Actualités - Résumé des normes d'évaluation et de test des retardateurs de flamme

Concept de classification de résistance au feu

Les essais de résistance au feu sont une méthode utilisée pour évaluer la capacité d'un matériau à résister à la propagation des flammes. Les normes courantes incluent UL94, IEC 60695-11-10 et GB/T 5169.16. Dans la norme UL94,Essai d'inflammabilité des matériaux plastiques destinés aux pièces d'appareils et de dispositifs, les indices de résistance au feu sont classés en 12 niveaux en fonction de la rigueur du test et de l'application : HB, V-2, V-1, V-0, 5VA, 5VB, VTM-0, VTM-1, VTM-2, HBF, HF1 et HF2.

Généralement, les indices de résistance au feu couramment utilisés vont de V-0 à V-2, V-0 indiquant la meilleure performance en matière de résistance au feu.

1.1 Définitions des quatre classes de résistance au feu

HB (Combustion horizontale) :
L'indice HB indique que le matériau brûle lentement mais ne s'éteint pas de lui-même. Il s'agit du niveau le plus bas de la norme UL94 et il est généralement utilisé lorsque les méthodes d'essai verticales (V-0, V-1 ou V-2) ne sont pas applicables.

V-2 (Combustion verticale – Niveau 2) :
La classification V-2 signifie que le matériau a subi deux tests de flamme verticale de 10 secondes. Après extinction de la flamme, la durée de combustion du matériau ne dépasse pas 30 secondes et il peut enflammer du coton placé à 30 cm en dessous. Toutefois, la flamme ne doit pas se propager au-delà de la ligne marquée.

V-1 (Combustion verticale – Niveau 1) :
La classification V-1 signifie que le matériau a subi deux tests de flamme verticale de 10 secondes. Après extinction de la flamme, la durée de combustion du matériau ne doit pas excéder 30 secondes et la flamme ne doit pas se propager au-delà du trait marqué ni enflammer du coton placé à 30 cm en dessous.

V-0 (Combustion verticale – Niveau 0) :
La classification V-0 signifie que le matériau a subi deux tests de flamme verticale de 10 secondes. Après extinction de la flamme, la durée de combustion du matériau ne doit pas excéder 10 secondes et la flamme ne doit pas se propager au-delà du trait marqué ni enflammer du coton placé à 30 cm en dessous.

1.2 Introduction aux autres classifications de résistance au feu

5VA et 5VB appartiennent à la classification des tests de combustion verticale utilisant une flamme de test de 500 W (hauteur de flamme de 125 mm).

5VA (Combustion verticale – Niveau 5VA) :
La classification 5VA de la norme UL94 indique qu'après l'extinction de la flamme, la combustion du matériau ne doit pas excéder 60 secondes, que la flamme ne doit pas se propager au-delà de la ligne marquée et que les éventuelles gouttes de flamme ne doivent pas durer plus de 60 secondes.

5VB (Gravure verticale – Niveau 5VB) :
La classification 5VB est similaire à la classification 5VA, avec les mêmes critères en matière de durée de combustion et de propagation de la flamme.

VTM-0, VTM-1, VTM-2 sont des classifications pour les matériaux minces (épaisseur < 0,025 mm) dans les tests de combustion verticale (hauteur de flamme de 20 mm), applicables aux films plastiques.

VTM-0 (Cuisson verticale sur plateau – Niveau 0) :
La classification VTM-0 signifie qu'après l'extinction de la flamme, la durée de combustion du matériau ne dépasse pas 10 secondes et que la flamme ne doit pas se propager au-delà de la ligne marquée.

VTM-1 (Cuisson verticale sur plateau – Niveau 1) :
La classification VTM-1 signifie qu'après l'extinction de la flamme, la durée de combustion du matériau ne dépasse pas 30 secondes et que la flamme ne doit pas se propager au-delà de la ligne marquée.

VTM-2 (Cuisson verticale sur plateau – Niveau 2) :
La classification VTM-2 a les mêmes critères que la VTM-1.

HBF, HF1, HF2 sont des classifications pour les tests de combustion horizontale sur des matériaux expansés (hauteur de flamme de 38 mm).

HBF (Matériau expansé à combustion horizontale) :
La classification HBF signifie que la vitesse de combustion du matériau expansé ne dépasse pas 40 mm/min et que la flamme doit s'éteindre avant d'atteindre la ligne marquée de 125 mm.

HF-1 (Combustion horizontale – Niveau 1) :
La classification HF-1 signifie qu'après l'extinction de la flamme, la durée de combustion du matériau ne dépasse pas 5 secondes et que la flamme ne doit pas se propager au-delà de la ligne marquée.

HF-2 (Combustion horizontale – Niveau 2) :
La classification HF-2 signifie qu'après l'extinction de la flamme, la durée de combustion du matériau ne dépasse pas 10 secondes et que la flamme ne doit pas se propager au-delà de la ligne marquée.

Objectif des tests de résistance au feu

Les objectifs des tests de résistance au feu sont les suivants :

2.1 Évaluation des performances de combustion des matériaux

Déterminer la vitesse de combustion d'un matériau, la propagation des flammes et la propagation du feu en conditions d'incendie permet d'évaluer sa sécurité, sa fiabilité et son adéquation aux applications résistantes au feu.

2.2 Détermination de la capacité ignifuge

Les tests permettent d'identifier la capacité d'un matériau à freiner la propagation des flammes lorsqu'il est exposé à une source d'incendie, ce qui est crucial pour prévenir l'aggravation du feu et minimiser les dommages.

2.3 Guide pour le choix et l'utilisation des matériaux

En comparant les propriétés ignifuges de différents matériaux, les tests permettent de sélectionner les matériaux appropriés pour la construction, les transports, l'électronique et d'autres domaines afin d'améliorer la sécurité incendie.

2.4 Conformité aux réglementations et aux normes

Les tests de résistance au feu sont souvent réalisés conformément aux réglementations nationales ou sectorielles. Ils garantissent que les matériaux répondent aux exigences de sécurité et de conformité pour des applications spécifiques.

En résumé, les tests d'évaluation de la résistance au feu fournissent des données essentielles pour la sélection des matériaux, l'amélioration de la sécurité incendie et la conformité réglementaire en évaluant le comportement à la combustion et la résistance aux flammes.

Normes de référence

UL94 :Essai d'inflammabilité des matériaux plastiques destinés aux pièces d'appareils et de dispositifs
CEI 60695-11-10:2013 : *Essais de risque d’incendie – Partie 11-10 : Flammes d’essai – Méthodes d’essai de flamme horizontale et verticale de 50 W*
GB/T 5169.16-2017 : *Essais de risque d’incendie pour les produits électriques et électroniques – Partie 16 : Flammes d’essai – Méthodes d’essai de flamme horizontale et verticale de 50 W*

Méthodes d'essai pour HB, V-2, V-1 et V-0

4.1 Combustion horizontale (HB)

4.1.1 Exigences d'échantillonnage

Forme : Feuilles (découpées, coulées, extrudées, etc.) aux bords lisses, aux surfaces propres et à la densité uniforme.
Dimensions : 125 ± 5 mm (longueur) × 13 ± 0,5 mm (largeur). Épaisseur minimale requise : 3 mm, sauf si l’épaisseur dépasse 3 mm. Épaisseur maximale : ≤ 13 mm, largeur : ≤ 13,5 mm, rayon des angles : ≤ 1,3 mm.
Variantes : Échantillons représentatifs pour différentes couleurs/densités.
Quantité : Minimum 2 lots, 3 échantillons par lot.

4.1.2 Procédure de test

Marquage : lignes de 25±1 mm et 100±1 mm.
Serrage : Tenir près de l'extrémité de 100 mm, horizontalement dans le sens de la longueur, 45°±2° dans le sens de la largeur, avec un treillis métallique 100±1 mm en dessous.
Flamme : débit de méthane 105 ml/min, contre-pression 10 mm de colonne d'eau, hauteur de flamme 20 ± 1 mm.
Allumage : Appliquer la flamme à 45° pendant 30±1s ou jusqu'à ce que la combustion atteigne 25 mm.
Chronométrage : Enregistrez le temps et la longueur brûlée (L) de 25 mm à 100 mm.
Calcul : Vitesse de combustion (V) = 60L/t (mm/min).

4.1.3 Enregistrements de test

Que la flamme atteigne 25±1 mm ou 100±1 mm.
Longueur brûlée (L) et temps (t) entre 25 mm et 100 mm.
Si la flamme dépasse 100 mm, enregistrez le temps de 25 mm à 100 mm.
Vitesse de combustion calculée.

4.1.4 Critères d'évaluation HB

Pour une épaisseur de 3 à 13 mm : vitesse de combustion ≤ 40 mm/min sur une portée de 75 mm.
Pour une épaisseur <3 mm : vitesse de combustion ≤75 mm/min sur une portée de 75 mm.
La flamme doit s'arrêter avant 100 mm.

4.2 Combustion verticale (V-2, V-1, V-0)

4.2.1 Exigences d'échantillonnage

Forme : Feuilles aux bords lisses, aux surfaces propres et à la densité uniforme.
Dimensions : 125 ± 5 mm × 13,0 ± 0,5 mm. Fournir des échantillons d'épaisseur minimale/maximale ; si les résultats diffèrent, des échantillons intermédiaires (étendue ≤ 3,2 mm) sont nécessaires.
Variantes : Échantillons représentatifs pour différentes couleurs/densités.
Quantité : Minimum 2 lots, 5 échantillons par lot.

4.2.2 Conditionnement des échantillons

Norme : 23±2°C, 50±5% HR pendant 48h ; test dans les 30 min après le retrait.
Four : 70±1°C pendant ≥168h, puis refroidissement dans un dessiccateur pendant ≥4h ; tester dans les 30 min.

4.2.3 Procédure de test

Serrage : Maintenir le haut à 6 mm, orientation verticale, le bas à 300 ± 10 mm au-dessus du coton (0,08 g, 50 × 50 mm, ≤ 6 mm d'épaisseur).
Flamme : débit de méthane 105 ml/min, contre-pression 10 mm de colonne d'eau, hauteur de flamme 20 ± 1 mm.
Allumage : Appliquer la flamme sur le bord inférieur de l’échantillon (à une distance de 10 ± 1 mm) pendant 10 ± 0,5 s. Ajuster si l’échantillon se déforme.
Chronométrage : Enregistrez la post-flamme (t1) après la première allumage, réappliquez la flamme pendant 10±0,5 s, puis enregistrez la post-flamme (t2) et la post-lueur (t3).
Remarques : En cas de coulures, incliner le brûleur à 45°. Ne pas tenir compte des échantillons si la flamme s’éteint en raison d’une émission de gaz.