Brevet FR2394394A1 — publié le 19790112

La présente invention se rapporte à un panneau antifeu transparent ou translucide en matériau verrier associé à un mastic en élastomère de silicone. I1 est connu par le brevet français 2 027 646 de réaliser des vitrages feuilletés avec oomme couche intercalaire un silicate alcalin contenant de 10 à 40 ss d'eau. Mais de tels vitrages ne sont que perméables à la lumière et ne peuvent être utilisés lorsque l'on veut une paroi totalement transparente. La présente invention permet de réaliser des panneaux vitrés parfaitement transparents et aux qualités antifeu amélioréesO De tels panneaux sont caractérisés en ce qu'ils comprennent au moins un vitrage composé d'au moins deux feuilles de verre parallèles et en ce que dans l'espace séparant lesdites deux feuilles de verre on dispose un mastic élastomère à base de silicone. Selon une caractéristique secondaire, le mastic élastomère de silicone est utilisé sons forme de feuille servant d'intercalaire pour réaliser avec les feuilles de verre un vitrage feuilleté, ou disposé en masse à la périphérie et à l'intérieur de l'espace séparant deux feuilles de verre dans un vitrage s'ultiple. Selon une autre caractéristique, lorsque le mastic est utilisé en feuille pour former un feuilleté, ledit mastic élastomère est un élastomère obtenu par polymérisation d'une résine silicone à deux composants, incolore, collable et polymérisable en atmosphère confinée, par exemple l'élastomère obtenu à partir de la résine distribuée par RENNE POULENC sous la dénominaticnRTV 141. Lorsque le mastic est seulement disposé en masse à la périphérie et à lVin- térieur de l'espace séparant deux feuilles de verre, c'est un BEODORSILç L'invention sera maintenant décrite plus en détail en référence aux figures jointes qui représentent - fig. 1 : une vue schématique d'un vitrage feuilleté, - fig. 2, 3, 4, et 5 : différents types de panneaux vitrés dissymétriques conformes à l'invention, - fig. 6 : un panneau vitré selon l'invention après l'épreuve du feu, - fig. 7, 8 et 9 : des panneaux vitrés symétriques conformes à l'invention. Le vitrage montré à la figure 1 et réalisé conformément à la présente invention est constitué par deux feuilles de verre 1 et 2 parallèles, séparées par une feuille intercalaire 3 en élastomère de silicone et qui adhèrent sur ladite feuille 3. L'élastomère choisi présente de préférence un indice optique voisin de celui du verre employé pour réaliser le vitrage. Ainsi, les propriétés de transparence du verre, définies par le facteur de transmission optique qui atteint 90 ffi dans le visible pour une glace de 6 mm, ne seront que très faiblement altérées en employant pour réaliser l'élastomère de silicone, la résine silicone commercialisée par PHONE POULENC sous la dénomination RTV 141. Cette résine de base, RTV 141, sera additionnée au moment de l'emploi, d'un catalyseur approprié (le RTV 141 B de REDORE POULENC) à raison de 10 % par rapport à la base. Après mélange des deux composants, la résine sera ébullée sous vide (quelques mm de Rg). Pour cette résine particulière, le temps ouvert ou temps d'utilisation sera airs de 4 heures à 250C.Le vitrage multiple avec un intercalaire en élastomère de silicone pourra être réalisé par coulée à plat de la résine sur l'une des feuilles de verre constituant le vitrage.-Les faces des feuilles de verre devant venir en contact avec élastomère de silicone devront, dans le cas de la résine RTV 141 entre "primées", c 'est-à-dire recouvertes d'un activant d'adhérence s le primaire ES distribué également par BBONE POULENC. L'une des feuilles de verre, préalablement enduite du primaire, sera déposée à plat face enduite au-dessus. Un cadre sera fixé à sa périphérie de façon à former un moule ayant ladite feuille de verre comme fond et le cadre comme parois latérales.Des lamelles d'élastomère préalablement obtennes à partir de la même résine et faisant l'épaisseur que iton désire donner à l'intercalaire, seront d'abord découpées, puis disposées sur la feuille de verre servant de fond de moule, pour constituer des cales d'épaisseur. L'épaisseur de 3 mm sera une épaisseur courante. De la résine additionnée de son catalyseur sera coulée à l'intérieur du moule constitué par la feuille de verre et le cadre. Puis, une deuxième feuille de verre, face enduite de primaire d'adhérence en bas, sera appliquée sur la résine à l'intérieur du moule, les cales d'épaisseur en élastomère déterminant l'espacement définitif des deux verres. L'ensemble ainsi réalisé sera alors porté à l'étuve pendant 4 heures à 650C et lorsque la réticulation sera terminée, le moule sera démonté et les faces extérieures du sandwich obtenu seront nettoyées à l'hexane. On obtient ainsi un vitrage feuilleté transparent, composé de deux feuilles de verre et d'une feuille d'élastomère de silicone de 3 mm d'épaisseur, aux variations près dues aux défauts de planéité des feuilles de verre0 Les cales d'épaisseur en élastomère de silicone se sont noyées dans la masse de 1' élastomère qui s'est formée.La résine silicone ayant la propriété de se reformer sur ellemême, la feuille en silicone obtenue est ainsi parfaitement homogène. La technique de feuilletage par coulée à plat décrite précédemment convient pour des volumes de dimensions restreintes, mais pose des problèmes pour des volumes plus grands de l'ordre du m2. Pour ces plus grands volumes, une technique d'injection de la résine par un point bas de l'espace limité par les deux verres donne de bons résultats. La structure du vitrage anJsifeu selon l'invention dépendra de féffet désiré Dans la mesure où les flammes de l'incendie ne pourront provenir que d'un seul opté, on se contentera d'un vitrage à structure dissymétrique ; par contre, si l'on disire que le vitrage joue son-rôle antifeu quel que soit le côté où interviendront les flammes, on adoptera une structure symétrique. Un vitrage antifeu dissymétrique sera constitué de façon à ce que, au cours de l'incendie, l'une au moins de ses feuilles de verre, celle du côté non soumis au feu, reste en place, intacte, même si l'autre feuille se fend où est totalement détruite. Ce résultat sera obtenu par un choix judicieux de la qualité des verres et de leur mode de montage. tans un premier mode de réalisation, illustré par les figures 2 et 3, le vitrage antifeu dissymétrique sera constitué par une feuille de verre recuit 2, du côté exposé au feu, ledit côté étant désigné sur les figures par la Clè- che F, par la couche intercalaire 3 en élastomère de silicone et par une feuille de verre ^ en un verre que nous appellerons renforcé pour signifier qu'il présente une résistance renforcée aux chocs thermiques, c'est-à-dire soit un verre trempé, soit un verre armé par un treillis métallique. tans la mesure où le verre du côté non soumis au feu est trempé, le vitrage sera monté dans un cadre spécial tel que décrit dans les R.P. publiés sous les n s 2 232 66 et 2 314 993. Ce cadre peut être de deux sortes : tel outil possède une aile 4 recouvrant une bordure d'une certaine largeur sur toute la périphérie du vitrage, avec interposition de bandes isolantes 5 entre le vitrage et ledit cadre dans la première sorte, tel que les parcloses 6 sont muries d'évidements 7 favorisant l'échauffement du vitrage dans a deuxième sorte. pao la mesure ou le verre 1 d) caté non soumis au feu est armé (fig. 3) par un treillis métallique 8, le cadre pourra par contre être un cadre normal. Le verre non exposé au feu trempé ou armé pourra avantageusement avoir la composition d'une vitrocéramique sans toutefois avoir subi le traite ment de cérenisation. Le verre situé du côté sounis au feu pourra être un ver re mince ou même un verre nelliculaire. tans un second mode de réalisation illustré par la figure A un vitrage antifeu dissymétrique sera constitué par une feuille de verre zrmé 2 iu côté du feu, par une couche d'élastomère de silicone 3 et par une feuille de verre 1 trempé du côté non soumis au feu. Les deux feuilles de verre, armé et trempé pourront avoir la composition d'ure vitrocéramique, sans toutefois avoir subi le traitement de céramisation. Un tel vitrage sera monté avec un cadre spécial tel que déjà décrit, nar exemple avec des narcloses 6 évidées en 7 du côté du feu, avec une bande d'amiante 5 sur la tranche du vi@@age eu avec une parclose ni de grande largeur et une bande d'amiante 5 au côte non soumis au feu. Dans un un troisième mode de réalisation illustré nar la figure 5 une struc- ture inverse de celle illustrée par la figure 4 pourra être adoptée : un verre ? it-remné du côté du feu, la couche intercalaire 3 en élastomère, un verre 1 armé du côté non soumis au feu Un tel vitrage sera monté dans un cadre normal. Un vitrage antifeu symétrique sera constitué par un verre i dit renforcé, c'est-à-dire armé ou trempé, lacouche intercalaire 3 d'élastomère de silicone et un autre verre 2 trempé ou armé. Les verres d'un tel vitrage symétrique pourront également avoir la composition d 'une vitrocéramique non encore céramisée, pour renforcer leur tenue au feu. Bans ce dernier mode de réalisation, les vitrages pourront être montés avec des cadres normaux, sans précautions particulières lorsque les deux feuilles de verre seront armées. De tels vitrages feuille intercalaire en élastomère de silicone se comportent au feu de la manière suivante. Dès les premières minutes du feu, la feuille de verre située du côté du feu, se fissure ; très rapidement et dès que llé- cart de température entre les bords du verre et son centre est de l'ordre de 500C s'il s'agit d'un verre recuit ; un peu plus tard, s'il s'agit d'un verre trempé. Les morceaux de verre, trempé ou recuit, sont maintenus en place Par l'intercalaire adhérant sur eux. Le verre recuit reste d'autant mieux en place qu'il est armé, car les morceaux de verre sont maintenus par le treillis métallique qui sert d'armature.L'élastomère de silicone s'échauffe, puis les éléments organiques qu'il contient brûlent; La matière de l'intercalaire se met à mousser et à s'expanser et produit une fine poudre de silice. Pu fait du moussage et du fait de sa combustion l'intercalaire s'opacifie, opposant ainsi une barrière au rayonnement du feu, particulièrement au rayonnement IR et retardant l'échauffement du second verre et des objets placés derrière. Pendant ce temps, la face extérieure de ce second verre est refroidie par les courants de convection qui viennent le balayer. Les gaz résultant de la combustion des éléments organiques de l'élastomère et l'élastomêre qui s'expanse simultanément produisent une poussée qui déforme la feuille de verre la plus fragile. En l'occurence c'est celle déjà fissurée située du côté du feu qui cède et se déforme laissant ainsi s' échapper lesgaz de combustion du côté du foyer de l'incendie. En s'expansant, l'intercalaire se transforme en un matelas isolant qui participe à la protection de la seconde feuille de verre du vitrage. ne feu continuant, le premier verre placé sous le feu commence à fondre ; ses morceaux se ressoudentalors puis finissent par fondre totalement, puis par couler.Par contre, dans la mesure où ce verre a la composition d'une vitrocéramique, la céramisation intervient sous l'effet de la chaleur de l' incendie, le verre dévitrifie, se transforme progressivement en céramique et résiste ainsi tien que déformé,pendant toute la durée de l'incendie. Lorsque, comme dans les modes de réalisation illustrés parles fis.2 et 4, le verre 1 du côté non soumis au feu est trempé, le cadre spécial favorise sa tenue au choc theriique du début de Itincel-die Lorsque, corme dans la réalisation illustrée par la figure 5, le verre 2 situé du caté du. feu est trempé, l'usage de cadre spécial n'est pas nécessaire, car ledit verre 2 trempé doit se fendre et peut mime être totalement détruit, pour favoriser la combustion de la partie organique du silicone et permettre son expansion. La figure 6 représente un vitrage conforme à l'invention, avec intercalaire en élastomère de silicone, ayant subi un incendie On voit la feuille de verre 2, celle qui est soumise au feu, déformée du côté du feu, le matelas 9 de matière isolante formée par expansion à la chaleur de 1' intercalaire 3 en élastomère de silicone, puis l'autre feuille de verre 1 restée intacte. Le tableau suivant illustre le comportement d'un tel 'vitrage à intercalaire de silicone. L'essai a été effectué avec un volume constitué par deux verres trempés de 4 mm d'épaisseur avec un intercalaire en élastomère de silicone à base de la résine RTV 141 de 3 mm d1épaisseur. Le vitrage de 430 x 430 est monté de façon à constituer la paroi frontale d'un four d'essai. Des bandes d'amiante montrées en 4 sur la fig. 2 sont intercalées à la périphérie des feuilles de verre entre lesdites feuilles de verre et les parcloses 4 et entre lesidtes feuilles de verre et le cadre 6 dans lequel elles sont montées Les deux verres ont été trempés à 8500C pendant 5 mn. Le coefficient de transmission optique du vitrage est 60 ss Température Température du vitrage Durée du four Mesure sur le verre Observations en mn en C@ opposé au feu en C 7 600 120 Casse vitrage côté feu fragmen tation fine. Silicone brûle for tement avec dégagement de va peurs blanches dans le four où la température monte brusquement 15 719 310 Coloration silicone en arabesques 25 795 340 Température supportable à 20 cm du vitrage extérieur 30 822 350 Silicone semble mousser à l'arrière du vitrage 45 882 375 Température supportable à 30 cm du vitrage extérieur 60 925 400 Température supportable à 40 cm 75 960 420 Température supportable à 50 cm 90 986 430 Température supportable à 50 cm 120 1030 450 Arrêt volontaire de l'essai Après l'essai, la feuille de verre côté feu est entière malgré un galbe de plusieurs cm. L'espace entre le verre extérieur et le verre intérieur est rempli de fibres de silice formant une sorte de mousse. Une fine poudre de silice recouvre la face interne des feuilles de verre. Si l'on casse volontairement la feuille de verre extérieure (celle non soumise au feu), on constate une fragmentation en nombreux morceaux longs et étroits, indiquant que le verre n'est pas entièrement détruit. Un panneau antifeu symétrique pourra être obtenu à partir de vitrages dissymétriques @ssociés. Ta figure 7 montre un panneau antifeu réalisé de cette manière. Il est constitué par deux vitrages identiques A et 3. Chaque vitrage A et B comporte un verre renforcé 9, soit un verre trempé comme montré fig. 7 soit un verre armé d'un treillis métallique 8, comme montr fig. 8, une feuille intercalaire en élastomère de silicone 10 et un verre simplement recuit 11. Les deux vitrages A et B soit séparés car un espaceur 129 métallique ou en béton disposé à la périphérie desdits vitrages et réalisant entre A et 3 un espace d'air 13.Les deux Titrages A et n sont disposes de telle sorte nue les verres simplement recuits 11 se trouvent à l'intérieur su panneau, les verres renforcés étant alors à l'extérieur. Le panneau réalisé avec des verres trempés est monté dans des cadres spéciaux du même type que ceux proposés dans les brevet français c 2 232 666 et 2 314 993 déjà cités, c'est à dire soit avec des parcloses larges recouvrant la périphérie des vitrages, des bandes isolantes étant interposées entre lesdites parcloses et les vitrages soit avec des parcloses 6 munies d'évidements 7 directement en contact avec le vitrage. En outre, comme montré fig. 7, un cadre creux 14 est disposé sur le chant du panneau vitré constitué par les deux vitrages A et 3. Ce cadre et l'espaceur 12 sont séparés des vitrages A et 3 par des bandes d'amiante 15. Avantageuse- ment, des orifices 16 seront ménagés dans les parcloses 6, dans les parois latérales du cadre creux 14, dans so paroi interne et dans l'espaceur 12, mettant la laine d'air 13 en communication avec l'extérieur. Ces orifices cour- ront être bouchés par un métal à bas noint de fusion susceptible de fondre dès que se déclare l'incendie.Le panneau réalisé avec des verres 9 armés courra être monté avec un cadre normal ; l'espaceur métallique sé@arant les deux vitrages A et B courra être en contact avec les vitrages. On pourra donner aux verres renforcés 9 la composition d'une vitrocéramique sans toutefois faire subir auxdits verres 9 le traitement de céramisation. Les verres recuits 11, disposés à l'intérieur de la paroi vitrée pourront être du verre mince ou pelliculaire. On pourra collier à titre d'exemple un panneau vitré ayant une laine d'air de 2 em, et des vitrages L ou B constitués d'un verre renforcé de 6 mm, d'une fe@@lle d'élastomère de 3 mm et d'un verre intérieur de 2 mm. Au feu, de tels panneaux vitrés symétriques se comportent de la maniè@e swivante : Dès le début du feu. les verres intérieurs 11 cassent. L'élastomère @'expanse, produisant dans l'espace entre les deux feuilles de verre extérieures 9 un matelas fibreux isolant et une fine poudre ne silice e métal fusible bouchant les orifices 16 fond, permettant à l'air d'entrer pour favoriser la combustion de la partie organique de l'élastomère, l'expansion du produit et permettre ltévacuation des gaz de combustion. Outre, leurs qualités antifeu, ces panneaux vitrés formés de vitrages feuilletés présentent,du fait du renfort en élastomère, l'avantage d'une bonne tenue mécanique, dans des gammes de température très étendues. Dans d'autres variantes de réalisation,des panneaux antifeu parfaitement transparents comportant des feuilles de verre et un élastomère de silicone pourront être constitues de la manière décrite ci-après et illustrée par la fig. 9. Un vitrage multiple sera constitué avec deux ou plusieurs feuilles de verre 17 et 18, enfermant une lame d'air 19, maintenues espacées par un espaceur 20 disposé a leur périphérie. Avantageusement, cet espaceur 20 sera en un profilé métallique de façon à résister à la chaleur.Ce profile sera creux et renfermera un mastic en élastomère de silicone 21 susceptible de s'expanser et de produire à la chaleur une poudre de silice, pour remplir tout l'espace 19. L'élastomère obtenu à partir de la résine RTV 141 conviendra; mais conviendront aussi toutes les résines de silicone de la même famille qui ne sont pas transparentes c'est à dirè les RHODQRSILS. Au lieu de remplir l'espacer 20, le mastic silicone pourra être déposé en un cordon périphérique,sur l'espaceur 20, à l'intérieur de l'espace 19 De telles parois présentant à la vue uniquement du verre pourront donc être parfaitement transparente s. Comme montré fig. 9, un tel panneau pourra être constitué de deux feuilles 17 et 18 de verre armé, éventuelement ayant la composition d'une vitrocéramique, séparées par l'espaceur rempli du mastic en élastomère de silicone. Ce panneau pourra être monté avec un cadre normal. un un autre exemple de réalisation les feuilles 17 et 18 en verre armé de la fig. 9, pourront être remplacées par des feuilles de verre trempé, éventuellement ayant la composition d'une vitrocéramique. Avec ces verres trempés on utilisera alors un cadre spécial. Dans un autre exemple de réalisation découlant de ce principe illustré par la fig. 9, on pourra réaliser un panneau antifeu dissymétrique en constituant le vitrage multiple à l aide d'un verre recuit obligatoirement placé du côté du feu, et d'un verre renfor- cé, c'est à dire50é, soit trempé. On pourra en outre associer l'exemple de la fig. 9 et celui des fig. 7 et 8, c'est à dire qu'on réalisera un panneau avec deux vitrages A et B feuilletés avec une feuille d'élastomère de silicone transparent, lesdits vitrages étant maintenus séparés par un espaceur et ledit espaceur étant rempli par un mastic d'élastomère de silicone en masse 21. Cet exemple est illustré par la fig. 8. Un panneau vitré réalisé suivant ce dernier principe, c'est à dire avec l'élastomère disposé à la périphérie d'un vitrage multiple, en cordon ou à l'intérieur de l'espaceur, permet de concilier la transparence, l'isolation thermique, et les qualités antifeu. Un panneau suivant l'un quelconque des modes de réalisation précédents pourra être inclus dans l'ouverture d'une paroi réalisée en des matériaux antifeu, ou pourra être monté en vitrage ou en oculus sur une fenêtre ou une porte spécialement construite pour tenir à la chaleur Ce panneau sera, lorsque sa structure le rend nécessaire, monté dans lesdites parois ou sur lesdites portes ou fenêtres avec les cadres spéciaux déjà nentionnés. Les panneaux proposés sont transparents, mais il est évident que des panneaux antifeu réalisés avec des verres non transparents et/ou avec une résine silicone non transparente disposée en couche entre les feuilles de verre, @eraient également partie de l'invention REVENDICATIONS 1. Vitrage antifeu transparent, comportant au moins 2 feuilles de verre et un élastomère de silicone entre lesdites 2 feuilles de verre, caractérisé en ce que la feuille de verre disposée du côté du feu est non résistante au feu, tandis que l'autre feuille de verre est résistante au feu. 2. Vitrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la feuille de verre, résistante au feu, est l'une des feuilles de verre du groupe suivant feuille de vitrocéramique, feuille de verre trempé isolée du cadre dans lequel elle est montée, feuille de verre trempé montée dans un cadre spécial dégageant ses bords, feuille de verre trempé ayant la composition d'une vitrocéramique sans être cependant céramisée. 3. Vitrage selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractéri- sé en ce que la feuille de verre non résistante au feu une feuille de verre recuit, armé ou non armé. 4. Vitrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac térisé en ce que l'élastomère de silicone est disposé en feuille entre les 2 feuilles de verre et forme avec elles un vitrage feuilleté, ledit élastomère étant transparent. 5. Vitrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'élastomère de silicone est disposé en masse à l'intérieur de l'espace séparant les 2 feuilles de verre, à sa périphérie, le long de la bordure desdites feuilles de verre. 6. Vitrage selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élastomère est disposé à 11 intérieur d'un espaceur creux séparant les 2 feuilles de verre. 7. Vitrage selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élastomère de silicone est l'élastomère obtenu par polymérisation de la résine silicone distribuée sous la domination RTV 141. 8. Panneau antifeu comportant au noins 2 vitrages selon l'une quelcon que des revendications précédentes, caractérisé en ce que les 2 vitrages sont séparés par un espace et en ce qu'ils ont' leurs feuilles de verre non résistan- tes au feu, regard l'une de l'autre et limitant l'espace séparant les 2 vitrages 9. Panneau selon la revendication e, caractérisé en ce qu'il possède des orifices d'entrée d'air pour la combustion du silicone, mettant en comnica- tion l'espace entre les 2 vitrages avec l'extérieur. 10. Panneau antifeu comportant au moins 2 vitrages selon l'une quelcon que des revandicationsî à 7, caractérisé en ce que les 2 vitrages sont séparés par un espace et en ce que leurs feuilles de verre non résistantes au feu sont dispos@es du côté du feu. 11. Panneau selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérxe en ce que de l'élastomère de silicone est disposé à l'intérieur de l'espa@ séparant les 2 vitrages.