Recherche sur la protection contre les incendies : Des matériaux qui résistent au feu

Quand parle-t-on de matériaux difficilement inflammables et quand parle-t-on de matériaux non inflammables ?

Les termes « difficilement inflammable » et « ininflammable » sont souvent confondus, mais ils ont des significations très différentes. Les matériaux difficilement inflammables sont en principe combustibles, mais ne s'enflamment que difficilement. Cela retarde la propagation des incendies et laisse plus de temps pour l'évacuation des personnes et l'arrivée des pompiers. Les matériaux difficilement inflammables sont généralement des matériaux organiques. Certains le sont de manière inhérente, d'autres sont rendus difficilement inflammables, par exemple par des additifs, des imprégnations ou des revêtements. Les matériaux ininflammables, en revanche, sont généralement inorganiques, comme les pierres, le ciment, les métaux, les céramiques et le verre. Ils sont considérés comme ignifuges et offrent une excellente protection contre les incendies.

Où faut-il des matériaux ignifuges ?

Partout où des personnes se déplacent en public et où il y a un risque d'incendie, il faut une protection contre l'incendie : dans les immeubles de bureaux, les théâtres, les stades, les hôpitaux, etc. Le bâtiment lui-même ne doit pas être le seul à être difficilement inflammable, mais aussi le mobilier et l'aménagement intérieur. Les matériaux ignifuges sont également demandés dans les trains et les avions ainsi que dans l'industrie. En outre, les vêtements de protection pour les pompiers, la police, l'armée ainsi que certains secteurs industriels doivent bien entendu être difficilement inflammables.

Quels matériaux de protection contre l'incendie l'Empa développe-t-il ?

Dans mon groupe de recherche, nous nous occupons de matériaux organiques. Nous avons ainsi déjà développé des revêtements pour le bois et des additifs pour les matériaux dérivés du bois. Un autre point fort est constitué par les polymères difficilement inflammables, par exemple les mousses de polyuréthane, les fibres de polyester ou la résine époxy. Ils sont utilisés dans les endroits les plus divers, par exemple dans la construction, les transports et l'aménagement intérieur. D'autres groupes de recherche de l'Empa travaillent sur d'autres matériaux à base de bois ignifuges ainsi que sur des matériaux inorganiques ininflammables. Et pour aider les forces d'intervention dans la lutte contre les incendies, nous développons également à l'Empa des vêtements de protection efficaces et un « FireDrone » résistant à la chaleur.

Quels sont les défis à relever dans le développement de matériaux ignifuges ?

Il y a des défis techniques, économiques et écologiques. Sans parler de la protection contre l'incendie, chaque nouveau matériau doit remplir l'objectif pour lequel il a été conçu. Si l'on rend un matériau difficilement inflammable, on modifie toujours d'autres propriétés. Il peut arriver que l'on améliore le comportement au feu, mais que l'on détériore la résistance aux intempéries ou la rigidité - ou que l'on rende le matériau plus difficile à travailler.

Dans ce cas, le nouveau matériau doit être inoffensif pour l'homme et l'environnement. Le processus de fabrication devrait lui aussi avoir un impact minimal sur l'environnement, en renonçant par exemple à certains solvants. Et enfin, l'ensemble doit bien sûr être économique, c'est-à-dire ne pas coûter trop cher. Lors du développement de matériaux difficilement inflammables, nous nous trouvons à la croisée de ces trois facteurs. Pour trouver la meilleure solution, nous devons comprendre et prendre en compte l'application exacte du matériau.

Vers le communiqué de presse

Des projets solides

© Empa

Les chercheurs de l'Empa développent le FireDrone (1), capable de résister à des températures extrêmes, des composites recyclables destinés aux avions et aux trains (2), des matériaux à base de bois ignifugés à l'aide d'enzymes de melon (3), des isolants acoustiques légers et résistants au feu (4) ainsi que des vêtements de protection pour les pompiers (5).

1. Le drone qui résiste à la chaleur extrême

© Empa

Les pompiers et les inspecteurs industriels doivent souvent travailler dans des conditions extrêmes, que ce soit pour évaluer les dangers, localiser les victimes ou inspecter les infrastructures. Le « FireDrone » doit être le premier drone à fournir des données en temps réel, même à des températures extrêmes, dans des zones à haut risque, trop dangereuses pour les hommes et les drones traditionnels. Développé à l'Empa et repris par une spin-off, la nouvelle génération de drone combine une isolation en aérogel de polyimide résistant à la chaleur avec une robotique proche de la pratique.

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2. Matériaux composites recyclables pour les trains et les avions

© Empa

Les avions et les trains de passagers sont soumis à des exigences strictes en matière de protection contre les incendies - et doivent en même temps être mécaniquement robustes et aussi légers que possible. Les matériaux composites renforcés de fibres de verre et de carbone répondent à ces exigences - mais ne sont guère recyclables jusqu'à présent. Des chercheurs de l'Empa ont réussi à fabriquer une nouvelle résine époxy qui est à la fois difficilement inflammable et recyclable. Dans le cadre d'un projet Innosuisse avec l'entreprise suisse Elantas, ils travaillent maintenant à la commercialisation de ce matériau.

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3. Matériaux composites recyclables pour les trains et les avions

© Ronny Kürsteiner / R. Kürsteiner et al. Chem Circularity 2026

Ce qui finit aujourd'hui le plus souvent dans le fourneau pourrait demain protéger des maisons. Des chercheurs de l'Empa et de l'ETH Zurich ont trouvé un moyen de transformer la sciure de bois en un matériau hybride plus difficilement inflammable à l'aide d'un liant minéral cristallin. Pour parvenir à une liaison solide grâce à une cristallisation contrôlée, ils ont utilisé une enzyme extraite des pépins de pastèque. Le nouveau matériau de construction est ainsi non seulement robuste et ignifuge, mais il est également recyclable.

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4. Des insonorisants filigranes et résistants au feu

© Empa

Mince, sur mesure et incombustible : des chercheurs de l'Empa ont développé, en collaboration avec l'entreprise de Cavis, de nouveaux types d'absorbeurs de bruit en mousses minérales. Non seulement ils sont nettement plus minces que les matériaux traditionnels, mais ils peuvent aussi être conçus de manière ciblée pour différentes plages de fréquences. Comme ils sont presque entièrement fabriqués à partir de plâtre ou de ciment, ils ne sont pas inflammables et ne dégagent pas de gaz toxiques ou de particules nocives.

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5. Vêtements de protection pour la lutte contre l'incendie

© Empa

Les pompiers doivent être performants dans les zones dangereuses. Les chercheurs de l'Empa travaillent donc à réduire l'exposition au rayonnement thermique extérieur et au dégagement de vapeur à l'intérieur des vêtements de protection. Les mannequins intelligents et les jumeaux numériques sont des « partenaires de recherche » importants à cet égard. Outre les textiles isolants et thermo-réfléchissants, des systèmes d'alerte précoce intégrés sont développés pour informer en temps réel sur l'exposition et permettre des prédictions personnalisées sur la durée pendant laquelle les secouristes peuvent rester dans la zone de danger.

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Informations

Dr. Sabyasachi Gaan
Empa, Advanced Fibers
Tél. +41 58 765 76 11
[email protected]

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