Lorsqu'un élément en bois est exposé au feu, le matériau commence à brûler à la surface. Progressivement, une couche de charbon de bois (bois brûlé) se forme. Avec le temps, la couche de charbon de bois s'épaissit et la section transversale restante du bois diminue. La vitesse de ce processus dépend principalement du type de bois et de l'humidité (taux d'humidité).
Une couche de bois non-carbonisé d’une épaisseur de ± 5 mm est en mesure de réduire la température élevée d’un incendie à ± 100°C. Mais cela n’empêche pas le bois de calciner. Sa vitesse de calcination est en fonction de sa masse volumique. Le sapin se consume à une vitesse de ± 40 mm à l’heure, pendant que le bois dur, dont la masse volumique est bien plus élevée, se consume à une vitesse de ± 30 mm.
La section transversale restante doit pouvoir supporter la charge mécanique de la structure. De plus, une petite partie de cette section non brûlée, juste sous le charbon, est si chaude qu'elle n'a plus aucune force.
Le ralentissement de la chauffe et de la carbonisation du bois est la clé pour augmenter la résistance au feu du bois. Un matériau résistant au feu fonctionne de deux façons :
Au lieu de commencer immédiatement, la formation d'une couche de charbon est retardée.
Dès que le charbon commence à se former, ce processus est ralenti.
Grâce à ces deux effets favorables, la résistance au feu de l'élément en bois peut être prolongée pour atteindre le temps de résistance au feu requis.