(CIF) Intitulé du stage : Formulation de peintures pour la

U.F.R. de CHIMIE
M2 CHIMIE ET INGENIERIE DE LA FORMULATION (CIF)
Intitulé du stage : Formulation de peintures pour la protection au feu de structures métalliques
Encadrement :
Responsable du stage : S. Bourbigot (ENSCL, Bât C7, Salle 08)
Autres collaborateurs : S. Duquesne (ENSCL, Bât C7, Salle 112)
Laboratoire(s) de Rattachement : Laboratoire de Procédés d'Elaboration de Revêtements Fonctionnels (PERFUPRES EA 1040) - Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Lille
Téléphone : 03-20-43-48-88
Téléphone du secrétariat : 03-20-43-49-25
Mail : [email protected]
SUJET DU STAGE
Dans des conditions d'exposition au feu, tant l'acier que le béton subissent une réduction progressive à la fois de
résistance et de rigidité au fur et à mesure que leur température augmente. La protection traditionnelle contre l’incendie
des ouvrages en acier consiste à les revêtir de matériaux isolants au cours de la construction. Les revêtements
traditionnels sont à base de minéraux tels que fibres minérales, ciment ou encore gypse. Cependant, du fait de leurs
caractéristiques uniques, les peintures intumescentes apparaissent comme une voie de substitution intéressante.
Un revêtement intumescent développe sous l'action de la chaleur un bouclier charbonné expansé qui va jouer le rôle de
barrière thermique et qui va également empêcher l'alimentation de la flamme en fuel. Les systèmes intumescents
contiennent majoritairement trois ingrédients : une source acide, un agent gonflant et une source de carbone. Dans les
peintures intumescentes, une résine est utilisée comme « liant » des différents ingrédients. Le rôle des différents
ingrédients n’est pas à ce jour totalement identifié. A titre d’exemple, la contribution de l’agent gonflant à la formation
de la structure n’est pas totalement établi ainsi que le rôle du liant.
L’étude portera, dans une première partie, sur l’optimisation de formulations intumescentes, à l’aide de plans
d’expériences, de peintures acryliques et époxydiques afin d’obtenir des profils température à l’interface peinture /
acier inférieurs à la température de fluage de l’acier lorsque le matériau est soumis à un flux de chaleur radiant. Dans
une seconde partie, l’étudiant (e) abordera la caractérisation physico-chimique des revêtements ainsi obtenus par des
techniques spectroscopiques adaptées (infrarouge à transformée de Fourier – ATR ; spectroscopie de photoélectrons X
– XPS, énergie de surface, RMN…). La dernière partie du travail consistera à étudier les phénomènes d’expansion de
la peinture intumescente en utilisant des méthodes originales développées au laboratoire basées sur la rhéologie
(mesure de la force normale) et l’analyse d’images (acquisition vidéo et mesure de l’expansion du revêtement
intumescent lors d’un test de tenue en température).
Ce sujet correspond à une préoccupation industrielle majeure en rapport avec l’évolution des réglementations et avec
l’amélioration de la sécurité dans les bâtiments et les transports.
Moyens matériels: rhéomètre, microscopie électronique à balayage (MEB), angle de contact, infrarouge, RMN,
pyromètre infrarouge, acquisition vidéo, logiciels de traitement d’images et d’analyse statistique (plans d’expériences).