La plupart des acheteurs spécifient “ silicone ignifugé ” comme ils cochent une case sur une fiche produit. Ils supposent qu'il s'agit d'un matériau unique avec un comportement fixe.
Non. La résistance au feu est un résultat de test lié à une norme spécifique, à une épaisseur d'échantillon spécifique et à une orientation spécifique. Un matériau qui réussit un test de combustion horizontale peut échouer à un test vertical. Une pièce qui s'éteint d'elle-même en laboratoire peut néanmoins dépasser les limites de fumée ou de toxicité autorisées et être rejetée lors de la certification.
Cet écart est rarement visible lors de l'échantillonnage. Il apparaît des mois plus tard, lors de l'homologation ou d'un audit incendie, lorsque le rapport d'essai ne correspond pas à la norme requise par l'application finale. Le risque réside alors dans une mauvaise interprétation de la norme, et non dans une formulation défectueuse. Cette page explique le comportement du silicone en cas d'incendie et définit les limites des essais. Le comportement au feu n'est qu'un aspect du problème plus vaste que représente le silicone. propriétés des matériaux, et comme les autres, il varie en fonction de la qualité et du système de remplissage.
Résumé exécutif
- Le caoutchouc de silicone standard n'est pas “ ininflammable ”. Il est relativement sûr en cas d'incendie : il a tendance à s'éteindre de lui-même, brûle en une cendre de silice (SiO₂) non conductrice et ne libère pas d'halogènes. — mais les grades de base atteignent généralement seulement UL94 HB, et non V-0.
- La classification UL94 V-0, un résultat de faible densité de fumée et la conformité aux normes EN 45545 / NFPA 130 sont trois tests distincts. Le succès d'une de ces procédures n'implique pas le succès des autres. Les défaillances des composants ferroviaires et de transport en commun sont le plus souvent dues à la fumée et à la toxicité, et non à l'inflammation.
- Spécifiez la norme et le niveau de danger, et non le terme “ ignifuge ”.” La qualité, le système de remplissage et la nécessité d'utiliser du silicone céramisant (intégrité du circuit) découlent tous de la certification que la pièce doit posséder.
Comportement du silicone en cas d'incendie
Le squelette du silicone est constitué de silicium-oxygène (Si-O), une liaison à haute énergie qui reste stable dans la plage de service continu standard de −40 °C à 230 °C. Sous une flamme directe, les groupes latéraux organiques (principalement méthyle) s'oxydent en premier et le squelette se transforme en silice amorphe.
Cette transformation explique pourquoi le silicone se comporte différemment des thermoplastiques en cas d'incendie. Il ne fond pas et ne coule pas. Il forme une couche isolante de cendres de silice qui protège le matériau sous-jacent et ralentit la combustion. De nombreuses qualités courantes s'éteignent d'elles-mêmes une fois la source de flamme retirée.
Le indice limite d'oxygène (LOI) Cela reflète cela. Le caoutchouc de silicone se situe généralement dans la plage 26–39% en fonction de la charge de remplissage et des additifs FR, par rapport à 21% d'oxygène dans l'air ambiant.
Une valeur supérieure à 21% signifie que le matériau ne s'enflammera pas facilement à l'air libre. Les matériaux d'usage courant se situent en dessous de cette valeur ; les matériaux ignifugés se situent au-dessus.
Le fossé d'interprétation : “ auto-extinguible ” ne signifie pas “ ignifuge ”. L'auto-extinguibilité décrit un comportement observé. Une certification correspond à la réussite d'un test défini pour une épaisseur donnée. Les équipes qui considèrent les deux termes comme interchangeables sont souvent mises en cause lorsqu'un organisme de certification demande le rapport.
Classement ignifuge UL94 (HB à V-0)
Lorsqu'une spécification indique “ V-0 ”, elle fait référence à UL94, qui classe un échantillon selon la façon dont il brûle dans une orientation fixe à une épaisseur donnée.
| Cote UL94 | Orientation | Comportement du passage (simplifié) |
|---|---|---|
| HB | Horizontal | Combustion lente et limitée. Classification la plus basse. |
| V-2 | Verticale | S'éteint de soi-même en 30 secondes ; les gouttes enflammées sont autorisées. |
| V-1 | Verticale | S'éteint automatiquement en 30 secondes ; ne dégage pas de gouttes enflammées. |
| V-0 | Verticale | S'éteint automatiquement en moins de 10 secondes ; ne dégage pas de gouttes enflammées. |
| 5 VA / 5 V | Flamme verticale plus large | Niveau le plus élevé ; typique des enceintes. |
Le silicone de base est souvent classé HB. L'obtention de la classification V-0 nécessite généralement un grade FR spécifique : polymérisation au platine avec un système de charge et de synergiste adapté. Cette classification est spécifique à l'épaisseur : un composé certifié V-0 à 3,0 mm n'est pas automatiquement V-0 à 1,0 mm. Une spécification indiquant “ V-0 ” sans précision d'épaisseur est incomplète, et c'est l'erreur la plus fréquente que nous constatons sur les plans reçus.
Deux tests adjacents accompagnent généralement la norme UL94 :
Indice limite d'oxygène (LOI)
La norme ASTM D2863 / ISO 4589 mesure la concentration minimale d'oxygène nécessaire à la combustion du matériau. C'est le critère unique le plus fiable pour comparer les classes de résistance au feu, car il est indépendant de la géométrie de la pièce, contrairement à l'indice de combustion.
Essai au fil incandescent (CEI 60695)
Pour boîtiers électriques et électroniques, La norme IEC 60695-2-12/13 (GWFI / GWIT) est plus importante que la norme UL94. Elle teste l'inflammabilité à partir d'un fil sous tension, le mode de défaillance le plus réaliste pour un disjoncteur. clavier, joint de connecteur ou boîtier à proximité d'un courant de défaut, et non d'une flamme nue.
exigences en matière de densité et de toxicité de la fumée
La résistance à l'inflammation est le premier critère testé. C'est aussi celui qui entraîne rarement un refus. Dans les environnements clos (tunnels, matériel roulant, cabines d'avion), le principal risque réside dans les substances dégagées par le matériau lors de sa combustion, et non dans son inflammation.
C’est là l’avantage structurel du silicone, et il trouve son origine dans la chimie de la combustion.
| Aspect | caoutchouc silicone standard | PVC |
|---|---|---|
| Résidu principal | Silice amorphe (SiO₂), cendres isolantes | charbon de carbone + résidu fondu |
| gaz acide | Aucun — sans halogène | Chlorure d'hydrogène (HCl), corrosif |
| Fumée | faible densité optique | fumée noire et dense |
| Comportement sous l'effet des flammes | Ne coule pas ; conserve sa forme de cendre | S'adoucit et dégouline |
Les normes pertinentes ici sont distinctes de la norme UL94 :
- Densité de fumée : ASTM E662 (chambre à fumée NBS) et ISO 5659-2 mesurent la fumée optique (Ds).
- Sans halogène / gaz acide : La norme IEC 60754 confirme l'absence de gaz halogénés corrosifs.
- Toxicité: La norme EN 45545-2 utilise un indice de toxicité conventionnel (CIT) dérivé de l'analyse des gaz.
L'écart d'interprétation dans ce cas précis est coûteux. Un grade peut réussir un test de combustion verticale sans problème et pourtant dépasser les limites de fumée ou de CIT pour une application en espace clos. La combustion sans halogène explique précisément pourquoi le silicone remplace… PVC dans le câblage et scellés là où des personnes sont confinées en cas d'incendie. Les acheteurs qui privilégient uniquement la résistance au feu découvrent tardivement les exigences en matière de fumée et de toxicité, une fois la classification FR déjà établie.
Certification ferroviaire et de transport en commun : EN 45545 et NFPA 130
C’est à ce moment que l’appellation “ silicone ignifuge ” cesse d’être une allégation relative au matériau et devient une classification de composant.
EN 45545-2 (rail européen)
EN 45545-2 Cette certification ne porte pas sur un matériau isolément. Elle classe un composant fini selon son niveau de dangerosité (HL1, HL2, HL3), le niveau HL3 étant le plus exigeant et s'appliquant notamment aux environnements souterrains et aux tunnels. Les exigences sont regroupées en ensembles d'exigences (numéros R) en fonction du type de produit et de son emplacement dans le véhicule, avec des limites relatives à l'indice d'oxygène, à la densité de fumée et à la toxicité.
Conséquence : un même composé de silicone peut satisfaire à une série de critères de résistance (R-set) et ne pas y répondre à une autre. Un matériau n’est pas simplement “ conforme ” à la norme EN 45545 ; la pièce est évaluée selon un niveau de danger et une catégorie de produit spécifiques. Demander un “ silicone EN 45545 ” sans préciser le niveau de danger (HL) ni la série de critères de résistance (R-set) revient, dans le secteur ferroviaire, à demander un produit de classe V-0 sans indiquer son épaisseur.
NFPA 130 (Transit nord-américain)
NFPA 130 La norme NFPA 130 régit les systèmes de transport ferroviaire sur voie fixe et les chemins de fer voyageurs. Elle se réfère à des essais au niveau des composants — ASTM E162 pour la propagation des flammes et ASTM E662 pour la densité de fumée — plutôt qu'à une seule classification des matériaux. Une pièce conforme à la norme européenne HL3 doit néanmoins faire l'objet d'une certification NFPA 130 pour un projet nord-américain ; les rapports ne sont pas interchangeables.
silicone céramisable et intégrité du circuit
Il existe une catégorie particulière qu'il convient de signaler car elle est fréquemment confondue avec le silicone FR ordinaire : le silicone céramisant (céramisable) utilisé dans le câblage résistant au feu.
En cas d'incendie, ce type de câble ne se contente pas de se carboniser. Son système de remplissage se fritte pour former une croûte céramique cohérente et autoportante qui conserve son pouvoir isolant même après la combustion du polymère. Ceci préserve l'intégrité du circuit : le câble continue de transmettre le signal ou l'alimentation électrique pendant l'incendie. C'est le principe fondamental des circuits d'éclairage de secours, d'alarme et de signalisation.
Les normes sont à nouveau spécifiques et distinctes :
| Préoccupation | Standard | Ce que cela mesure |
|---|---|---|
| Indice d'inflammation/de combustion | UL94 (IEC 60695-11-10/20) | Classe d'auto-extinction (HB à V-0) |
| Indice d'oxygène | ASTM D2863 / ISO 4589 | Minimum O₂ % pour maintenir la combustion (LOI) |
| fil incandescent | CEI 60695-2-12/13 | Inflammabilité à partir d'un fil sous tension (électronique) |
| Densité de fumée | ASTM E662 / ISO 5659-2 | Fumée optique (Ds) |
| Halogène / gaz acide | CEI 60754 | Vérification sans halogène |
| Chemin de fer (Europe) | EN 45545-2 | Classification du niveau de danger (HL1–HL3) |
| Transit (Amérique du Nord) | NFPA 130 | Propagation des flammes et fumée pour le transit sur voie guidée |
| Intégrité du circuit | IEC 60331 / BS 6387 | Le câble continue de fonctionner pendant l'incendie |
Que faut-il préciser lors de la commande de silicone ignifuge ?
Ne commandez pas de “ silicone ignifugé ”. Cette expression ne nous impose aucune contrainte quant aux matériaux contre lesquels nous pouvons travailler, et c'est de là que proviennent la plupart des rejets en phase finale de production.
Pour indiquer une note permettant d'obtenir la certification, nous avons besoin de :
- La norme cible et, pour le ferroviaire, le niveau de danger et l'ensemble R (par exemple, EN 45545-2 HL2, R22) ou la référence NFPA 130.
- L'épaisseur de l'échantillon à laquelle la notation doit se maintenir, car les résultats UL94 et LOI varient en fonction de l'épaisseur.
- La nécessité d'une intégrité du circuit détermine le choix entre un FR ordinaire et un silicone céramisant ; il s'agit de familles de matériaux différentes, avec des coûts différents.
- Toutes limites de densité de fumée et de toxicité pour l'environnement clos.
- L’organisme certificateur ou le laboratoire, car c’est le rapport, et non le nom du composé, que votre client audite.
Deux contraintes à prendre en compte dans la planification. Les grades FR et céramisants entraînent des coûts de matériaux plus élevés et des délais d'essai plus longs que les autres. silicone à usage général, et la charge de remplissage plus importante qui augmente également la perte au feu augmente la dureté et réduit l'allongement Ainsi, les exigences de résistance au feu peuvent modifier discrètement le comportement mécanique d'un joint ou d'un clavier. Si la pièce est à la fois un composant inflammable et un élément d'étanchéité de précision, veuillez nous transmettre les spécifications mécaniques ainsi que la norme de résistance au feu afin que nous puissions vérifier que les deux sont compatibles avec un seul composé avant la fabrication de l'outillage.
Nous avons ensuite besoin des informations suivantes : la norme de contrôle, l’épaisseur nominale et si l’application est en espace clos. Ces trois éléments nous permettront de vous indiquer la nuance appropriée et de vous préciser les variations de coût et de délai de livraison.
Foire aux questions
Peut-on brûler du silicone ?
Oui, le silicone brûle sous une flamme directe et prolongée, mais son comportement diffère de celui d'un plastique classique. Au lieu de fondre et de couler, ses groupements organiques s'oxydent et sa structure silicium-oxygène se transforme en une cendre isolante de silice amorphe (SiO₂). Cette couche de cendre protège le matériau sous-jacent et ralentit la combustion, ce qui explique pourquoi de nombreuses qualités s'éteignent d'elles-mêmes une fois la source de flamme retirée.
Le silicone est-il inflammable ?
Le silicone est relativement sûr au feu, sans être véritablement ininflammable. Son indice limite d'oxygène (LOI) se situe généralement entre 26 et 39%, contre 21% pour l'oxygène dans l'air ambiant. Il ne s'enflammera donc pas facilement dans des conditions normales. Cependant, les qualités de base atteignent généralement la norme UL94 HB ; l'obtention d'une classification V-0 (auto-extinguible) nécessite une qualité ignifuge spécifique.
Quelle est la différence entre un matériau auto-extinguible et un matériau ignifuge ?
“L’expression ” auto-extinguible “ décrit un comportement observé : le matériau cesse de brûler une fois la flamme retirée. Une ” homologation » correspond à la réussite documentée d’un test défini (tel que UL94 V-0) pour une épaisseur et une orientation spécifiques. Ces deux termes ne sont pas interchangeables : un organisme de certification demandera le rapport d’essai, et non le comportement observé.
La combustion du silicone dégage-t-elle des fumées toxiques ou corrosives ?
Le silicone standard est sans halogène et ne dégage donc pas de gaz acides corrosifs comme le chlorure d'hydrogène (HCl) produit par le PVC. Sa combustion produit également une faible densité de fumée et laisse des cendres de silice non conductrices. Cependant, pour les applications en milieu clos (ferroviaire, transport en commun, aéronautique), la densité de fumée (ASTM E662 / ISO 5659-2) et la toxicité (EN 45545-2 CIT) sont toujours testées séparément ; une même qualité peut réussir un test de combustion tout en dépassant les limites de fumée ou de toxicité.
Que signifie concrètement la classification UL94 V-0 pour le silicone ?
La norme UL94 V-0 signifie que l'échantillon s'éteint spontanément en moins de 10 secondes, en position verticale, sans projection de flammes, à l'épaisseur spécifiée. Cette classification est spécifique à l'épaisseur : un composé certifié V-0 à 3,0 mm n'est pas automatiquement certifié V-0 à 1,0 mm. Une spécification mentionnant “ V-0 ” sans indication d'épaisseur est incomplète.
Le silicone ignifuge est-il suffisamment résistant pour les pièces ferroviaires ou de transport en commun ?
Non, pas à elle seule. La norme EN 45545-2 (ferroviaire européenne) classe un composant fini selon son niveau de danger (HL1 à HL3) et un ensemble d'exigences, tandis que la norme NFPA 130 (transport en commun nord-américain) fait référence à des essais au niveau du composant, tels que les normes ASTM E162 et ASTM E662. Un matériau n'est pas “ conforme ” à la norme EN 45545 : la pièce est évaluée selon un niveau de danger et une catégorie de produit spécifiques, et les rapports européens et nord-américains ne sont pas interchangeables.
Qu'est-ce que la céramisation (céramisable) du silicone ?
Il s'agit d'un matériau spécialisé utilisé dans le câblage résistant au feu. Sous l'effet du feu, son système de remplissage se fritte pour former une croûte céramique cohérente et autoportante qui conserve ses propriétés isolantes même après la combustion du polymère, préservant ainsi l'intégrité du circuit (conformément aux normes IEC 60331 / BS 6387). Cette caractéristique est essentielle pour les circuits d'éclairage de secours, d'alarme et de signalisation. Ce matériau appartient à une famille différente – et plus coûteuse – que le silicone ignifugé ordinaire.
Références et normes
- UL 94 — Inflammabilité des matières plastiques pour les pièces d'appareils et d'équipements (Underwriters Laboratories ; harmonisé avec la norme IEC 60695-11-10). Référence
- Indice limite d'oxygène (LOI) — concentration minimale d'oxygène nécessaire au maintien de la combustion, mesurée selon la norme ASTM D2863 / ISO 4589. Référence
- CEI 60695-2-12:2021 — Méthode d’essai de l’indice d’inflammabilité du fil incandescent (GWFI) pour les matériaux (CEI). Référence
- ISO 5659-2:2017 — Génération de fumée : détermination de la densité optique par un test à chambre unique (ISO). Référence
- EN 45545-2:2020 — Applications ferroviaires : exigences de comportement au feu pour les matériaux et les composants (CEN). Référence
- NFPA 130 — Norme pour les systèmes de transport en commun et ferroviaires de voyageurs à guidage fixe (NFPA). Référence
- CEI 60331-1:2018 — Test d’intégrité des circuits des câbles sous l’effet du feu et des chocs mécaniques (CEI). Référence
