Brevet FR2092721A1 — publié le 19720128

Dans de nombreux cas de réalisation de constructions diverses, on met en oeuvre une charpente ou une ossature métalli- que porteuse constituée par l'assemblage de piliers, poutres, poutrelles, poteaux, fermes, etc., formés par des profilés métalliques. Selon l'application particulière ou le mode d'utilisation de la construction réalisée, il est courant de laisser en l'état les profilés métalliques qui sont uniquement recouverts d'un revêtement protecteur tel qu'une peinture. En dehors de l'aspect inesthétique d'une telle construction, il faut remarquer qu'en cas d'incendie certains au moins des éléments constitutifs de la charpente porteuse sont directement exposés au feu ou à la chaleur, ce qui a pour effet de diminuer notablement la résistance mécanique de ces éléments constitutifs exposés et, par suite, de détruire la structure homogène de la charpente ou de l'ossature porteuse dont certaines parties peuvent flamber ou fléchir. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient majeur en créant une enveloppe pare-feu capable d'assurer une protection efficace des profilés constitutifs d'une charpente ou d'une ossature porteuse pour conserver à cette dernière ses caractéristiques de résistance mécanique pendant un délai suffisant pour permettre l'extinction d'un incendie. Conformément à l'invention, l'enveloppe pare-feu pour éléments constitutifs d'une charpente métallique est constituée par des panneaux élémentaires entourant complètement le profilé sur lequel ils sont fixés au moins en partie par collage et comprenant chacun une âme en matière réfractaire rendue solidaire par collage d'au moins une tôle de parement extérieure dont les côtés verticaux sont réalisés pour former avec les côtés homologues d'un panneau contigu un couvre-joint recouvrant la solution de continuité des plans d'assemblage. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suito Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitifs, aux dessins an vexés, la fig. 1 est une perspective partielle, en partie arrachée, de l'enveloppe pare-feu conforme à l'invention. La fig. 2 est une coupe transversale prise sensiblement suivant le plan II-II de la fig. 1. La fig0 3 est une coupe-élévation partielle illustrant un détail de réalisation de l'enveloppe. Les fig. 4 et 5 sont des coupes transversales analogues à la fig. 2, montrant deux variantes de réalisation de l'enveloppe0 La fig. 6 est une élévation latérale partielle correspondant à la fig0 5. les fig0 7 à 9 sont des coupes transversales partielles représentant différentes variantes de réalisation de l'enveloppe. les fig0 1 et 2 montrent l'application de l'enveloppe parefeu à la protection d'un élément constitutif d'une charpente ou ossature métallique porteuse formé par un profilé métallique 1 du type en H comportant deux ailes parallèles et de même longueur 2 et 3 s'étendant également de part et d'autre d'une âme 4 les reliant. Il est toutefois évident que le profilé 1 constituant un pilier, une poutre, une poutrelle, un poteau, une ferme, etc. pourrait présenter une section différente. L'enveloppe pare-feu est constituée par des éléments ou organes 5 d'appui et de fixation de panneaux élémentaires 6 isolants et pare-feu. les éléments ou organes 5, au nombre de quatre, dans l'exemple représenté, sont respectivement constitués par une cornière 7, par exemple en tôle, supportant sur les faces internes de ses ailes des cales-entretoises 8 en forme d'équerre, réalisées en une matière isolante, par exemple en laine de roche, en feutre ou, de préférence, en fibre céramique, principalement à base d'alumine et de silice. Les cales-entretoises 8 sont, de préférence, fixées par collage sur la cornière 7 et rendues solidaires, également par collage, par leurs faces internes des parties terminales des ailes 2 et 3 qu'elles entourent partiellement. Une colle silicatée est particulièrement appropriée pour effectuer le collage. Chaque panneau élémentaire 6 comprend une âme isolante 9 rendue solidaire par collage d'un réseau ou d'un treillis 10 en grillage ou en métal déployé, et d'une tôle de parement 11. L'âme 9 peut être réalisée en un certain nombre de matières réfractaires choisies parmi celles présentant un très bon coefficient d'isolation phonique et thermique. le plus souvent, l'âme 9 est constituée par une nappe ou une projection de fibre céramique à base d'alumine et de silice analogue à celle des des cales-entretoises 8. Pour constituer l'enveloppe pare-feu protectrice d'un élément d'une charpente métallique tel que le profilé 1, on fixe par collage, au niveau des parties terminales des ailes 2 et 3, quatre cornières métalliques 7. On fixe ensuite par collage deux panneaux élémentaires 6 pour couvrir, sans contact de surface direct, les faces extérieures des ailes 2 et 3 du profilé 1. On place ensuite d'une manière analogue deux panneaux élémentaires 6a qui présentent la particularité de comporter chacun une âme 9a dont la largeur est approximativement égale à la mesure comprise entre les faces extérieures parallèles 7a des cornières 7.De cette façon, les panneaux élémentaires 6a peuvent être fixés par collage tout en étant imbriqués par leur âme 9a entre les panneaux 6 avec lesquels ils constituent une enveloppe périphérique complète, Il y a lieu de remarquer que les tôles de parement lla des panneaux élémentaires 6a présentent une largeur choisie avantageusement pour assurer le recouvrement des chants correspondants des tôles 11 des deux panneaux 6 précédemment montés. L'enveloppe constituée comme décrit ci-dessus est ensuite complétée par la mise en place de couvre-joints 12 formés par des profilés corniers destinés à recouvrir les solutions de continuité apparentes entre les tôles de parement Il et lia. Les différents couvre-joints 12 peuvent être montés de toute fa çon convenable et, en particulier, être fixés simultanément sur deux panneaux contigu par l'intermédiaire de vis à tôle 13 dont la longueur et la p o sition sont choisies pour qu'elles puissent traverser chacune, comme cela apparat à la fig0 2, la tôle de parement 11 du panneau élémentaire 6 correspondant, l'âme 9, le réseau ou le treillis 10, l'aile de la cornière 7, ainsi que la cale-entretoise 8. L'enveloppe pare-feu ainsi constituée ne présente pas de solution de continuité ou de plan de joint directement accessible et permet ainsi d'assurer une protection efficace du profilé 1 s'opposant à toute transmission thermique par conduction0 En effet, les seuls organes constitutifs de l'enveloppe en contact commun et mutuel sont les tôles il et les vis 13, lesquels présentent une section insuffisante pour que la chaleur extérieure puisse être appliquée au profilé 1. L'enveloppe pare-feu protectrice comporte de très grandes caractéristiques de résistance puisqu'elle est constituée pour chacune de ses faces d'écrans successifs -ésistants et qu'elle est, en outre, fixée et maintenue sur le profilé par l'intermédiaire d'éléments également résistants et isolants.Dans tous les cas, on est donc certain d'assurer une protection efficace du profilé 1 qui peut être protégé supplémentairement en faisant circuler à l'intérieur des passages A et B qu'il délimite avec l'enveloppe protectrice pare-feu l'entourant un fluide quelconque, par exemple un gaz neutre, assurant une ventilation interne pour la protection directe du profilé 1 ou, éventuellement, de celle de gaines, conduits, canalisations de guidage ou de protection, tuyauteries diverses empruntant les passages A et B. Comme cela ressort de la fig. 1, il peut être prévu de faire comporter dans l'un au moins des panneaux élémentaires 6 une trappe ou une plaquette amovible 14 recouvrant un embout de raccordement de tuyauteries ou canalisations de circulation0 Une telle disposition est bien entendu utilisable lorsqu'un incendie se déclare à un niveau inférieur ou supérieur à celui du tronçon de profilé 1 dont l'enveloppe comporte la trappe ou la plaquette 14. Dans ce qui précède, on indique que l'enveloppe pare-feu est constituée par la mise en place de façon jointive des panneaux 6 et 6a qui doivent avoir une hauteur égale à celle du profilé ou tronçon de profilé 1 à protéger. Dans le cas où le profilé 1 présente une longueur ou une hauteur relativement importante, il peut être avantageux de réaliser l'enveloppe au moyen de tronçons ou sections de panneaux élémentaires 6 et 6a de même hauteur, destinés à être disposés en alignement les uns par dessus les autres pour couvrir toute la hauteur ou la longueur du profilé à protéger.Dans un tel exemple d'application, il a été trouvé avantageux de constituer la tôle de parement 11 ou Ila de chaque panneau élémentaire 6 ou 6a pour lui faire comporter une rive inférieure 15 contre-coudée délimitant une plage 16 déportée latéralenent d'une-mesure égale à l'épais- seur de ladite tôle (fig. 3). La plage 16 est, en outre, prévue pour s'étende au-delà de l'âme 9 en matière isolante. Chaque panneau monté -de fa-çon;superposée à un panneau correspon- dant faisant partie du tronçon d'enveloppe déåà réalisé est ainsi emboité sur le panneau inférieur par l'intermédiaire de la plage 16 qui constitue simultanément un couvre-joint dissi- mulant totalement la soLution Qe continuité existant entre les deux panneaux superposés. il y a lieu de remarquer que la plage 16 constitue aussi un Joint de dilatation à recouvrement qui permet de tenir compte des variations de caractéristiques dimen- sionnelles des différents panneaux selon les températures. La fig. 3 montre y'unie telle mise en oeuvre est également prévue en ce qui concerne les couvre-joints 12 réalisés pour comporter à leur partie basse t au niveau de chacune de leurs ailes une plage 17 déportée latéralement, destinée à embosser les parties correspondantes des tôles de parement de deux panneaux superposés en ayant pour effet de dissimuler le plan de joint existant entre ces deux tôles de parement. La fig. 4 illustre une variante de réalisation, suivant laquelle chaque panneau élémentaire 6 ou 6a constitutif de l'enveloppe pare-feu comprend une âme 9 en matière isolante, par exemple en fibre céramique, associée sur ses deux faces à deux réseaux ou treillis métalliques 18 et 19 dont l'un est recouvert par la tôle de parement 11. Quel que soit le mode de réalisation suivant les fig. 1 à 4, il faut remarquer que les panneaux élémentaires constitutifs de l'enveloppe sont légers, faciles à manier sur chantier et peuvent, en outre, être fabriqués en usine aux dimensions requises tenant compte de celles des profilés à protéger ainsi que de la nature ou de l'épaisseur des cales-entretoises 8 et des ames isolantes 9. La fig. 5 illustre une autre forme de réalisation, suivant laquelle les éléments ou organes 5 d'appui et de fixation sont constitués par des équerres métalliques 19 montées de façon analogue aux cales-entretoises 8 par rapport aux parties terminales des ailes 2 et 3 sur lesquelles elles sont fixées par l'intermédiaire de tiges 20 de faible section. Les équerres métalliques 19 sont fixées, pour chaque aile 2 et 3, par série de quatre, de manière que les tiges 20 des deux équerres supérieures 'une même série constituent des éléments de guidage et d'alignement, tondis qu'au moins les tiges 20 des équerres inférieures de la meme série forment des butées d'appui pour une pla ue de doublure 21 qui est ainsi placée entre la face exterieure de chaque aile et les branches extérieures des équerres 19.Les séries d'équerres 19 peuvent être disposées pour que les plaques de doublure 21 soient espacées l'une par rapport à l'autre d'une mesure suffisante pour permettre la mise en place et l'engagement par coulissement de chaque plaue de doublure 21. Comme dans l'exemple précédent, les pl;ipues de doublure 21 sont réalisées en une matiere isolante, de préférence en une matière isolante et réfractaire, principalement à base d'amiante ou de fibre céramique. Les équerres 19 constituent également des organes d'appui et de fixation sur lesquels sont montés par collage des panneaux 22, par exemple en fibre céramique, qui peuvent éventuellement être renforcés par un ou plusieurs réseaux ou treillis analogues à ceux désignés par les références 10 de l'exemple suivant la fig. 1. Les panneaux 22 sont initialement découpés pour délimiter ensemble, après mise en place et pose, une enveloppe continue fermée qui est complétée par le montage de tôles de parement 23 réalisées sous la forme de demi-cof frage emboltables l'un dans l'autre par des joints d'assemblage du type à recouvrement, tels que les joints de dilatation décrits dans l'exemple de la fig. 3.A cet effet, il peut être prévu de faire comporter à chaque demi- coffrage 23 en tôle pliée une feuillure ou une glissière 24 s'étendant le long du bord vertical de l'un des petits côtés, de manière à recevoir le bord libre du côté homologue du second demi-coffrage 23. Ce mode de liaison permet de dissimuler totalement les solutions de continuité entre les demi-coffrages 23 dont la fixation peut être complétée par l'intermédiaire de vis Parker 25 amenées à traverser les panneaux 22 ainsi que les plaques de doublure 21. il faut également noter que cette disposition permet d'assurer une double protection des parties les plus fragiles du profilé, c'est-à-dire de la partie des ailes 2 et 3 reliée à l'amie 4 et de supprimer totalement les ponts thermiques ou électriques susceptibles d'exister entre les tôles de parement 23 et le profilé 1. La fig. 7 montre une autre forme d'exécution, suivant laquelle l'enveloppe pare-feu est uniquement constituée par des panneaux élémentaires 26 formés chacun par une tôle de parement 27 munie, sur l'une des faces, d'une nappe ou d'une couche 28 de matière réfractaire, notamment en fibre céramique, qui peut être une nappe prédécoupée et collée ou une couche réalisée par projection de fibres courtes associées à un liant inorganique tel qu'un colle silicatée.Une telle réalisation est, de préférence, réalisée en usine, de manière à assurer un calibrage rigoureux de l'épaisseur de chaque panneau élémentaire 26 en fonction de la protection à conférer. la tôle de parement 27 de chaque panneau cst, en outre, conformée pour que l'un de ses bords verticaux comporte, au-delà de la couche 28, une glissière 29 et, le long de son second côté vertical, un bord 30 replié en direction de la couche 28. La mise en place et la constitution de l'enveloppe pare-feu s'effectuent en plaçant par exemple un premier panneau élémentaire 26 qui est directement collé sur l'aile 2 ou 3 du profilé. Un second panneau, tel que le panneau 26a, est alors monté et disposé pour que le bord replié 30a soit engagé dans la glissière 29 du panneau 26 pour réaliser ainsi un joint de recouvrement. Le panneau 26a est bien entendu fixé également par collage de la couche 28 sur les chants correspondants des ailes 2 et 3. On procède de façon analogue pour la mise en place des deux autres panneaux puis on complète la fixation mutuelle par la pose de vis à tôle 13 traversant les glissières 23 et les bords 30. La fig. 8 montre une variante de réali3ation, suivant laquelle chaque panneau élémentaire 26 comporte uniquement une tôle de recouvrement 31 entièrement plane supportant une couche 28 de matière réfractaire. Ces panneaux fixés par collage sont, de préférence, réalisés pour obtenir pour chaque panneau un recouvrement d'au moins un chant par le panneau contigu.Ce recouvrement peut être assuré dans un sens pour la matière réfractaire, et dans le sens contraire pour les tôles de parement, La liaison entre les panneaux 26 et 26a peut être complétée par la mise en place de vis à tôle 320 La fig. 9 illustre une autre forme de réalisation suivant laquelle chaque panneau élémentaire 26 comporte une couche ou une nappe 28 de matière réfractaire réalisée pour présenter le long des côtés verticaux du panneau un chanfrein 33 s'étendant suivant un angle sensiblement égal à 4TO. Comme décrit précédemment, la fixation par collage des panneaux 26 est complétée par la mise en place de vis à tôle 32 destinées également à assurer le maintien des couvre-joints 33 en forme de profilés corniers emboîtant simultanément les tôles de parement 31 de deux panneaux contigus pour dissimuler totalement le plan de joint entre ces derniers. il est bien évident que le mode de réalisation suivant la fig. 3, destiné à assurer l'emboîtement et le recouvrement des panneaux élémentaires superposés, peut être mis en oeuvre pour ce qui concerne les variantes de réalisation suivant les fig. 5, 7, 8 et 90 L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation, représentés et décrits en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Enveloppe pare-feu pour éléments constitutifs d'une charpente métallique, caractérisée en ce qu'elle est constituée par des panneaux élémentaires entourant complètement le profilé sur lequel ils sont fixés au moins en partie par collage et com venant chacun une âme en matière réfractaire rendue solidaire par collage d'au moins une tôle de parement extérieure dont les côtés verticaux sont réalisés pour former avec les côtés homologues d'un panneau contigu un couvre-joint recouvrant la solution de continuité des plans d'assemblage. 2 - Enveloppe suivant la revendication î, caractérisée en ce que chaque panneau élémentaire est réalisé pour présenter une hauteur égale à la longueur ou à la hauteur du profilé à protéger. 3 - Enveloppe suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les panneaux élémentaires présentent une hauteur égale à une fraction de la longueur ou de la hauteur du profilé et sont réalisés pour que la tôle de parement qu'il comporte forme, sur l'un au moins de ses côtés, une plage déportée constituant un élément d'emboîtement du panneau contigu et un joint de dilatation à recouvrement et un couvre-joint du plan d'assemblage. 4 - Enveloppe suivant l'une des revendications 1 à 3, carac- térisée en ce que chaque panneau élémentaire est constitué par une âme en fibre cramique rendue solidaire d'une tôle de parement et d'un réseau ou d'un treillis métallique. 5 - Enveloppe suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque panneau élémentaire comporte une âme en matière réfractaire dont les deux faces sont recouvertes d'un réseau ou d'un treillis métallique, l'un de ces réseaux ou treillis étant supplémentairement associé à une tôle de parement1 6 - enveloppe suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les tôles de parement de deux panneaux élémentaires contigus sont reliées par un couvre-joint fixé par des vis traversant les deux panneaux contigus. 7 - Enveloppe suivant l'une des revendications î à 6, caractérisée en ce que les panneaux contigus sont fixés sur le profilé par l'intermédiaire d'organes d'appui et de fixation comprenant au moins des cales-entretoises en matière réfractaire. 8 - Enveloppe suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les cales-entretoises en matière réfractaire des organes d'appui t de fixation sont associées à une cornière métallique commune. 9 - Enveloppe suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les organes d'appui et de fixation sont constitués par des équerres métalliques fixées sur le profilé par l'intermédiaire de tiges de liaison disposes relativement pour quatre équerres correspondant à une même face du profilé, de manière à former des organes de guidage vertical et d'appui pour des plaques de doublure en matière réfractaire. 10 - Enveloppe suitant l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les panneaux élémentaires sont recouverts par des demi-coffrages en tôle assemblés les uns aux autres par des joints de dilatation à recouvrement0 11 - Enveloppe suivant l'une des revendications 1 à 10, ca caractérisée en ce que la tôle de parement de chaque panneau élémentale comporte, au niveau de l'un de ses côtés verticaux, une glissière s'étendant au-delà de l'amie en matière réfractaire et, au niveau de l'autre côté vertical, un bord replié en direction de ladite âmeO