Annexe A2 - Essais pour la détermination de la chaleur de combustion mobilisable

La séquence suivante doit être réalisée :

1. Mesure du pouvoir calorifique supérieur PCS₁ (MJ/kg) du matériau concerné. La masse volumique du matériau ρ₁ en kg/m³ est fournie par le demandeur de l'essai.

2. Réalisation d'un essai suivant le programme thermique normalisé durant ½ heure, sur une éprouvette de dimensions 0,30 × 0,40 mètre et d'épaisseur e₀ mètre. Cette épaisseur e₀ est déterminée par le laboratoire sur proposition du demandeur. Elle tient compte de la nature du matériau et des différentes épaisseurs utilisées. Elle est choisie pour que l'épaisseur résiduelle e3 soit au moins de 5 mm ou qu'elle permette l'application de la formule du point 4.

3. A l'issue de la ½ heure d'exposition, extinction rapide au CO₂ et refroidissement de l'éprouvette.

En fonction du comportement du matériau examiné pendant l'essai, on distingue deux cas qui vont influer sur le mode de détermination de la quantité de chaleur mobilisable :

- cas 1 : le matériau ne s'est pas déformé et comporte une épaisseur partielle non endommagée ;

- cas 2 : le matériau s'est déformé et il est impossible de distinguer entre partie endommagée et partie non endommagée.

Cas 1 :

1. L'éprouvette est brossée sur la face exposée pour éliminer la partie du matériau totalement carbonisée.

2. Mesure des épaisseurs e₂ (m) et e₃ (m) (voir figure 1) après une coupe orthogonale aux deux faces principales dans l'axe longitudinal de l'éprouvette :

e₃ épaisseur de l'éprouvette non endommagée par le feu ;

e₂ épaisseur moyenne endommagée par le feu ;

e₁ épaisseur du matériau solide disparu pendant l'essai ou éliminé par brossage après l'essai (car non adhérente à e₂).

Figure 1

3. Détermination de la masse volumique du matériau endommagé d'épaisseur e₂ (m) par prélèvement d'un élément de surface de 0,01 m², soit ρ₂ (kg/m³).

4. Mesure du pouvoir calorifique supérieur du matériau endommagé PCS₂ (MJ/kg).

La chaleur de combustion mobilisable pour 1 kg de matériau est :

CCM = [ρ₁(e₀ - e₃) × PCS₁ - ρ₂e₂ × PCS₂]/ρ₁e₀ (MJ/kg) :

Cas 2 :

1. Broyage et pesage de l'intégralité de l'éprouvette.

2. Mesure du pouvoir calorifique supérieur PCS₂ (MJ/kg) et de la masse volumique ρ₂ (kg/m³) du matériau broyé. Ce matériau résiduel est placé dans un caisson de dimensions 0,4 × 0,3 (m) afin de déterminer l'épaisseur résiduelle conventionnelle er utilisée dans la formule ci-dessous.

3. La chaleur de combustion mobilisable pour 1 kg de matériau est :

CCM = PCS₁ - (ρ₂e₁/ρ₁e₀) × PCS₂ (MJ/kg).