Brevet FR2348328A1 — publié le 19771110

La présente invention concerne les dispositifs coupe-feu destinés à équiper les tuyauteries qui doivent traverser des parois comme les murs, cloisons, planchers, dalles et autres parois d'un bâtiment, du type comportant une masse annulaire de matière gonflant, par exemple moussant, sous l'action de la chaleur et logée, au moins partiellement, dans un passage de tuyauterie ménagé dans la paroi. Les parois coupe-feu auxquelles il s'agit de maintenir leur caractère coupe-feu malgré le passage de tubes en matière fusible ou non répondent bien entendu elles-mêmes à la réglementation en cours concernant la prévention des incendies et 1 lutte contre ces sinistres. Grâce à ces dispositifs, en cas d'incendie d'un côté de la paroi, le passage de celle-ci à travers lequel les fumées et les flammes risquent de passer de l'autre côté de la paroi, se trouve automatiquement et rapidement obturé par la matière qui a gonflé jusqu a en occuper tout le volume. -L'invention a pour but, entre autres, de fournir un raccordement coupe-feu sur une tuyauterie, à la traversée d'une paroi, qui puisse permettre la jonction d'éléments de tuyauterie de nature différente et aussi demeurer en a#ttente sur la paroi même en l'absence de tels éléments. A cet effet, elle a pour objet un dispositif du type précité, caractérisé en ce quil est constitué par un élément de liaison qui traverse la paroi en s'appuyant extérieurement sur la surface du passage de celle-ei et dont les deux extrémités peuvent être raccordées par des joints aux extrémités de deux éléments normaux de tuyauterie disposés de part et d'autre de la paroi, cet élément comportant un passage intérieur qui relie les cavités intérieures des éléments de tuyauterie et présentant d'une part une couche extérieure de support de matière rigide et peu conductrice de la chaleur et d'autre part, à l'intérieur de cette couche, ladite masse annulaire de matière gonflante. Un tel élément de liaison permet de raccorder des éléments de tuyauterie en matière plastique qui sont susceptibles, en cas dtincendie, de brûler ou du moins de se décomposer, laissant ainsi un passage aux fumées et aux flammes, ou encore des éléments de tuyauterie métalliques qui, même s'ils gardent malgré l1incen- cie leur forme, du moins pendant un certain temps, n'en transmettent pas moins d'un côté de la paroi à l'autre une quantité de calories incompatible avec le respect du niveau de température au-dessous duquel doit rester la paroi qui n'est pas elle-même exposée à 1' incendie. De manière particulièrement avantageuse, la masse annulaire de matière gonflante présente sur toute sa surface libre une couche de matière protectrice, d'une façon générale contre l'attaque corrosive de l'atmosphère et plus particulièrement dans le cas où la tuyauterie est destinée à l'écoulement de fluides. Bien entendu la matière de la couche de support doit ne pas être déformable, et encore moins fusible, aux températures de service, c'est-à-dire qui se développent au cours d'un incendie, afin de continuer à jouer en permanence son rôle de support. Bien que pouvant être réalisée en fonte, acier, cuivre, aluminium ou autre, elle est de préférencé non métallique, par exemple en amiante-ciment, étant donné qu'avec un matériau métallique, cette couche continuerait à transférer des calories d'un côté à l'autre de la paroi, même après l'expansion de la matière gonflante et l'obturation du passage. Si on utilise toutefois un métal, celui-ci doit être aussi peu conducteur que possible. Par contre, la matière constituant la couche de protection doit être au moins suffisamment déformable sous l'action de la chaleur pour ne pas opposer d'obstacle à l'expansion de la matière gonflante vers l'intérieur du passage. Ce peut donc par exemple être un métal déformable dont la tenue mécanique, donc le module d'élasticité, chute rapidement dans un domaine de températures supérieures par exemple à 5000 C. Il peut donc avantageusement être en un métal tel que par exemple de l'acier, qui ne fond que vers 13000C, mais sous forme d'une feuille ou paroi de faible épaisseur ou encore ce peut être une feuille ou paroi mince d'aluminium d'une épaisseur de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre .Bien que l'aluminium ne fonde qu'à partir de 500 à 6000 C, on peut également utiliser un matériau relativement plus fusible, par exemple fondant à 3800C comme le zamak ou à 2500C comme le plomb antionieux à 6% de Sb. Quant à la masse de matière flottante,elle est par exemple constituée de silicate de sodium aqueux et son volume,donc sa longueur axiale et son épaisseur radiale,sont calcuiés de manière que l'ex- pansion de la masse corr#espondante vienne occuper tout le volume qui lui est offert.L'é#aisseur de la vinasse détermine le temps de fermeture ,et une longueur suffisante du boîtier assure dans tous les cas une durée suffisante de l'obturation,compte tenu d'une décomposition e:er.tuelle-le la nousse ai; zontsct de 1 ircendie Cette matière peut en outre être feuilletée dans le sens radial en se présentant sous la forme de plusieurs couches séparées par des feuilles de matériau conducteur de la chaleur, ce qui accélère la transmission de la chaleur à travers la masse de matière gonflante et donc l'expansion de celleci, ce matériau étant également déformable aux températures de service élevées de maniere à ne pas gêner cette expansion, mais non fusible de manière à ne pas recommuniquer le feu sur le côté opposé de la paroi Ce peut par exemple être du clinquant d'aluminium mince, par exemple d'épaisseur inférieure à I mm, disposé en couches concentriques ou enroulé en spirale, alors que les couches de matière gonflante ont une épaisseur supérieure à l mm. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven tion ressortiront de la description qui va suivre, à titre d'exemples non limitatifs et en regard des dessins annexés sur lesquels: la Fig. 1 représente une vue en élévation et en coupe diamétrale d'un dispositif suivant un premier mode de réalisation conforme à l'invention, disposé à travers un mur de bâtiment; les Fig. 2 et 3 représentent des vues analogues à celle de la Fig l, mais partielles, de dispositifs suivant deux autres modes de réalisation conformes à l'invention; les Fig 4 et 5 représentent des vues en élévation et en coupe diamétrale de dispositifs suivant encore deux autres modes de réalisation conformes à l'invention et disposés à travers une dalle de plancher;; les Fig. 6 et 7 illustrent des variantes de réalisa tion du dispositif de la Fig. 4. Le dispositif coupe-feu représenté par la Fig. 1 est destiné à équiper une tuyauterie traversant une paroi constituée par un mur de bâtiment 1, cette tuyauterie comportant elle-même deux éléments 2 et 3 cylirdriques et de même axe X-X perpendiculaire au mur l et disposés de part et d'autre de ce mur 1. Celui-ci présente un passage cylindrique 4 dont le diamètre est supérieur au diamètre intérieur des éléments de tuyauterie 2 et 3. Ceux-ci sont l'un et l'autre en fonte, mais ils pourraient être réalisés en d'autres matériaux habituellement utilisés pour les tuyauteries, par exemple à titre non limitatif en grès, en amiante-ciment, en PVC, en polypropylène ou encore en polyéthylène et ils pourraient également être l'un en un matériau et l'autre en un matériau différent.Ces deux éléments 2 et 3 présentent chacun à leur extrémité libre tournée vers le mur 1, un embaltement 5 qui reçoit, par exemple par l'intermédiaire d'une rainure, une garniture d'étanchéité 6 en un matériau élastique tel qu'un caoutchouc et dont le diamètre intérieur est légèrement inférieur à celui du passage 4 du mur 1. Les faces frontales des emboîtements et les garnitures 6 sont situées à une faible distance des faces du mur 1. Le dispositif coupe-feu proprement dit est constitué par un élément de liaison 7 de forme cylindrique et annulaire, dont le diamètre extérieur est égal au diamètre du passage 4 du mur, dont le diamètre intérieur est à peu près égal au diamètre des éléments de tuyauterie 2 et 3 et dont la longueur axiale est nettement supérieure à l'épaisseur du mur de manière à pénétrer à l'intérieur des emboîtements 5 des éléments 2 et 3 sur la partie de ceux-ci présentant les garnitures d'étanchéité 6. A simple titre d'exemple, le diamètre intérieur des éléments de tuyauterie 2 et 3 est à peu près égal à la moitié du diamètre du passage 4 de sorte que l'épaisseur radiale de l'élément de liaison 7 est ellemême également à peu près égale à la moitié de ce diamètre.Il est toutefois bien clair que cette épaisseur radiale est essentiellement fonction du volume nécessaire à donner cet dément pour que la matière gonflante qui Xy est utilisée présente, après expansion, la possibilité d'obturer entièrement le passage 4. 'éler..ent de liaison 7 est constitué de trois couches successives dans le sens radial, à savoir une couche extérieure de support en amiante-ciment 8, d'assez faible épaisseur, mais suffisante pour supporter la seconde couche, elle-ci étant une couche de matière gonflante sous l'action de la chaleur 9, et enfin une couche intérieure de protection 10 en matériau déformable tel qu'une feuille mince d'acier ou d'aluminium, cette dernière couche étant également d'une épaisseur relativement faible. Il s ensuit que l'essentiel de l'épaisseur radiale de l'élément 7 est occupé par la masse de matière gonflante 9.Dans le sens axial, la couche extérieure 8 occupe toute la longueur de l'élément de manière que les garnitures d'étanchéité 6 puissent s'appliquer avec serrage sur ses extrémités, et la couche intérieure de protection 10 s'étend également sur tout-e sa longueur mais en présentant à ses extrémités des collerettes 11 repliées vers l extérieur et qui viennent rejoin dre la couche 8. La masse de matière gonflante 9 occupe tout le volume annulaire intérieur délimité par ces deux couches 8 et 10, à l'excettion des parties extrêmes de ce volume où sont logées des bagues de matière rigide 12 autour desquelles sont rabattues les collerettes ll.Il est à noter que la matière 9, lorsqu'elle gonfle, ne produit,de par sa structure,une expansion que dans le sens radial. Le dispositif ainsi décrit fonctionne de la manière suivante: En cas d'incendie se déclenchant sur un côté du mur -1, la chaleur dégagée atteint la masse de matière 9 qui gonfle alors en repoussant la couche de protection 10 déformable et en étant orientée exclusivement suivant la direction radiale, de sorte qu'elle vient occuper tout le volume libre situé à l'intérieur du passage h. Toute communication de fumée ou de flammes est ainsi totalement interdite du côté de l'incendie vers le côté opposé du mur. Le dispositif coupe-feu représenté par la Fig. 2 comprend un élément de liaison 7 permettant le raccordement entre deux tuyaux de même diamètre, mais l'un 2a en polypropylène et présentant un emboîtement 5 et l'autre 3a en fonte et à bout lisse. L'élément de liaison, toujours de révolution, pré sente tout d'abord intérieurement un manchon 10 en un matériau à bas point de fusion tel que du zamak ou du plomb antimonieux, mais dont la longueur est notablement plus grande que l'épaisseur du mur 1 de manière à présenter à ses extrémités deux parties d'assez forte épaisseur 13 situées en dehors du passage 4 du mur, tandis que sa partie centrale 14 qui correspond pratiquement à l'épaisseur du mur, présente une épaisseur notablement plus faible afin de pouvoir se déformer sous l'effort d'expansion de la matière gon flante.Celle-ci est constituée par une masse annulaire qui entoure la partie centrale 14 du manchon 10a et est contenue d'une part dans le sens axial par deux collerettes extérieures lla venues de matière avec le manchon 10 et d'autre part dans le sens radial et vers l'extérieur par une gaine cylindrique d'amiante-ciment 8a qui se loge dans le passage 4 et recouvre les tranches des collerettes lla L'une des parties extrêmes 13 du manchon 10a pénè tre dans l'emboîtement 5a du premier tuyau avec interposition d'une garniture d'étanchéité 15, par exemple du type à jupe ondulée et à rebord intérieur venant coiffer la tranche du manchon lova. L'au tre partie extrême 13 de ce manchon est diposée bout à bout avec l'extrémité lisse du tuyau 3a, ces deux parties étant raccordées par un joint à garniture 16 en forme de gaine à reliefs, serrée sur toute sa longueur par un collier 17 comportant par exemple deux paires de pattes de serrage. Ce dispositif fonctionne d'une manière analogue à celui de la Fig. 1, la masse 9a de matière gonflante s'expansant sous l'action de la chaleur tandis que la partie centrale mince 14 du manchon de protection 10a fond de manière à ne pas empêcher ce mouvement d'expansion. Le dispositif représenté par la Fig. 3 est dans l'ensemble analogue à celui de la Fig. 2, à l'exception du fait que les deux tuyaux 2b et 3b sont tous deux en polypropylène et à bout lisse et que les deux parties extrêmes 13b du manchon 10b sont décalées radialement vers 11 extérieur sur les collerettes llb par rapport au diamètre normal de la partie centrale mince 14 , de manière à constituer des emboîtements dans lesquels pénètrent les bouts lisses des tuyaux 2b et 3b avec interposition de garnitures b 15 analogues à celles de la Fig. 2. L'élément de liaison 7 ainsi constitué fonctionne de la même façon que l'élément 7a de la Fig. 2. Le dispositif coupe-feu représenté par la Fig. 4 permet le raccordement, au niveau d'une dalle de bâtiment 18, d'un d'un tuyau 2c et de la tubulure inférieure 3c d'une culotte 19 L'élément de liaison 7c est encastré sur à peu près la moitié de sa longueur dans la dalle 18, grâce à un logement 20 de plus grand diamètre que le passage normal 4 de la dalle. Cette disposition de l'élément de liaison dans la partie inférieure de la dalle coupefeu lui permet de dépasser dans le local inférieur du bâtiment afin qu'il subisse plus efficacement l'action directe du feu qu'il convient en général d'empêcher de remonter les étages. Elle libère par ailleurs dans la partie supérieure de la dalle la place nécessaire pour le raccordement avec la tubulure 3 L'élément de liaison 7c présente une enveloppe extérieure en amiante-ciment 8c dont les deux extrémités cylindriques présentent une réduction de diamètre de manière à ménager avec la partie centrale un logement annulaire dans lequel est logée la masse de matière gonflante gc Intérieurement cette masse gc est couverte par une feuille de clinquant d'aluminium 10c qui se prolonge à ses deux extrémités de manière à se rabattre extérieurement sur les tranches des parties extrêmes de diamètre réduit 21 de l'--^loppe 8C.Ces parties extrêmes 21 sont au diamètre du tuyau 2c et de la tubulure 7 et elles sont raccordées à ces derniers par des joints à garniture en élastomère et collier en acier inoxydable analogues aux joints 16-17 de la Fig. 2. Le joint réalisé avec la tubulure 3c est logé dans le passage 4 de la dalle présentant un diamètre non élargi, ce qui ne présente aucun risque de corrosion pour le collier de serrage. Les éléments de tuyauterie raccordés peuvent bien entendu être en fonte, acier, cuivre, grès-, amiante-ciment, PVC, polypropylène, polyéthylène ou tout autre matériau. Il suffit que le diamètre des parties extrêmes de diamètre réduit de l'enveloppe sc t adapté aux diamètres des éléments de tuyauterie à raccorder. Le dispositif ainsi décrit fonctionne d'une manière analogue au dispositif à couche de protection déformable de la Fig. 1. Le dispositif représenté par la Fig. 5 diffère de celui de la Fig. 4 en ce que le tuyau inférieur 2d présente à son extrémité un emboîtement 5 dans lequel pénètre la partie extrême inférieure 21 avec interposition d'une garniture d'étanchéité 22, en ce que la partie extrême supérieure est remplacée par une partie cylindrique 21 de mêre diamètre que la partie principale de l'enveloppe en amiante-ciment 8d, de sorte que la tubulure 3d de la d culotte vient pénétrer à l'intérieur Ge cette partie 21 formant emboîtement, avec interposition d'une garniture d'étanchéité 23, et enfin en ce que la feuille de protection 10d se replie directement à ses extrémités vers l'extérieur sur les deux tranches extrêmes de la masse annulaire de matière gonflante gd Bien entendu, du fait que la partie extrême 21d de l'enveloppe 8d présente le même diamètre que la partie centrale de celle-ci, le passage 20d ménagé dans la dalle est de section constante sur toute sa longueur. Pour les deux derniers modes de réalisation décrits, il convient de rappeler que l'enveloppe extérieure 8c ou 8d est essentiellement non conductrice de la chaleur, par exemple en amiante cinient,ou à la rigueur en fonte, acier, cui#Te,aluminium: .. ,mais de préférence non métallique ou,dans le cas contraire,en un métal peu conducteur de la chaîeur.La longueur du logement offert par cette enveloppe à la masse-de matière gonflante 9c ou 9d ,surtout son diamètre intérieur, sont déterminés en fonction de la quantité de matière gonflante, mais de sorte qu'avec cette matière et la feuille protectrice, le diamètre nominal intérieur de la canalisation à raccorder soit préservé.L'épaisseur de la masse de matière gonflante 9 ou 9d est adaptée au temps fixé pour obturer la totalité du passage intérieur de la dalle en cas de feu, par exemple pour rester coupe-feu deux heures.La feuille intérieure protectrice 10C ou 10d peut être non seulement en un métal mince, fusible et facilement déformable, mais également en une matière plastique telle qu'un film de polyéthylène ou une résine époxy, ou encore en caoutchouc ou autre élastomère.Cette feuille doit toutefois présenter les propriétés voulues pour protéger la matière gonflante de tout contact avec les fluides transportés, donc de garder le logement parfaitement étanche, et également pour pouvoir résister à la corrosion de ces fluides transportés, tout en offrant par ailleurs le minimum de résistance à l'action de la matière gonflante lors de l'expansion de celle-ci. Dans la variante de la Fig. 6, l'élément de liaison 7e présente à peu près la forme générale et les dimensions de lté- lément 7c de la Fig. 4, mais il est réalisé en plusieurs parties, à partir d'une partie centrale cylindrique 8e, qu'il est facile de découper dans une tube exis#tant, dans laquelle on glisse un fourreau de matière gonflante 9 et sur les extrémités de laquelle viennent se rabattre les rebords de la feuille protectrice love. Les extrémités de l'ensemble sont chacune coiffées par un embout 24 comportant un emboîtement 25, dans lequel vient se loger la partie cylindrique qui y est maintenue par collage, et un bout lisse 21e analogue aux extrémités de diamètre réduit 21 de la Fig. 4 et jouant le même rôle. Dans la variante de la Fig. 7, l'élément de liaison est identique à celui 7e de la Fig. 6, à la seule différence près que le diamètre intérieur de la masse de matière gonflante gf et de la feuille de protection lOf est quelque peu plus grand que celui des bouts lisses 21f des embouts 24f qui présentent des prolongements intérieurs cylindriques 26 qui viennent recouvrir intérieurement les extrémités de cette feuille lOf. - REVENDICTIONS Dispositif coupe-feu destiné réunir deux tuyaux d'une conduite qui traverse un passage d'une paroi, caractérisé en ce qu'il est constitué par par un élément de liaison annulaire (717 17- encastré dans ledit passage (4) et dont les deux ex trémités sont adaptées pour être raccordées par des joints (6,15, 16-17,22 ,23) aux aux extrémités "LLé. de deux Tuyaux (2,2',2h,2C 2 ~ 3a,3b, 3a , cct élément comportant c( > flporLanL un passage intérieur ayant à peu près le #i'k diamètre intérieur que les éléments de tuyauterie et présen t::ai#L successivement, de l'extérieur vers l'intérieur dans le sens radial, une couche unc 8,8a,8b,8c,8d,8e ,8f) de support, en matière ri- gide, ule masse annulaire (9,5a,95,9C,9dtget9f) de matière gonflant radialement sous l'action de la chaleur, et une couche de matière protcctrice facilement déformable aux temperatures développées lors d'un incendie. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matière de la couche protectrice est en outre relativement fusible. 3.- Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, ca ractérisé en ce qu'au moins l'une t8,iOa,10b,8c,8d) des deux couches de support ou de protection présente une longueur axiale supérieure a celle de la masse de matière gonflante, pour recevoir les joints. 4.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche de support (8) et la couche de protection (10) ont même longueur, la couche de protection présen tant des collerettes extrêmes extérieures (il) qui se referment sur la couche de support (8). 5.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 b à 3, caractérisé en ce que la couche de protection (14,14 ) est constituée par la partie centrale plus mince d'un manchon à peu près cylindrique (10a,10b) dont les extrémités (13,13b) reçoivent les joints, cette partie centrale étant délimitée par deux collerettes extérieures (lla,llb) sur lesquelles vient se refermer la couche de support (8a,8D). b.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche de support (8C,8d,8e,8f) est constituée par la partie centrale d'une pièce de révolution dont les extrémités (21,21d,21e,21f) reçoivent les joints, cette partie centrale étant délimitée par au moins une collerette intérieure de butée axiale de la masse de matière gonflante. 7.- Dispositif suivant la revendication 6, caractériséc en ce que la partie centrale est une partie cylindrique sur laquelle sont rapportés des embouts de raccordement (24,24f) 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérise en ce que la couche extérieure est en une matière peu conductrice de la chaleur.