Brevet FR2367180A1 — publié le 19780505

La présente invention concerne un vitrage résistant au feu comprenant au moins deux feuilles de verre en silicate, parallèles et espacées de façon à réserver entre elles une lame d'air. par "vitrage résistant au feu", on entend des vitrages répondant aux exigences-de la norme allemande DIN 4102, projet de janvier 1976, partie 5, pages 6 à 8. On connatt des vitrages résistant au feu du genre précité sous diverses formes de réalisation. Dans des vitrages connus de ce type (voir demande publiée de brevet allemand DAS 2 344 459) la feuille de verre disposée du côté exposé aux effets de la chaleur est maintenue d'une manière telle que, en cas d'incendie, sa zone périphérique soit soumise à la chaleur jusqu'au bord de la dite feuille de verre. De cette façon, en cas d'incendie, -les zones périphériques de la feuille de verre étant chauffées elles aussi, on empoche l'établissement de gradients de température importants qui entraident des contraintes d'extension sur les bords, les contraintes d'extension étant généralement à l'origine du bris de la feuille de verre. Le maintien d'une feuillede verre. de manière que sa zone périphérique soit également exposée au flux thermique nécessite un chassis d'une construction particulière qui libère au moins pour partie la zone périphérulue de ladite feuille de verre, au moins lors d'un incendie. En autre type connu de vitrage résistant au feu se distingue par le fait qu' au moins une de ses feuilles de verre est en un verre spécial pour lequel le produit du coefficient de dilatation thermique O, par le module d'élasticité E est compris entre 1 et 5 w cm2 OC (voir demande publiée de brevet allemand DOS 24 56 991). Campe verre spéciål,on peut envisager d'utiliser un verre aux borosilicates et aux alumino silicates.Ces verres étant différents des verres habituels, leur production présente des difficultés particulières. La présente invention vise à fournir un vitrage résistant au feu, bien que constitué de feuilles en un verre de composition classique, à savoir verre à la soude, à la chaux, et au silicate. La présente invention se propose donc d'atteindre le méme but que celui atteint par le procédé décrit dans la demande publiée de brevet allemand PAS 23 44 459, à savoir, éviter l'établissement de contraintes d' extension dans la sone périphérique susceptibles de conduire au bris de la feuille de verre, mais d'une manière différente, de façon à ce qu'on puisse continuer à utiliser des chassie métalliques classiques. Un tel vitrage conforme à l'invention est caractérisé en ce que l'une des parois de verre qu'il comporte est une feuille en verre au silicate trempé la ou les autres parois de verrefiséparée(s) de la feuille en verre trempé par une lame d'air étant des parois que nous appellerons renforcées. La feuille en verre trempé n'éclate pas et réalise ainsi la protection proprement dite contre l'incendie. Jusqu'à maintenant on obtenait cette protection par montage du vitrage dans des cadres spéciaux qui persettaient 1 'expo- sition du bord dudit vitrage à la chaleur, tandis que conformement à l'invention, ce même résultat est atteint simplement par la présence d'une paroi de verre renforcée disposée du côté du feu et séparée de la feuille de verre trempé par une couche d'air. Par cette disposition particuliere, la partie centrale de la feuille de verre trempé est chauffée avec un certain retard, retard du même ordre de grandeur que celui avec lequel le bord de ladite feuille enfermé dans le ch ssis , est chauffé.La paroi de verre renforcée agit donc principalement comme écran contre les effets du rayonnement thermique et des flammes. Gracie à cet écran, on évite l'établissement d'un gradient de température trop important entre la zone centrale et la bordure de la feuille de verre trempé, et par conséquent, on évite en m#rne temps l'apparition, dans ladite borauressde decontraintes d'extension trop fortes. Ces contraintes bien qu'af- faiblies seraient cependant suffisantes pour provoquer la fissuration d'une feuille de verre normal. Mais l'effet de mise en compression obtenu par la trempe de la feuille de verre qui réalise la protection propre ent dite contre l'incendie compense ces contraintes d'extension, permettant ainsi une tenue prolongée au flux thermique.Pour pouvoir jouer son rôle d'écran contre la chaleur, la paroi renforcée en verre doit être telle que les n~rceaux de verre qui la constituent ne se dispersent pas au moment où elle se brise. Le bris de cette paroi de verre se produisant inévitablement, une feuille en verre classique, non renforcée, ne pourrait donc pas convenir puisque les morceaux de verre ne seraient pas maintenus. La durée de la résistance de la feuille en verre renforcée est fonction des dimensions, mais elle doit atteindre au moins 5 minutes et de préférence plus de 10 minutes.Ainsi, la feuille en verre trempé se trouve protégée et on évite pendant ce temps l'établissement d'un gradient de température entre son centre et ses bords, gradient de température qui aurait fait nattre des contraintes entraînant le bris. Le mot "renforcé" employé pour qualifier la paroi de verre formant écran exprime donc le fait que,meme étant fissurée, la paroi reste en place, les morceaux de verre qui la constituent étant maintenus.Le renfort des parois de verre servant d'écran thermique peut être réalisé de diverses façons. Ce renfort peut être une armature de fils métalliques tissés ou en treillis.ll peut s'agir de fils droits disposés dans une seule direction et espacés de quelques cen, timètres; de tels verres sont disponibles dans le commerce sous le nom de verre armé CHBUVEL. Le même résultat peut aussi entre obtenu au ex des feuilles de verre réunies en sandwich par une couche interoalaire, généralement de matière plastique, pour former un vitrage feuilleté.Dans ce cas, la liaison réalisée par la pellicule en matière plastique suffit pour maintenir ensemble pendant un temps suffisamment longles fragments des feuilles de verre du vitrage feuilleté brisées par le choc thermique de l'incendie. On peut aussi combiner les deux procédés de renfort mentionnés précédemment pour renforcer ces parois de verre servant d'écran. Ainsi, on peut réaliser un feuilleté en associant une feuille de verre simple et une feuille de verre armé d'un treillis métallique. Les vitrages résistant au feu conformes à l'invention, ayant une structure asymétrique, conviennent en particulier dans les cas où ils ne doivent assurer une protection contre le feu que d'un côté et libérer l'ouverture lorsque l'incendie se produit de l'autre côté. il en est ainsi par exemple pour les fenêtres, qui doivent, lors d'un incendie à l'intérieur du bâtiment, libérer l'ouverture pour permettre une meilleure évacuation de la fumée, mais doivent par contre empêcher le passage des flammes venant de 1' extérieur, c' est-à-dire par la façade. La trempe de la feuille de verre peut être réalisée par l'un des procédés connus à cette fin, par exemple par le procédé thermique connu ou par le procédé chimique connu pour la trempe du verre. il est alors essentiel que la trempe porte égsament sur la zone périphérique de la feuille de verre et jusqu'à ses bords, de façon à y provoquer une mise en compression, ce qui est généralement le cas pour des feuilles en verre trempé normalement. il peut par ailleurs être suffisant que la feuille en verre trempé soit une feuille ayant subi la trempe exclusivement ou principalement dans sa zone périphérique.De telles feuilles en verre au silicate, présentant exclusivement ou essentiellement des contraintes de compression dues à la trempe, dans leur zone périphérique sont également connues. L'invention sera décrite ci-après, en référence aux dessins qui représentent, en coupe, quelques modes de réaalisation préférés, et dans lesquels - La figure 1 représente un vitrage à deux feuilles de verre, fait d'une feuille en verre trempé et d'une feuille en verre armé monté dans un châssis. - La figure 2 représente un vitrage à deux parois, fait d'une feuille en verre trempé et d'une paroi en verre feuilleté, monté également dans un chassis. - La figure 3 représente un vitrage à trois épaisseurs, fait d'une feuille médi#ane en verre trempé, et de part et d'autre de celle-ci, de feuilles en verre armé. - La figure 4 représente un vitrage fait de deux parois indépendantes montées dans un châssis. Le vitrage représenté à la figure 1 est formé d'une feuille 1 en verre trempé par voie thermique, d'une épaisseur de 6 mm et d'une feuille 2 en verre armé CEAW EL, d'une épaisseur de 7 mm, dont les fils d'armature sont distants de 50 mm. Il peut s'agir également d'une feuille armée par des fils tissés ou en treillis, ces fils étant disposés environ au milieu de l'épaisseur de ladite feuille dans le plan montré et référencé 3 sur la figure. Les deux feuilles 1 et 2 sont réunies pour former un double vitrage isolant. Elles sont maintenues écartées l'une de l'autre par un intercalaire métallique 5 et assemblées par un mastic 7. Les deux feuilles de verre 1 et 2 sont distantes d'au moins 6mm et de préférence de plus de 10 mm. Un vitrage isolant ainsi constitué est monté dans un chassis formé d'un profilé en équerre 9, 10 formant une feuillure ouverte et d#'un profilé plat Il formant parclose et fermant lad te feuillure. Une bande d'étanchéité élastique 13 est prévue entre l'aile 10 du profilé 9 et la feuille de verre armé Chauvel 2 contre laquelle ladite aile 10 est appliquée, et un joint d'étanchéité élastique 15 est disposé entre le profilé plat 11 et la feuille 1 en verre trempé, Ces garnitures d'étanchéité 13 et 15 peuvent être constituées par des joints.convenablement profilés, par exemple en silicone ou par un mastic.Les joints d'étanchéité ou le mastic peuvent être choisis parmi les matériaux habituellement employés à cette fin, en tenant compte du fait qu'il doivent dégager un minimum de fumée, présenter une coibustibilité réduite, conserver une élasticité suffisante pendant la combustion et aussi, avoir une bonne résistance au vieillissement. Les mastics vendus sous les noms de Avallon SPK-R et de Perennator TX 2001 se sont révélés convenables pour former le joint d'étanchéité 15. Les joints d'étanchéité 13 et 15 et en particulier le joint d'étanchéité 15 sont plus épais que les joints habituels d'un vitrage normal. L'épaisseur emmu lée de ces deux joints d'étanchéité doit être d'au moins environ 10 mi et de préférence supérieure à 14 mm, l'épaisseur du joint d'étanchéite 15 devant être d'au moins environ 7 mm. Ces épaisseurs sont valables pour des vitrages d'environ 150 centimètres x 150 centimètres, et elles peuvent être inférieures pour des vitrages plus petits, ou -supérieures pour des vitrages plus grands.Les joints d'étanchéité ont en effet, en outre pour fonction d'ewptcher que les flexions et gauchissements mécaniques du chtssis d'acier soient tran niss en cas d'incendie, à la feuille 1 en verre trempé, laquelle feuille alors smeise à ces déformations serait brisée. les vitrages fabriqués conformément à cet exemple au noyen de feuilles de verre d'une dimension de 120 cm x 140 cm, d'un élément d'dfanchéité 13 fait d'un joint profilé en silicone d'une épaisseur de 2 mi et d'mi étament d'é- tanchéité i 5 d'une épaisseur de 10 mm en mastic élastique vendu sosa le a de AvalloaSPg-R, ont été essayés dans un four de simulation d'incendie en suivant la courbe de montée en température normale de la norme PIN 4102 (2ème partie). Les feuilles 2 en verre armé Chancel sont, dans ce cas, dispos6sdu cté des flazines. #Lles cassent wrès quelques minutes et ce, principalement dans leur zone périphérique. Maintenus par l'armature, les fragments de verre restent cependant en place. Ce n'est qu'après 20 minutes environ que ces feuilles en verre armé Chanvel s'effondrent. La durée de résistance de la feuille en verre trempé est de 35 à 44 minutes, de sorte que dans tous les cas la durée de résistance an feu du vitrage est supérieure à 3D minutes ; ce vitrage correspond donc à la classe de résistance G 30. Les vitrages de format plus petit que celui mentionné ci-dessus donnent des résultats identiques ou encore meilleurs. Pans un autre essai des mêmes vitrages suivant la courbe de montée en température réduite de la norme DIN 4102 (partie 3 projet de janvier 1976) telle qu'elle est prescrite pour l'essai des parois extérieures, parapets, allèges, on atteint même des durées de résistance au feu dépassant 60 minutes. La figure 2 représente également un vitrage isolant à structure particulière pour résister an feu. Ea paroi 1 dudit vitrage est une feuille de verre fabriquée par le procédé de flottage, trempée thermiquement, d'une épaisseur d'environ 6 nIL. La paroi renforcée en verre est constituée par un feuilleté compre- nant deux feuilles en verre flotté 18 et 19, chacune de 4 flua environ d'épaisseur, et une couche adhésive intercalaire 20 faite d'une pellicule de polyvinylbuty- ral de 0, 38 nin d#isseur, assurant la liaison entre les deux feuilles de verre 18 et 19. par ailleurs, ce vitrage est monté dans un châssis du même type que celui décrit à propos de l'exemple de la figure 1. les essais de simulation d'incendie, effectués surunvitrage du type de celui illustré par la fig. 2, de 120 cm x 140 ci, disposé avec la paroi en verre feuilleté du côté des flammes ont montré que le temps de tenue au feu déterminé par le temps de résistance de la feuille en verre trempé dépassait à tous les coups 30 mi tes i le vitrage de cette forme de réalisation correspondant donc également à la classe de résistance G 30. Dans ltessai suivant la courbe de montée en température réduite, la tenue du vitrage est supérieure à 60 minutes. Cette forme de réalisation présente l'avantage d'un meilleur isolement thermique parce que, an cours de l'incendie, la couche organique intercalaire 20 est calcinée opposant ainsi une barrière au rayonnement. La figure 3 représente également un vitrage isolant, mais comprenant trois parois de verre, à savoir la feuille 1 en verre trempé disposée au milieu du vitrage et deux feuilles 12 en verre armé avec un réseau de fils noyés dans le verre, disposées symétriquement de chaque cté de la feuille 1. Ces trois feuilles de verre sont maintenues écartées les unes des autres par un cadre espaceur 5 et assemblées par un mastic 7 pour constituer un vitrage isolant. Ce vitrage isolant est monté dans un châssis d'acier 9, 10, il du type de celui décrit à propos de la réalisation de la figure 1, avec des garnitures d'étanchéité 15; chacune de ces garnitures d'étanchéité a une épaisseur d'environ 8 mm. Etant donné que ce vitrage est totalement symétrique, il convient dans les cas où la résistance au feu est exigée dans les deux sens, la construction de ce vitrage est par ailleurs analogue à celle décrite à propos de la forme de réalisation représentée à la figure 1 ; les durées de résistance sont donc, dans ce cas, pour des feuilles de verre d'une dimension atteignant 120 cm: 140 cm, supérieures à 30 minutes ou supérieures à 60 minutes, de sorte que ce produit appartient également au moins à la classe de résistance G 30. La figure 4 représente un vitrage conforme à l'invention d-3 lequel la feuille 1 en verre trempé et la feuille renforcée en verre 14 sont montées séparément dans un châssis d'acier 22. La feuille en verre trempé 1 est à nouveau assujettie de façon souple et permettant un certain ronvement, au moyen du profilé plat 11 et des deux garnitures d'étanchéité élastiques 13 qui ont ensemble une épaisseur d'environ 16 mm. La feuille en verre renforcée 14 est une feuille en verre armé avec un réseau de fils n# dans le verre. La feuille 14 présente, au moins à son bord supérieur, une efirie de trous 24. les vis 26 vissées dans le profilé 22 du châssis traversent ces trous 24. Elles maintiennent l'armature des fils métalliques de la feaine 14, mê~e lorsque le verre se ramollit, au moment ou la feuille devrait normalement s'effondrer sans ce soutien à son bord supérieur. Des couches intermédiaires constituées par des bandes ou des tresses d'amiante ou une autre matière da même type sont disposées entre la feuille de verre armé 14 et le profilS en acier 22 du châssis ou le profilé plat 11. Au lieu d'assurer la fixation #plémentaire de la feuille en verre avec des vis passées au travers de trous percés dans le verre, on peut aussi recourir aux moyens décrits dans la demande de brevet allemand publiée DOS 24 39 034, c'est à dire. des moyens qui serrent le vitrage sur ses bords sous l'influence de la chaleur, ou des moyens tels gpa des bandes de verre qui, en se ramollissant sous l'effet de la chaleur rendent le vitrage solidaire du châssis. Une fenêtre construite de cette manière atteint des durées 2e résistance encore plus longues. Il s'ensuit que le classement antifeu est encore lioré. On pourra encore améliorer la tenue au feu de tels vitrages en recouvrant l'une au moins deleursparois d'une couche réfléchissant le rayonnement ther- mique, du caté susceptible d'être exposé au feu. REVENDICATIONS 1. Vitrage résistant au feu comportant au moins deux parois en verre au silicate disposées à une certaine distance l'une de l'autre et séparées par une couche d'air, caractérisé en ce que l'une des parois en verre au silicate est une feuille de verre trempé tandis que la ou les autres parois, séparées de la feuille en verre trempé par une couche d'air sont en verre au silicate dit renforcé. 2. Vitrage résistant au feu suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la feuille en verre trempé est trempée par voie thermique uniformément sur toute son étendue. 3. Vitrage résistant au feu suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la feuille en verre trempé est trempée par voie chimique par échange d'ions. 4. Vitrage résistant au feu suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la feuille en verre trempé présente des contraintes de compression dues à la trempe, exclusivement ou surtout dans sa zone périphérique. 5. Vitrage résistant au feu suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la paroi en verre renforcé est une feuille de verre armé par un tissu ou un treillis de fils métalliques. 6. Vitrage résistant au feu suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la paroi en verre renforcé est une feuille de verre armé de fils noyés dans le verre disposés parallèlement dans un seul sens. 7. Vitrage résistant au feu suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la paroi en verre renforcé est une paroi en verre feuilleté constituée par deux feuilles de verre distinctes unies par une couche intermédiaire. 8. Vitrage résistant au feu suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'au moins une des deux feuilles de verre distinctes de cette paroi en verre feuilleté est une feuille en verre armé. 9. Vitrage résistant au feu suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la feuille en verre trempé ou le vitrage comprenant la feuille en verre trempé est monté dans un chassies métallique avec interposition de garnitures d'étanchéité élastiques dont l'épaisseur excède 10 mm et de préférence excède 14 mm au total de façon à permettre un certain débattement. 10. Vitrage résistantau feu suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'une paroi renforcée en-verre est prévue de part et d'autre de la feuille en verre trempé. 11. Vitrage résistant au feu suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la paroi renforcée en verre est fixée dans le chassies à l'aide de moyens de fixation supplémentaires, tels que des vis passées au travers de trous percés dans le verre, augmentant sa durée de résistance. 12. Vitrage résistant au feu suivantl'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'au moins une des parois en verre est munie d' une couche réfléchissant le rayonnement thermique.