différents que nécessitent leurs caractéristiques. Chacune de ces caractéristiques est constituée de deux sous-catégories. La réaction primaire au feu ‘F’(Flame Spread) se compose de F1 (auto-extinguible) et de F2 (non propagateur de la flamme), la réaction secondaire au feu ‘S’(Smoke) se compose de ‘SA’(smoke acidity) en ‘SD’(smoke density).
Les gaz de combustion des câbles avec une caractéristique SA ne sont pas corrosifs, avec SD ils ne sont pas opaques (pas de détérioration de la visibilité). La dernière catégorie «FR» signifie ‘Fire Resistance’ ou résistance au feu. FR1 désigne le maintien de l’isolation, c.à.d. les vieux câbles 'F3' qui n’ont été testés que par un test de laboratoire simple. FR2 ou maintien de la fonction implique un test qui permet de tester les câbles et leurs suspensions en des conditions qui sont plus réelles. En testant l’ensemble – le câble avec sa suspension et sa fixation – on peut s’assurer que tous les composants continueront de fonctionner et de maintenir leur fonction lors d'un incendie. Compte tenu que c’est toujours le maillon le plus faible qui fait rompre la chaîne, un test individuel de chacun de ces composants n'a pas de sens. Pour pouvoir parler du maintien de la fonction, toutes les pièces individuelles doivent pouvoir résister au feu, pendant un certain temps, comme un ensemble et doivent maintenir leur fonction.
Le maintien de l’isolation FR1 (F3/FE/PH) pour des câbles
Par le test sur le maintien de l’isolation – souvent selon la NBN EN/IEC 60331 – on examine le temps pendant lequel une canalisation déchargée mécaniquement maintient une capacité d’isolation minimale sous l'action de flammes. Dans cette procédure d'essai normalisée, un seul câble est placé dans une configuration de laboratoire ouverte et connecté électriquement. Le brûleur met l'échantillon à examiner dans des flammes de 750 degrés Celsius sur une longueur de 50 centimètres. Si après la durée de l'essai - généralement 180 minutes - l'électricité circule encore toujours et aucun court-circuit ne s’est produit, le câble a réussi le test et il obtient la classification FR1 (maintien de l'isolation, voir l'art de RGIE. 104). Ces câbles sont également connus dans le passé sous le nom 'F3’.
Le test selon la norme EN 50200 est très semblable à l'essai selon la norme EN / IEC 60331. La température d'essai est maintenue entre 830 et 870 degrés Celsius. En outre, la plaque verticale sur laquelle le câble est fixé, est secouée toutes les cinq minutes. Si après la durée de l'essai - généralement 90 minutes - l'électricité circule encore toujours et aucun court-circuit ni interruption ne s’est produit, le câble a réussi le test et il obtient la classification PH90. Ce test n’est valable que pour les câbles avec un diamètre maximum de 20 millimètres et une section maximale de 2,5 mm² pour les conducteurs. Des diamètres de câble plus grands sont testés selon la norme EN 50362.
Malgré le fait que le courant RGIE n’impose nulle part l'exigence du maintien de l’isolation FR1, on peut néanmoins la trouver dans les dispositions de certaines exigences réglementaires, comme p.ex. dans la « Réglementation de la protection contre l'incendie et la panique dans les hôpitaux ». Cette législation est connue comme la loi hospitalière de '79. Elle stipule explicitement que l'isolation thermique des canalisations (installations de sécurité) doit assurer son fonctionnement pendant au moins deux heures. Cette exigence de maintien de l'isolation (FR1) ne doit pas être confondue avec le maintien de la fonction (FR2) de 2 heures. Garantir un maintien de l'isolation de 2 heures était encore un défi dans l'année '79, le concept du maintien de la fonction (FR2) n’étant inventé que dans les années ‘90. Concrètement, cela signifie que les câbles qui alimentent les installations vitales dans les hôpitaux doivent répondre aux spécifications suivantes: un maintien de l'isolation (FR1) de 2 heures (PH120) et un maintien de la fonction (FR2) d’au moins une heure (E60) selon le RGIE.
L’ essai purement statique sur le maintien de l'isolation est un bon test de dureté que seuls les câbles constitués des meilleurs matériaux peuvent supporter. Cependant, ces conditions d'essai ne se présentent pas dans la pratique - un véritable incendie. Par conséquent, des conclusions sur la nature réelle de l’aspect isolation sont impossibles en cas d'un incendie. On ne peut pas juger ou garantir, sur base de ces procédures d'essai, si ces câbles continueront à fonctionner dans un incendie réel.
Maintien de la fonction FR2 (E) pour des installations de câbles
Contrairement au cas du maintien de l'isolation, le test du maintien de la fonction (selon la norme DIN 4102-12) ne porte pas sur un objet testé individuellement mais sur l'installation de câble dans son ensemble. En analogie avec les essais existants de longue date pour les produits de construction tels que les portes, les fenêtres et les planchers, ce test est basé sur la courbe normalisée de température-temps selon la norme internationale ISO 834, qui simule l'évolution dans le temps de la température du feu comme pour un vrai feu dans des espaces clos (de compartimentage). Par ce test, une sélection représentative du portfolio du câble ainsi que la structure de support et d'ancrage est testée. En outre le montage se fait avec une distance de fixation maximale et avec une charge maximale pour le système de support, si nécessaire avec des poids supplémentaires. Comme dans le cas d’un vrai feu on atteint pendant l’essais les extrêmes, correspondant aux charges thermiques et mécaniques qui se produisent dans la pratique. Ce test met à l’épreuve les câbles (et leur support) beaucoup plus que l’essais pour le maintien de l’isolation. La norme sur le maintien de la fonction, DIN 4102-12, nécessite qu’il y a une longueur d'essai de 3 mètres au minimum, qu’il y a chaque fois deux objets de test sur le même système de support et que l’ensemble passe le test. Si après 60 minutes l'électricité circule encore toujours et aucun court-circuit ou interruption ne s’est produit, le câble et le système de support reçoivent ensemble la classification E60 (et E90 après 90 minutes,…). Ce test pour le maintien de la fonction, orienté vers la pratique, impose des exigences très élevées mais réalistes sur les câbles et les systèmes de support. On ne peut donc que sur base de ce test de système unique tirer des conclusions sur le comportement dans un vrai feu pour l'installation du câble dans son ensemble. Des tests séparés sur des matériaux individuels ne sont pas des tests de système et sont incompatibles avec les principes du maintien de la fonction. Il importe de tenir compte de l'ensemble de l'installation du câble, constitué du câble ou de la canalisation ainsi que des systèmes de support ou de fixation.
Le maintien de la fonction FR2 en Belgique
Dans le passé, les exigences en matière du maintien de la fonction étaient souvent appliquées uniquement aux câbles, et les systèmes de fixation tout aussi important étaient ignorés. Mais en cas de feu des systèmes de support de câble surchargés ou inadaptés sont inadéquats après déjà quelques minutes. Les charges mécaniques augmentées ainsi sur les câbles avec maintien de la fonction conduisent aux court-circuites ou ruptures dans la provision de l’alimentation de sécurité. Par la présente le niveau de sécurité souhaité n’est pas atteint et une sécurité trompeuse s’installe.
L'article 104 du RGIE (Règlement général sur les Installations électriques) amendé en 2013 prévoit spécifiquement pour le maintien de la fonction FR2 : porte sur un essai qui permet d’apprécier la durée pendant laquelle le maintien de la fonction électrique est assuré (câble testé avec support et fixation). Des systèmes de câble (les câbles et leur support) conforme à la DIN 4012-12 satisfont à toutes les dispositions légales pour assurer le maintien de la fonction des circuits/systèmes vitaux.
