Brevet FR2282033A1 — publié le 19760312

L'invention concerne un vitrage résistant à la chaleur et son montage à l'intérieur d'un cadre. La tenue au feu d'un élément de construction est essentiellement caractérisée par sa durée de résistance au feu, ctest-b-dire la durée minimale exprimée en minu- tes pendant laquelle cet élément arrête le feu au cours d'une épreuve effectuée dans des conditions normalisées (DIN 4102). De manière habituelle, les vitrages résistants au feu utilisent des verres silicates de composition courante et on leur confère une résistance au feu satisfaisante en utilisant des feuilles de verre armées d'un treillis métallique qui a pour objet de maintenir en place les morceaux de verre lorsque l'action de la cha- leur a provoqué la rupture de la feuille ; pour emZkiker que celle-ci ne glisse ensuite hors du cadre, il est connu de la maintenir en place au moins le long de son bord supérieur à l'aide de boulons métPlliques qui passent à l'intérieur des mailles du treillis A travers des trous pratiqués dans la feuille de verre 6 605 011). On peut aussi employer des feuilles de verre silicate ordinaires montées de façon 8 éviter l'apparition de contraintes d'extension dans la région sarginole des feuilles, de sorte que ces feuilles ne se brisent pas, mais conservent une haute résistance au feu. le principe d'une telle solution est de permettre au flux thermique d'atteindre au moins aussi facilement les bords que le reste du pourtour du vitrage. pans ces derniers types de vitrages évoqués, la tenue au feu est limitée par le ramollisserent de la feuille de verre qui tend A s'affaisser et à glisser du cadre sous son propre poids. Conformément à l'invention, il est possible d'éviter cet inconvénient par l'emploi de moyens d'immobilisation exerçant leur action sur les bords de la feuille sous l'influence de la chaleur. Cette action peut résulter de divers phénoms. Selon une première version, on interpose entre la feuille elle-mame et les parcloses qui en maintiennent les bords des bandes d'un matériau minéral, par ewes- pie de minces bandes à base de verre qui se ramollissent et solidarisent la feuille aux parcloses sous l'action du réchauffement, ou encore des matériaux qui subissent sous action de la chaleur une forte dilatation ou qui s'expansent et ainsi, agissent essentiellement par le serrage qu'ils exercent. Il est encore possible, selon une autre variante, de maintenir la feuille à l'aide de parcloses conttituées de deux lames metalliques de coefficients de dila-~ tation différents, qui pincent fortement la feuille par effet de bilame sous l'action de la chaleur. Toutes ces solutions ont en commun d'éviter, dans les conditions d'emploi ordinaires, c'est-à-dire par exemple à température ambiante, toute concentration locale de contrainte susceptible de conduire à une rupture prérnturée. Un préserrage, local ou non, ne conduit pas à l'effet recherché car les contraintes disparaissent sous l'action de la chaleur, les parcloses se tordant de telle façon que l'on ne peut pas garantir l'efficacité du pinçage obtenu dans ces conditions. Une fixation par points, grâce en particulier à des trous pratiqués dans le bord de la feuille, crée des points faibles nuisibles qui provoquent une rupture prématurée. Au contraire, grace à l'invention, le maintien s'effectue sans qu'aucune concentration de contraintes ntapparaisse, meme lorsque l'action repose sur un serrage mécanique, car la feuille de verre se ramollit au fur et à mesure de 1' aug- mentation du serrage et les organes de fixation mécaniques peuvent ainsi pénétrer superficiellement dans le verre, de sorte qu'ils le maintiennent en place de façon très efficace. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront décrits à l'aide des dessins en annexe, qui représentent différents modes d'exécution. Ces dessins montrent . Figure 1, une vue partielle d'un vitrage monté conformément à l'invention, . Figure 2, une section suivant la ligne II/II de la figure 1, . Figures 3 à 6, des sections correspondant à d'autres modes de mise en oeuvre de feuilles de verre ordinaires. . Figures 7 à 9, des variantes correspondant à l'utilisation d'une feuille de verre armé. Comme le montre la figure 1, la feuille de verre silicate 1 est disposée à l'intérieur d'un cbflssis formé par l'assemblage de profilésrectangulaires 2. Ce chassies peut être monté directement sur la maçonnerie ou même s'y trouver incorporé, mais il peut aussi constituer le cadre d'un panneau mobile tel qu'un vantail de fenêtre pivotant sur un dormant solidaire de la maçonnerie ; on peut bien entendu remplacer le profil rectangulaire par tout autre dessin approprié. La feuille de verre 1 est fixée sur le profilé 2 par l'intermédiaire de deux parcloses 3 et 4 en forme de Z. La construction représentée sur les figures 1 et 2 est dissymétrique : elle correspond au cas où l'on sait à l'avance de quel cEté le vitrage risque d'être exposé à la chaleur par suite d'un incendie ; dans cet exemple, il s'agit du cOté où se trouve placée la parclose 3. Cette dernière est munie, sur toute sa longueur, d'évidements 5 séparés par des ponts 6 qui relient l'aile 7, vissée sur le profilé 2, à l'aile 8 qui porte sur la feuille de verre 1. Les évidements 5 servent, suivant le principe évoqué plus haut, à permettre à la chaleur d'atteindre, le cas échéant, le bord pris dans la monture, pour éviter l'apparition d'un gradient de température dangereux entre ce bord et le reste du pourtour de la feuille. Sur le c6té opposé, la feuille de verre est maintenue par la parclose 4 ; deux bandes isolantes se trouvent placées, l'une, 10, entre la parclose 4 et la feuille de verre 1, l'autre, 11, entre le profilé 2 et la tranche de la feuille de verre 1. Ces bandes isolantes sont, par exemple, constituées d'amiante et elles empêchent que le bord de la feuille ne se refroidisse par contact direct avec les profilés métalliques 2 et 4. De minces bandes de verre 13 sont interposées entre la parclose 3 et la feuille de verre 1. Ces bandes peuvent titre constituées du mame verre que la feuille 1, mais peuvent aussi utiliser un verre ayant une température de ramollissement inférieure. Il ne s'agit pas nécessairement d'un verre au sens propre du terme : tout matériau inorganique peut convenir, s'il cowBence à se ramollir pour adhérer aux parois en contact à une température au plus égale à celle à laquelle cette feuille commence elle-même à se ramollir. Les bandes 13 deviennent ainsi solidaires des bords de la feuille de verre 1 sous l'action d'une température suffisante et, corme elles collent aussi sur la parclose 3 et sont retannas par son aile 8, la feuille 1, prisonnière entre les deux parcloses 3 et 4, ne risque pas de glisser hors de son cadre. On peut atteindre le mOrne résultat en déposant soit sur la feuille de verre dans la région des bords, soit sur la portée correspondant des parcloses, une glaçure ou éS;1 à bas point de fusion dont le ramollissement intervient avant que la parclose ne coeince à se déformer et à perdre le contact de la feuille. Il est avantageux d'utiliser une feuille de verre trempée obimiquement ou thermiquement et, dans ce dernier cas, on emploiera de préférence des feuilles trempées horizontalement, donc exemptes de marques de pinces susceptibles de constituer des points faibles qui nuisent à la tenues au feu. La feuille de verre 1 peut aussi entre munie sur une de ses faces, ou sur les deux, d'un revêtement réfléchissant le rayonnement calorifique, ce qui améliore encore sa résistance au feu. On peut employer dans ce but des couches usuelles de métaux ou d'oxydes métalliques réf léchissant le rayonnement infra-rouge, comme l'or ou les oxydes d'étain et d'antimoine. n est alors avantageux de laisser les bords libres de revdtement, de sorte qu'ils absorbent plus de rayonnement calorifique que le reste de la feuille. On peut transformer la mise en oeuvre des figures 1 et 2 de façon à rendre symétrique la construction du chassies, n suffit de replacer la parclose pleine 4 par une parclose ajourée identique à la parelose 3, et la bande isolante 10 par une bande identique à la bande 13. Le vitrage résiste alors au feu sur ses deux faces. L1 exemple représenté par la figure 3 correspond également à un montage symétrique. La feuille de verre 21 est fixée à l'intérieur du chassies formé par les profilés 22 à l'side de deux parcloses en Z, 23 et 24, toujours vissées sur le profilé 22. Les deux parcloses 23 et 24 sont munies d'évidements analogues à ceux des figures précédentes, pour permettre l'exposition des bords de la feuille 21 aux flammes ou au rayonnement calorifique.Chacune des parcloses 23 et 24 est formée de deux lames métalliques assemblées, à savoir une lame interne 23a, 24a et une lame externe 23b, 24b, cette dernière étant constituée d'un métal de coefficient de dilatation supérieur à celui de la lame interne ; on peut utiliser par exemple deux aciers de compositions différentes. il en résulte que, sous l'action âe la chaleur, les parcloses se cintrent vers la feuille de verre 21 à la manière d'un bilame, leurs rebords pénétrant dans la surface du verre aussitôt que celle-si se ramollit on est donc certain que la feuille est solidement maintenue dans son cadre. Montre la tranche de la feuille de verre 21 et le profilé rectangulaire 22, est disposée une bande isolante 25 qui assure en même temps l'étanchéité du vitrage le long de son cassis. La variante représentée par la figure 4 travaille de façon un peu différente. La feuille de verre 31 est de nouveau fixée sur le profilé rectangulaire 32 à l'aide de parcloses 33, 34 dont le profil est cette fois identique à celui des parcloses 3 décrites à propos des figures 1 et 2 et présente sur toute sa longueur les mêmes évidements. Une couche isolante 35, en amiante, est disposée entre la tranche de la feuille de verre 31 et le profilé rectangulaire 32. Des bandes 36, 37 constituées d'un matériau qui se dilate fortement sous l'action de la chaleur et serre ainsi énergiquement le bord de la feuille 31 sont placées entre les parcloses 33, 34 et la feuille de verre 31. Les bandes 36, 37 possèdent également des évidements qui sont placés en regard de ceux des parcloses 33, 34 ; ces évidements peuvent éventuellement outre pratiqués en mOrne temps que les précédents.On peut employer des matériaux tels que ceux décrits par le modèle d'utilité allemand Dm-GII 1 852 959. La construction du châssis métallique représenté par la figure 5 est comparable à celle montrée par la figure 4. Sur le profil rectangulaire 42 sont vissées deux parcloses 43, 44 emprisonnant la feuille de verre 41 dont la tranche est de nouveau bordée par une bande 45 d'amiante servant, ici encore, à l'isolation thermique et à l'étanchéité. Une fente subsiste entre la feuille de verre 41 et les rebords des parcloses et cette fente est remplie d'une couche d'un produit adhésif 46, 47 ; on peut employer, par exemple, des ciments ou mastics à base de verre soluble (silicate de sodium). Bien entendu, il est nécessaire que ces produits conservent, voire acquièrent, leurs propriétés adhésives aux températures où la feuille de verre silicate se ramollit. La figure 6 montre un vitrage comprenant deux feuilles de verre 51a et 51b disposées l'une derrière l'autre. La résistance au feu d'un tel vitrage est bien évidemment supérieure à celle d'un vitrage simple. Les deux feuilles de verre sont fixées sur leurs faces extérieures par deux parcloses 53, 54 vissées sur le profilé 52 ; la bande 55 d'amiante placée entre la tranche des vitres 51, 51b et le profilé 52 sert, ici encore, à l'isolation thermique et à l'étanchéité. Un profilé en U, 56, sépare les deux feuilles 51a, 51b le long du bord. Les ailes de ce profilé sont pourvues d'évidements 57 placés en face des évidements des parcloses 53, 54, de façon à permettre la propagation du rayonnement et à obtenir que la feuille la plus éloignée de la chaleur soit également chauffée sur les bords ; on peut, bien entendu, remplacer les deux feuilles de verre par un vitrage isolant pré-fabriqué muni d'une entretoise en acier. Entre les parcloses 53, 54 et les feuilles de verre 51a, 51b, sont de nouveau disposées deux minces bandes de verre 58 et 59 qui assurent un collage sous l'action de la chaleur. La figure 7 représente une variante dans laquelle, contrairaient aux différents cas précédents, le bord prisonnier de la feuille de verre 61 n'est pas directement exposé a la chaleur. La feuille 61 se brise donc lorsqu'elle est exposée au feu, mais les morceaux sont maintenus ensemble par l'armalulr métallique 62. Dans ce cas comme dans les précédents, il est possible d'utiliser les diverses solutions précé dément décrites pour éviter que la feuille ne risque de glisser à l'extérieur du chtasis. pans le cas plus particulier de la figure, des bandes de verre 65, 66 sont interposées entre la feuille 61 et les parcloses 63, 64.Ces dernières sont vissées sur le profilé métallique 67, et une bande 68 d'amiante est interposée entre ce de nier et la feuille de verre. la figure 8 représente une autre version utilisant des feuilles de verre armé et dans laquelle on obtientune nouvelle augmentation de la tenue au feu. La feuille de verre 71 est maintenue par des parcloses 73, 74 et des bandes de verre 75, 76 sont encore insérées entre elle et chacune des parcloses. Une bande d'amiante 78 est disposée entre le profilé rectangulaire 77 et la branche de la feuille de verre armé 71. in outre, les parcloses 73, 74 sont xasqaées par des cornières en acier 80, 81 créant le long du bord exposé un espace creux qui augmente le pouvoir isolent ; cet espace peut d'ailleurs, pour plus d'éfficacité, être rempli d'un matériau isolant 82. Le mode d'action de cette variante repose sur le fait que la présence des cornières 80, 81 et, le cas échéant, du matériau isolant minéral 82 retarde considé rablament le moment où les profilés 73, 74 sont portés à température élevée par l'action des flammes ; c'est seulement lorsque l'échauffement s'est produit que commence à s'exercer l'action des bandes de verre 75, 76 qui, grave à leur rasollis- sement, viennent coller le bord de la feuille dans son cadre métallique. Ce type de montage prolonge donc la résistance de façon notable. Le collage obtenu grace aux bandes de verre 75, 76, peut encore outre amélioré si l'on munit les parcloses 73, 74 de trous 84 ; en se rasollissant, les bandes de verre 75, 76 pénètrent et s'accrochent dans une certaine mesure dans ces trous qui ont donc une fonction différente des évidements 5 des exemples précédents. Bien entendu, on peut aussi combiner en un seul élément chacune des parcloses maintenant la feuille de verre et des cornières servant à les isoler de la chaleur. Une telle solution est entrée par la figure 9 : les profits creux 86, 87 servent aussi bien à maintenir en place la feuille de verre 71 par interposition des bandes de verre 75, 76 qu'è isoler la bordure de la chaleur. il faut seulement prendre soin, comme dans le cas décrit plus haut, d'utiliser un métal résistant à l'action du feu ; il s'est avéré que l'aluminium ne convient pas mais que des profilés en acier répondent correctement à cette exigence. Les modes de construction décrits ne trouvent pas seulener. leur utilisation pour créer des feutres résistant au feu dans les bâtiments élevés, mais sont également propres à toutes sortes d'autres emplois. Ils peuvent s'appliquer chaque fois qu'une feuille de verre de silicate est susceptible d'entre soumise à la chaleur, et qu'il importe d'obtenir une résistance au feu, le cas échéant une action pare-feu. C'est, par exemple, le cas pour des cloisons internes de bâtiments, des portes isolantes, des éléments de blindage, des portes ou fenêtres de fours, des cloisons séparatrices de puits de mine. REvENDICÂTlO 1. Vitrages résistants à la chaleur et montés à l'intérieur d'un cadre, caractérisés par des moyens d'immobilisation exerçant leur action sur les bords des feuilles de verre sous l'influence de la chaleur. 2. Vitrages selon la revendication 1, caractérisés en ce que se trouve interposé entra la feuille (1 ; 51a, 51b) un matériau minéral se ramollissant à la chaleur et solidarisant les feuilles avec les parcloses (3 ; 53, 54 ; 63, 64) qui la maintien nent en place. 3. Vitrages selon la revendication 2, caractérisés en ce que les bandes de matériau minéral se ramollissant å la chaleur sont réalisées sous la forme de couches d'une glaçure ou émail à bas point de fusion, déposées sur l'une au moins des portées de maintien, à savoir sur les feuilles de verre dans la région des bords ou sur la portée correspondante des parcloses. 4. Vitrages selon la revendication 2, caractérisés en ce que le matériau solidarisant les feuilles et les parcloses est mis en place sous forme de bandes distinctes (13 ; 58, 59 ; 65, 66). 5. Vitrages selon la revendication 4, caractérisés en ce que lesdites bandes sont constituées d'un verre de silicate de mOrne composition que les feuilles de verre. 6. Vitrages selon la revendication 4, caractérisés en ce que lesdites bandes sont constituées d'un verre de silicate ayant une température de ramollissement inférieure à celles des feuilles de verre. 7. Vitrages selon la revendication 1, caractérisés en ce que se trouve interposé, entre les feuilles de verre (31) et les parcloses (33, 34), un matériau (36, 37) subissant, sous l'action de la chaleur, une dilatation ou elpansion élevée et retenant lesdites feuilles par une action de serrage. 8. Vitrages selon la revendication 1, caractérisés en ce que les feuilles de verre sont maintenues par des parcloses (23, 24) constituées de deux éléments métalliques de coefficients de dilatation différents, qui pincent les feuilles par effet de bilame sous l'action de la chaleur. 9. Vitrages selon l'une des revendications précédentes, caractérisés en ce que les parcloses (3 ; 23, 24 ; 33, 34 ; 43, 44) sont munies sur toute leur longueur d'évidements (5) qui permettent à la chaleur d'atteindre le bord du vitrage. 10. Vitrages selon la revendication 9, caractérisés en ce que les feuilles de verre (1 ; 21 ; 31 ; 41 ; 51a, 51b) sont constituées de verre trempé thermiquement ou chimiquement. 11. Vitrages selon la revendication 10, caractérisés en ce que les feuilles de verre sont trempées theroiquement en position horizontale, donc exemptes de marques de pinces. 12. Vitrages selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisés en ce cae les feuilles de verre (61) sont des feuilles de verre armé. 13. Vitrages selon l'une des revendications précédentes, caractérisés en ce qu'il comprend plusieurs feuilles de verre (51a, 51b) séparées par un espace d'air. 14. Vitrages selon l'une des revendications précédentes, caractérisés en ce que les feuilles de verre sont munies d'un rev8temert réfléchissant le rajornemer; calorifique. 15. Vitrages selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisés en ce que les parcloses (73, 74) sont masquées par des cornières (80, 81) constituées d'un métal résistant à la chaleur. 17. Vitrages selon la revendication 15, caractérisés en ce que l'ntervalle compris entre une parclose (73, 74) et la cornière (80, 81) correspondante est rempli d'un isolant minéral (82). 17. Vitrages selon l'une des revendications 15 et 16, comprenant des bandes de fixation constituées d'un matériau minéral se ramollissant à la chaleur et caractérisés en ce que les parcloses (73, 74) sont munies de trous (84) pen-ettant à ces bandes de verre (75, 76) de s'accrocher. 18. Vitrages selon l'une des revendications 15 à 17, caractérisés en ce que les parcloses qui maintiennent les feuilles de verre et les cornières qui en isolent les bords de la chaleur se combinent en un unique profilé creux (86, 87).