Le comportement au feu de matériaux polymères peut changer plus ou moins fortement après vieillissement, mettant en péril les biens et les personnes en cas d’incendie. Ces changements dépendent du système considéré (nature du système retardateur de flamme, de la matrice polymère) et des conditions de vieillissement. Or jusqu’à aujourd’hui, les normes exigent l’évaluation de la réaction au feu d’un matériau juste après fabrication et rarement après un vieillissement représentatif des conditions réelles d’utilisation. L’évolution des caractéristiques des polymères ignifugés au cours du temps est actuellement peu connue, et seules quelques études ont eu lieu à ce sujet. Le travail de cette thèse concerne donc l’impact du vieillissement sur les performances au feu de systèmes complexes de polymères ignifugés. L’étude est basée sur les polymères polyméthacrylate de méthyle (PMMA) et acide polylactique (PLA) ; le système retardateur de flamme est quant à lui constitué de charges phosphorées et de silicates nanométriques. Un protocole de vieillissement et une méthodologie d’étude ont ensuite été mis en place pour déterminer l’influence du vieillissement sur les propriétés de ces matériaux : morphologie, masse molaire des polymères, dégradation des retardateurs de flamme, comportement au feu. Enfin, les caractéristiques des produits émis en phase gaz au cours de la combustion d’échantillons vieillis et non vieillis ont été analysées / The fire behaviour of polymeric materials can be modified after ageing, possibly leading to severe damages. These modifications depend on the chemical nature of the system (polymeric matrix, flame retardant system) and on the ageing conditions. Currently, norms exist, that define fire properties of fresh flame-retarded materials; but only few studies have been performed on aged materials. The aim of this work consists in evaluating the impact of ageing of flame-retarded materials. Firstly, materials have been processed from various formulations. The study focused on poly(methyl methacrylate) (PMMA) and poly(lactic acid) (PLA) polymers; flame-retardant system combining a phosphorus compound and mineral nanoparticles was added. Then an operating procedure has been created to simulate ageing, and a methodology has been developed to assess the characteristics of the composites before and after ageing (viscosity, morphology, fire behaviour). Finally, the combustion aerosols emitted by unaged and aged formulations have been investigated

Ce travail de thèse est consacré à l’évaluation et l’amélioration des modèles à zones, utilisés dans l’ingénierie de la sécurité incendie pour simuler la propagation des fumées dans un bâtiment en situation d’incendie. Il a pour ambition d’améliorer la compréhension des écoulements des fumées dans un bâtiment. Le mémoire de thèse est divisé en deux parties. La première est essentiellement consacrée à l’état de l’art et à une évaluation de la capacité du code CFAST, code à zones largement utilisé dans l’ingénierie de la sécurité incendie, à simuler les écoulements de fumées dans un bâtiment. Le code à zones CFAST est confronté aux résultats d’une campagne expérimentale à échelle réelle réalisée dans un bâtiment d’habitation de type R+3. La seconde partie du manuscrit, plus académique, consiste à étudier les écoulements de fumée dans un bâtiment. Dans un premier temps, deux phénomènes sont étudiés : le phénomène de remplissage d’un local par des fumées d’incendie, et le phénomène de remplissage / vidange simultanés d’un local ventilé naturellement. Des modèles à zones permettant de décrire ces phénomènes sont présentés. Deux campagnes expérimentales ont été menées à échelle réduite sur des maquettes thermiques de locaux, afin d’étudier les deux phénomènes et d’évaluer et améliorer les modèles à zones. De plus, des simulations numériques complémentaires avec le code à champs FDS (Fire Dynamics Simulator) sont réalisées pour étendre le domaine d’étude du phénomène de remplissage. Enfin, des améliorations du modèle à zones sont proposées. Après l’étude des phénomènes liés aux écoulements de fumée dans un local unique, les écoulements de fumées dans une configuration multi-compartiments, constituée de deux locaux reliés par une cage d’escalier, sont étudiés expérimentalement à l’échelle du laboratoire / This work is devoted to the evaluation and improvement of zone models, used in fire safety engineering to simulate the smoke propagation in a building in a fire situation. It aims at improving the understanding of the smoke flow in a building. The PhD work is divided into two parts. The first part is essentially devoted to a bibliographical survey and an evaluation of the ability of a zone code CFAST, widely used in fire safety engineering, to simulate smoke flows in a building. Numerical results with CFAST are compared with the data of a real-scale experimental campaign carried out on a three-storey residential building. The second part, more academic, consists of studying the smoke flows in a building. Two phenomena are first studied, namely the smoke filling of a room, and the simultaneous filling and emptying of a naturally ventilated room. Zone models describing these phenomena are presented. Two experimental campaigns are conducted on reduced scale room models, in order to study the two phenomena and to evaluate and improve the zone models. Furthermore, numerical simulations with the CFD code FDS (Fire Dynamics Simulator) are performed to extend the study field of the smoke filling. Finally, improvements to the zone model are proposed. After studying the phenomena related to smoke flows in a single room, the smoke flows in a multi-compartment configuration, consisting of two rooms connected by a stairwell, are experimentally studied at the laboratory scale

Κάθε κτίριο που δημιουργείται είναι απαραίτητο να έχει τη στοιχειώδη προστασία έναντι πυρκαγιάς, πολύ δε περισσότερο όταν αυτό το κτίριο είναι ένας χώρος που μπορεί να φιλοξενήσει εκατοντάδες ανθρώπους καθημερινά σε διάφορες δραστηριότητες. Σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι να αποτυπωθούν οι εγκαταστάσεις πυρασφάλειας και πυρόσβεσης των κτηρίων των τμημάτων Βιολογίας – Μαθηματικών του Πανεπιστημίου Πατρών με το AutoCAD. Στόχος της είναι να διαπιστώσει αν ικανοποιούνται οι κανονισμοί πυρασφάλειας που έχει θέσει το Πυροσβεστικό Σώμα και εάν λειτουργεί σύμφωνα με τους νόμους όσον αφορά τον τομέα της πυροπροστασίας. Η διπλωματική εργασία απευθύνεται σε άτομα που ασχολούνται με την εκπόνηση μελετών πυρασφάλειας, είτε είναι φοιτητές, είτε μηχανικοί, είτε στελέχη του Πυροσβεστικού Σώματος. Στο πρώτο κεφάλαιο, αναλύονται οι βασικές έννοιες της Πυρκαγιάς, με σκοπό την πλήρη κατανόηση του φαινομένου αυτού. Στο δεύτερο κεφάλαιο, αφορά την πυροπροστασία κτηρίων όπου γίνεται αναφορά στην παθητική και ενεργητική πυροπροστασία των κτηρίων όπου περιγράφονται οι τρόποι πυροπροστασίας και όλα τα μέσα πυρανίχνευσης και πυρόσβεσης που χρησιμοποιούνται σήμερα καθώς και τα κριτήρια επιλογής τους. Στο τρίτο κεφάλαιο, αποτυπώνονται οι εγκαταστάσεις πυρασφάλειας και πυρόσβεσης των κτηρίων των τμημάτων Βιολογίας – Μαθηματικών. Στο τέταρτο κεφάλαιο, παρουσιάζεται η ενεργητική μελέτη πυρασφάλειας των κτηρίων των τμημάτων Βιολογίας – Μαθηματικών. Τέλος στο παράρτημα παρουσιάζονται οι κανονισμοί πυρασφάλειας και πυροπροστασίας όπως αυτοί έχουν καθοριστεί από το Πυροσβεστικό Σώμα. Πιο συγκεκριμένα παρουσιάζεται το προεδρικό διάταγμα «Κανονισμός Πυροπροστασίας Κτιρίων (Π.Δ. 71/88)», το οποίο αποτελεί το βασικό διάταγμα σύμφωνα με το οποίο γίνονται όλες οι μελέτες πυροπροστασίας, επισυνάπτονται τα σχέδια των αποτυπώσεων και τα σχέδια της μελέτης καθώς και το σχεδιαστικό πρόγραμμα AutoCAD 2011. / Each building that is being built is necessary to have the elementary protection in a case of fire. That is most important if a building can host everyday hundreds of people on several activities. The main purpose of this work is to design the fire safety and fire protection systems of the installations in Biology and Mathematics building of the University of Patras using the AutoCAD. The purpose of this work is to ascertain if the fire protection regulations instituted by the Fire Brigade are satisfied and the building is safe on the part of the fire safety system. This work is addressed to people working on fire safety studies, such as students, engineers and members of the Fire Brigade. The first chapter, is analyzing the basic concepts of conflagration (fire), with purpose a complete understanding of this phenomenon. In the second chapter, it concerns the fire safety of buildings where becomes report in the passive and energetic fire safety of buildings where are described the ways of fire safety and all the means of fire detection and firefighting that is used today as well as their criteria of choice. In the third chapter, are impressed the installations of fire safety and firefighting of buildings of departments of Biology and Mathematics. In the fourth chapter, is presented the energetic study of fire safety of buildings of departments of Biology and Mathematics. Finally, in the appendix we present the fire safety and fire protection regulations instituted by the Fire Brigade, the drawings of impress, the research drawings and the drawing application AutoCAD 2011.

Η προστασία της ανθρώπινης ζωής είναι βασική υποχρέωση της Πολιτείας και θεμελιακό δικαίωμα του πολίτη. Αυτονόητη είναι λοιπόν η προστασία ενός κτιρίου από τη φωτιά, ιδιαίτερα δε όταν πρόκειται για ένα εκπαιδευτήριο που φιλοξενεί εκατοντάδες ανθρώπους. Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως αντικείμενο την αποτύπωση και την σχεδίαση των εγκαταστάσεων Πυρασφάλειας και Πυρόσβεσης του κτιρίου των Χημικών Μηχανικών. Μέσα από την διαδικασία της αποτύπωσης στόχος της διπλωματικής εργασίας είναι να διαπιστώσει αν οι μηχανισμοί πρόληψης, αντίδρασης αλλά και καταπολέμησης της φωτιάς του κτιρίου, επαρκούν ώστε να εκπληρώνονται οι βασικοί στόχοι της πυροπροστασίας. Δηλαδή, η ασφάλεια της ανθρώπινης ζωής και υγείας, η παρεμπόδιση εξάπλωσης της φωτιάς σε γειτονικά κτήρια ή σε άλλα διαμερίσματα του ίδιου κτιρίου, η ασφαλής εκκένωσή του και τέλος η προστασία της περιουσίας. Στο πρώτο κεφάλαιο δίνονται ορισμοί και βασικές έννοιες, παρουσιάζεται το τρίγωνο και το τετράεδρο της φωτιάς οι αιτίες πρόκλησης πυρκαγιών αλλά και η διάκριση των αιτιών ανάλογα με την πρόθεση ή την υπαιτιότητα. Γίνεται αναφορά στα είδη και τις κατηγορίες των πυρκαγιών. Περιγράφονται οι αρχές κατάσβεσης της φωτιάς που αποτελούν την βάση για τα υλικά και τις μεθόδους που χρησιμοποιούμε για τον έλεγχο κάθε είδους πυρκαγιάς. Το κεφάλαιο κλείνει με παρουσίαση των υιοθετημένων προτύπων στην Ελλάδα. Το δεύτερο κεφάλαιο αναλύει την πυρασφάλεια κτηρίων, Παθητική και Ενεργητική. Στην Παθητική πυροπροστασία δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στην κατηγορία των εκπαιδευτηρίων οπού εμπίπτει το κτίριο του τμήματος των Χημικών Μηχανικών Παρουσιάζονται όλοι οι τρόποι πυροπροστασίας αλλά και τα μέσα πυρανίχνευσης και πυρόσβεσης που χρησιμοποιούνται σήμερα καθώς και τα κριτήρια επιλογής τους βάση της ισχύουσας νομοθεσίας. Στο τρίτο κεφάλαιο αποτυπώνονται οι υπάρχουσες εγκαταστάσεις του κτιρίου του τμήματος των Χημικών Μηχανικών και παρουσιάζεται φωτογραφικό υλικό από την επί τόπου αυτοψία που έγινε. Το κεφάλαιο τέσσερα είναι η μελέτη Ενεργητικής πυροπροστασίας του κτιρίου του τμήματος των Χημικών Μηχανικών που έγινε σύμφωνα με όσα προβλέπει η Ελληνική νομοθεσία. Τέλος στο παράρτημα παρουσιάζονται οι κανονισμοί πυρασφάλειας και πυροπροστασίας όπως αυτοί έχουν καθοριστεί από το Πυροσβεστικό Σώμα. Πιο συγκεκριμένα παρουσιάζεται το προεδρικό διάταγμα «Κανονισμός Πυροπροστασίας Κτιρίων (Π.Δ. 71/88)», το οποίο αποτελεί το βασικό διάταγμα σύμφωνα με το οποίο γίνονται όλες οι μελέτες πυροπροστασίας, και επισυνάπτονται τα σχέδια των αποτυπώσεων και τα σχέδια της μελέτης. / The protection of human life is a basic obligation of the state and fundamental right of the citizen. Therefore the protection of a building from fire is mandatory, especially when that building is a school that hosts hundreds of people. This thesis is intended to capture and design the Fire safety and security system of the building of Chemical Engineering. Through the process of recording, the goal of this thesis is to determine whether the mechanisms of prevention, response and firefighting of building, are sufficient to meet the basic objectives of fire protection. Those being, safety of human life and health, spreading of fire to neighboring buildings or in other apartments of the same building, safe evacuation and finally the protection of property. The first chapter provides definitions and basic concepts, presents the triangle and pyramid of fire, the causes of fires and the distinction of causes depending on the intent or fault. There is a presentation of the types and classes of fires and a description of the principles of extinguishing fire form the basis of the materials and methods used to control any kind of fire. The chapter ends with the presentation of the adopted standards in Greece. The second chapter analyzes the Passive and Active fire safety of buildings. Emphasis is given to the passive fire protection of schools which applies to the department of Chemical Engineering. Also there is a description of the ways and means of fire detection and extinguishing systems in use today and their selection criteria based on current legislation. The third chapter depicts the existing facilities of the building of the department of Chemical Engineering and photographs of the on-site inspection that was made are presented. Chapter four is the study of active Fire safety building department of Chemical Engineering, which was made according to the provisions of the Greek law. Finally in the appendix is presented the fire safety and fire regulations as laid down by the Fire Brigade. More specifically, is presented the Presidential Decree "Building Fire Safety Regulation (Decree 71/88)", which is the main decree under which all fire protections designs are made, and accompanied by the drawings and renderings of the design drawings.

Ce travail est consacré à l’étude expérimentale et numérique de la propagation des feux de végétation à l’échelle du laboratoire. Une méthode de suivi de front de flamme par caméras visibles a été développée pour reconstruire et mesurer les propriétés du front au cours du temps. Les données recueillies comprennent la vitesse de propagation (Rate Of Spread), l’épaisseur du front, les longueurs du contour du front, les profils de hauteur et la puissance du feu. Une campagne expérimentale de 105 expériences de propagation sur de la frisure de bois a été réalisée sur la plateforme PROMETHEI (Plateforme de Recherche Opérationnelle en Métrologie Thermique dédiée aux Essais Incendies) du laboratoire LEMTA. Elle contient notamment une étude de l’effet de la largeur et de la charge sur la dynamique de propagation (sur la vitesse et l’épaisseur). Une base de données (en libre accès sur internet) dédiée aux feux de végétation a été créée et fournit les positions du front de flamme (avant et arrière) pour 85 expériences. Un modèle de propagation Petit Monde à réseau de cellules hexagonales a été également développé en parallèle. Plusieurs approches sont proposées pour déterminer l’évolution de l’état des cellules : la première modélise le transfert radiatif alors que la deuxième se base sur une fonction de distribution identifiée. Un algorithme d’optimisation par essaims particulaires (PSO) est employé pour estimer les différents paramètres du modèle à l’aide des résultats expérimentaux. Le modèle Petit Monde est ensuite comparé à des expériences de propagation comprenant des coupures de combustible ou des rétrécissements/élargissements de la largeur du lit / This work is devoted to the experimental and numerical study of wildland fire spread at laboratory scale. A tracking fire front method using visible cameras was used in order to follow the fire front positions during the propagation and to evaluate some fire front properties. The data include the Rate Of Spread (ROS), the fire front width, the length of fire, the profile of flames and the Heat Release Rate. An experimental campaign of 105 fire spread tests with wood shaving as fuel was conducted on the PROMETHEI plateform (Plateforme de Recherche Opérationnelle en Métrologie Thermique dédiée aux Essais Incendies) of the laboratory LEMTA. This campaign was essentially focused on the effect of the fuel bed width and the fuel loading on the fire dynamics (particularly on the ROS and fire width). An open-source data base provides the positions of the front and backing fire as a function of time. A fire spread model based on the small world concept with a hexagonal cell network was developed. Two approaches were studied: the first one is based on a radiative transfer model for the definition of the cell states and the other one is based on an estimated distribution function. A particle swarm optimization (PSO) algorithm was used for the identification of the different parameters of the model using the experimental results. Then, the model was compared to other experiments included fuel breaks or narrowing/widening of the fuel bed width

La demande actuelle du marché du transport en matériaux composites à matrice polymère est en augmentation importante afin de remplacer les pièces aujourd’hui fabriquées en alliages métalliques par des matériaux plus légers et performants. Actuellement couramment utilisés, les composites thermodurcissables présentent l’inconvénient de ne pas être recyclables. Aussi, un des objectifs du projet « Résines idéales » durant lequel cette thèse a été réalisée est de mettre au point de nouveaux composites à matrice thermoplastique, doués de propriétés équivalentes. Parmi celles-ci, le comportement au feu est un enjeu essentiel pour leur développement et l’objectif de cette thèse est de développer de nouveaux systèmes retardateurs de flamme pour des matériaux composites thermoplastiques à fibres continues. Dans un premier temps, un screening des retardateurs de flamme phosphorés potentiellement efficaces a été effectué. L’étude de l’influence du renfort taffetas sur la stabilité thermique et le comportement au feu a également été réalisée (cône calorimètre, IOL, UL94). Ensuite, afin d’améliorer le comportement au feu, et en particulier, de satisfaire aux normes feu aéronautiques (les plus exigeantes), nous avons étudié des mélanges binaires et ternaires de retardateurs de flamme constitués du RF phosphoré sélectionné et d’autres charges : alumine, hydroxyde d’aluminium (ATH), graphite expansé, et 9,10-dihydro-9-oxy-10-phosphaphenanthrene-10-oxide (DOPO). Dans chaque cas, la stabilité thermique et le comportement au feu ont été caractérisés et discutés / The present demand of polymer-matrix composite materials in the transport market is significantly increasing, to replace the work-pieces actually manufactured in metal alloys, the polymer-matrix composite being lighter and more performant. Thermoset composites are currently and widely used however this kind of composites presents a severe drawback due to their non- recyclable character. One of the objectives of the “Résines idéales” project and of this thesis is to develop new composites made from thermoplastic matrix, endowed with similar properties. Among them, the fire behavior is a major challenge and the aim of this work is to develop new flame retardant systems for thermoplastics composites reinforced with continuous fibers. Firstly, we have performed a screening of potentially effective phosphorus flame retardants. Also, we have studied the influence of the reinforcement taffetas on the thermal stability and fire behavior. For that, various tests have been performed such as cone calorimeter, LOI and UL-94. Then, to improve the fire behavior and particularly to satisfy the aeronautical fire standards (the most challenging), we have studied binary and ternary mixtures of flame retardants constituted by the selected phosphorus flame retardant and other additives: alumina, aluminum hydroxide (ATH), expanded graphite and 9,10-dihydro-9-oxy-10-phosphaphenanthrene-10-oxide (DOPO). In each case, the thermal stability and fire behavior have been characterized and discussed

Dans cette étude, nous avons cherché à développer de nouvelles formulations pour améliorer la stabilité thermique et le comportement au feu de trois matrices polymères de grande diffusion: le polyéthylène (PE), le polystyrène (PS) et le polyamide 66 (PA66). Le système intumescent employé consiste à combiner des retardateurs de flammes classiques (polyphosphate d’ammonium (APP) et pentaérythritol (PER)) avec une faible quantité de nanooxydes métalliques dont les propriétés auraient été ajustées sur mesure de façon à améliorer la compatibilité du mélange à l’état fondu, ou encore pour changer le mécanisme de dégradation d’un point de vue chimique (effets catalytiques) ou physiques (effet barrière, viscosité etc…). Une partie importante de cette étude a donc été d’abord consacrée à la synthèse d’oxydes à morphologie, porosité, structure ou fonctionnalités particulières. A cet égard, les silices mésoporeuses possèdent l’avantage de présenter des surfaces spécifiques élevées (700-1400 m²/g) et une taille de pores compatible avec les chaines polymères. En adaptant les conditions de synthèse, nous avons cherché à établir des relations entre certains paramètres relatifs aux silices préparées (tels que la (1) surface spécifique (2) la taille des particules (3) la taille des pores (4) la morphologie et (5) le type de structure (en général SBA-15)) sur la stabilité thermique et le comportement au feu du polyéthylène. Préalablement, les propriétés texturales, structurales et chimiques de ces silices ont été caractérisées par porosimétrie à l’azote à 77K, DRX et FTIR. Globalement, les améliorations apportées par les silices mésostructurées restent modestes par rapport à celles induites par les RF classiques seuls et ceci particulièrement pour les polymères non charbonnants (PE et PS). Ceci est dû probablement à la très grande disparité des teneurs respectives en silice et RF dans les composites testés (1 et 24% en masse, respectivement). L’effet du taux de silice SBA-15 (0,5-10wt%) à taux de charge constant et égal à 25% massique a été également étudié pour les trois matrices polymères. Les valeurs maximales d’IOL (indice limite d’oxygène) sont toujours obtenues pour 1-2% de SBA-15. Les modifications de surface des silices SBA-15 par greffage des différentes fonctions organiques (CTAB, amine, thiol, phénol, phosphonate, acide benzoïque et diphénylphosphate), inorganiques (aluminium, acide phosphorique et acide tungstophosphorique) ou métalliques (cuivre, nickel) ont fait l’objet de caractérisations poussées afin d’évaluer la quantité et la stabilité thermique des espèces greffées ainsi que la nature des liaisons de surface. D’autres types de nanooxydes synthétiques (aluminophosphates, phosphate de zirconium et nanotubes de type titanates) ou commerciaux (CeO2, ZrO2, CeZr et CePr) ont également été étudiés. La plupart de ces échantillons a montré un effet légèrement positif sur la stabilité thermique et le comportement au feu des polymères. De point de vue mécanistique, les analyses réalisées en Py-GC-MS montrent que les oxydes greffés par des acides catalysent la transformation des alcènes et des diènes issus de la décomposition du PE en aromatiques. En présence de SBA-15, l’analyse des résidus carbonés (par DRX, FTIR) montrent la formation de nouvelles phases cristallines phosphosiliciques qui renforcent la couche protectrice. Les phases condensées et gazeuses de quelques formulations performantes en IOL ont été analysée par cône calorimètre et microcalorimètre (PCFC). La substitution d'une fraction d'APP/PER par de la silice SBA-15 a un effet plus marqué sur la stabilité thermique et le comportement au feu de la matrice PA66 (IOL= 48,5 (+10 par rapport au PA66/APP/PER), comparé aux matrices PE (IOL=25 (+0,5 par rapport au PE/APP/PER) et PS (IOL= 24,1 (+0,8 par rapport au PS/APP/PER). De plus, la fonctionnalisation [...] / In this study, we have tried to develop new formulations to improve the thermal stability and fire behavior of three polymer matrices widely used: the polyethylene (PE), the polystyrene (PS) and the polyamide 66 (PA 66). The intumescent system used consists to combine a classical flame retardants (ammonium polyphosphate (APP) and pentaeryhthritol (PER)) with a small amount of nanooxides whose properties can be adjusted in order to improve the compatibility of the melting mixture, or to change the degradation mechanism by a chemical (catalytic effect) or physical (insulating layer, viscosity, etc …) process. The total amount of additives has been set at 25wt%. An important part of this study was consecrated to the synthesis of oxides with different morphologies, porosities, structures and functionalities. In this regard, the mesoporous silica has an advantage of having a high surface area (700-1400 m²/g) and a pore size compatible with the polymer chains. By adapting the synthesis conditions, we have aimed to correlate between some parameters related to the prepared silicas (such as (1) the specific surface area (2) particle size (3) pore size (4) morphology and (5) the type of structure (usually SBA-15)) on the thermal stability and fire behavior of different polymer matrices. A comprehensive study has been conducted globally, regardless of the matrix, that the improvements provided by the mesostructured silicas are modest compared to those elicited by classical FR. However, the fire behavior has been improved (particularly LOI) by combining APP/PER system with 1-2wt% of SBA-15. The surface modification of SBA-15 by grafting a different organic functions (CTAB, amine, thiol, phenol, phosphonate, benzoic acid and diphenylphosphate), inorganic species (aluminum, phosphoric acid and tungstophosphoric acid) or metals (copper, nickel) have been the subject of an advanced characterizations in order to assess the amount and the thermal stability of the grafted species, well as the nature of the surface bonds. Other types of synthetic nanooxides (aluminophosphates, zirconium phosphate and titanate nanotubes) or commercial (CeO2, ZrO2, CeZr and CePr) have been also studied. Most of these particles in combination with APP/PER system have shown a slightly positive effect on the thermal stability and fire behavior of polymers. In mechanistic terms, the nanooxides have mainly an effect on enhancing the barrier effect. The analyses carried out by Py/GC/MS showed that the grafted oxides by acidic species catalyze the conversion of alkenes and dienes (resulting from the decomposition of PE) to aromatics. In the presence of SBA-15, the analysis of char (by XRD and FTIR) shows the formation of new crystalline phases which enhance the protective layer.