Brevet FR2524054A1 — publié le 19830930

L'invention concerne une fermeture coupe-feu pour ouvertu- res de bâtiment constituée par un caisson aplati formé de deux panneaux de tôle assemblés par l'intermédiaire de bandes marginales coudées et qui enferme un cadre de raidissement et des couches intérieures de matériau isolant. Dans les fermetures coupe-feu connues de ce genre, la réa- lisation concrète du cadre de raidissement et son positionnement stable à l'intérieur de la fermeture nécessitent des moyens particuliers afin que, particulièrement en cas d'incendie, le cadre puisse conserver sa fonction de raidisseur lorsque la fermeture subit des contraintes thermiques éle- vées. Une fermeture coupe-feu pour ouverture de mur et de pla- fond, connue par le brevet DE 22 57 862, se compose d'une plaque de fer- meture à plusieurs couches présentant un cadre raidisseur muni d'une os- sature intérieure en profilés métalliques, dans laquelle sont disposées des couches intérieures de matériau isolant et qui est entourée, à quel- que distance des profilés métalliques, par des tôles de revêtement con- çues sous forme de caisson Entre les tôles de revêtement et le cadre raidisseur, une couche de plaques coupe-feu est disposée de chaque côté - contre les tôles de revêtement, de telle sorte qu'entre ces plaques et les couches intérieures de matériau isolant, il reste des espacements li- bres Aux bords frontaux de la plaque de fermeture aussi, les tôles de revêtement sont garnies intérieurement de plaques coupe-feu et, avec ces plaques coupe-feu, elles sont disposées, de tous côtés, à quelque distan- ce du cadre raidisseur muni de l'ossature intérieure L'assemblage du ca- dre raidisseur aux tôles de revêtement s'effectue par l'intermédiaire de filets minces. Dans cette fermeture coupe-feu connue, le cadre raidis- seur, avec l'ossature intérieure en profilés métalliques, est bien proté- gé contre l'action de la chaleur par un enveloppement supplémentaire de plaques coupe-feu et, vis-à-vis de ces plaques coupe-feu qui moussent sous l'action de la chaleur, est ménagé un espacement suffisant pour évi- ter des déformations des tôles de revêtement sous l'effet de l'accroisse- ment de volume des plaques coupe-feu En outre, les filets qui relient les tôles de revêtement au cadre raidisseur ne sont pas alignés, mais, d'un côté de la plaque de fermeture, ils sont décalés latéralement par rapport aux filets de l'autre côté de celle-ci, de sorte que, même après une action prolongée de la chaleur, la propagation de l'incendie est em- pêchée à cause de la bonne conductivité des filets. Sur la base de cette structure, avec la fermeture coupe- feu connue, on peut obtenir une durée extrêmement longue de résistance au feu Toutefois, les dépenses de matières et de fabrication occasionnées par cette structure sont très notables. L'invention a pour but de fournir une fermeture coupe-feu du genre défini ci-dessus, qui puisse être réalisée de façon simple par des moyens simples et qui, pourtant, présente une résistance au feu com- parable à celle de la fermeture coupe-feu antérieurement connue. En partant d'une fermeture coupe-feu du genre défini ci- dessus, on propose, pour résoudre le problème posé, que le cadre raidis- seur soit constitué de gypse, par exemple de gypse perlé (GKF selon la norme DIN 18 180). Le caisson de la fermeture coupe-feu selon l'invention, constitué de tôles de revêtement, présente, grâce au cadre raidisseur fa- briqué en gypse, une très bonne stabilité de forme Par des essais, on a pu démontrer que la fermeture garde sa forme à peu prés inchangée, même lorsqu'elle subit d'un côté l'action d'une chaleur intense, pendant les temps de résistance prescrits La faible conductivité thermique d'un tel cadre raidisseur, fabriqué en gypse selon l'invention, ralentit la trans- mission de chaleur du côté soumis à la chaleur au côté opposé de la fer- meture, de sorte que le risque de propagation du feu d'un local séparé par la fermeture coupe-feu à un local voisin est aussi supprimé En ou- tre, la rigidité propre du cadre se maintient complètement pendant le temps de résistance exigé, même sous l'action d'une forte chaleur. Selon un mode de réalisation de l'invention, les ailes du cadre raidisseur sont formées de profilés de gypse reliés entre eux. Grâce à la structure selon l'invention, en partant de pro- filés de gypse dont les dimensions de section concordent et selon l'é- paisseur exigée du cadre raidisseur, on peut constituer des ailes ayant des dimensions différentes en section, en assemblant sous forme d'ailes un nombre différent de profilés. De préférence, les profilés de gypse servant à constituer une aile de cadre sont composés de bandes de gypse empilées de section rectangulaire. Par suite, pour la fabrication de cadres raidisseurs ayant la géométrie la plus diverse, il suffit d'une quantité suffisante de ban- des de gypse uniformes qui peuvent être assemblées de façon simple en pa- quets de dimensions quelconques et qui, coupées à une longueur appro- priée, peuvent servir d'ailes de cadre. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, on peut encore améliorer la stabilité du cadre raidisseur si les bandes de gypse sont empilées dans une direction perpendiculaire au plan de la fermeture. Quand les bandes de gypse sont empilées dans une direction perpendiculaire au plan de la fermeture, l'axe de chaque bande présente le plus grand moment résistant dans la direction qui coîncide avec celle du plan de la fermeture C'est ainsi que l'on tient le mieux compte des forces maximales qui apparaissent sur le cadre raidisseur et qui résul- tent des allongements thermiques des tôles de revêtement, se produisant dans la direction du plan de la fermeture. De préférence, selon un autre mode de réalisation, l'as- semblage des différentes ailes en un cadre raidisseur s'effectue par le fait qu'une extrémité d'une bande de gypse d'une couche chevauche l'ex- trémité d'une bande de gypse d'une couche voisine. Le chevauchement des bandes de gypse, prévu par l'inven- tion, permet un ancrage stable des ailes du cadre sans que, comme par exemple avec une disposition bout à bout des ailes du cadre, des pièces façonnées supplémentaires soient nécessaires comme moyens d'assemblage. Dans des cas d'espèce, il peut aussi être avantageux de former le cadre raidisseur en partant de couches de cadre reliées entre elles et que l'on a séparées de plaques de gypse. Des cadres raidisseurs constitués de cette façon se dis- tinguent par despropriétés particulièrement homogènes, car toutes les ailes de chaque cadre sont formées par couches en partant de la même plaque de gypse. Afin que l'assemblage des panneaux de tôle, en particulier le long du bord inférieur horizontal du panneau de porte, o celui-ci est émoussé en vue de la liberté de mouvement nécessaire et ne présente pas une butée dépassant la section de l'ouverture de porte, résiste à une surpression à prévoir à l'intérieur du caisson en cas d'incendie et qu' il ne puisse pas non plus sortir de gaz par cette zone, un autre mode de réalisation de l'invention prévoit qu'au moins dans cette zone de bord inférieur, les bandes marginales des panneaux de tôle soient pliées pour former une section en U et qu'en cet endroit, les panneaux de tôle soient reliés entre eux par l'intermédiaire d'ailes, appliquées l'une contre l'autre, des bandes marginales disposées symétriquement entre elles. Grâce à cette structure, dans la fermeture coupe-feu selon l'invention, les ailes des bandes marginales des panneaux de tôle, dispo- sées symétriquement, peuvent, sur la région marginale de la fermeture qui est la plus exposée faute de butée, être assemblées entre elles tout aus- si fermement que par un agrafage avec accrochage mutuel Grâce à la sec- tion pliée en U des bandes marginales, celles-ci acquièrent même une plus grande rigidité en flexion que des bandes marginales agrafées En outre, si on assemble fermement entre elles les bandes marginales qui sont de toute façon très rigides en flexion en elles-mêmes, la rigidité globale en flexion du bord du caisson est accrue notablement. Selon un autre mode de réalisation, les ailes des bandes marginales, appliquées l'une contre l'autre, sont encastrées dans une rainure du cadre raidisseur, formée par un évidement dans chacune des deux moitiés de cadre formant le cadre raidisseur, et sont assemblées en- tre elles par une soudure disposée du côté frontal. Pour assembler de façon stable les ailes appliquées l'une contre l'autre, il est ainsi parfaitement suffisant que les ailes soient reliées entre elles par une soudure disposée du côté frontal En effet, si une surpression s'établit à l'intérieur du caisson, les ailes encas- trées dans la rainure du cadre raidisseur ne sont pas elles-mêmes soumi- ses directement à celle-ci Toutefois, dans la mesure o la surpression agit sur le côté frontal considéré du caisson, ce côté est notablement raidi par les ailes La soudure qui relie les ailes entre elles du côté frontal est en mesure, même avec des dimensions relativement petites, de supporter la force de tension ou traction résultant de la surpression dans le caisson Grâce à la disposition des ailes dans la rainure du ca- dre raidisseur, les ailes acquièrent une cohésion supplémentaire, de sor- te qu'il est exclu qu'elles baillent. Du point de vue de la fabrication, l'avantage de consti- tuer le cadre raidisseur en partant de deux moitiés de cadre est que, par exemple, on munit chaque panneau de tôle d'une moitié de cadre, en pliant au moins une bande marginale de chacun des panneaux de tôle autour des côtés frontaux de la moitié de cadre Aussitôt que le pliage a été réali- sé, conformément à la section en U que l'on désire donner à la bande mar- ginale, on peut, de façon simple, assembler en un panneau de porte deux moitiés de cadre déjà revêtues des panneaux de tôle et les relier ferme- ment par une soudure aux ailes placées l'une contre l'autre, le long du bord inférieur du panneau de porte, tandis que la liaison des panneaux de tôle le long des autres bords peut s'effectuer de façon classique, par une déformation appropriée des bandes marginales par agrafage. Pour protéger la zone de transition entre une couche inté- rieure de matériau isolant et le cadre raidisseur, de façon telle que, même dans le cas d'une couche intérieure de matériau isolant disposée avec jeu à l'intérieur du cadre raidisseur, la propagation du feu dans la région de transition entre couche intérieure de matériau isolant et cadre raidisseur soit exclue, un mode de réalisation de l'invention prévoit qu'entre les surfaces frontales de la couche intérieure de matériau iso- lant et les surfaces du cadre raidisseur qui leur sont opposées soient disposées des bandes de silicate de sodium moussant sous l'action de la chaleur, munies d'une enveloppe étanche à l'humidité. L'utilisation et la disposition selon l'invention des ban- des de silicate de sodium a pour effet, en cas d'incendie, qu'elles mous- sent sous l'action de la chaleur et, par suite, remplissent complètement l'espace libre existant éventuellement entre les surfaces frontales de la couche intérieure de matériau isolant et les surfaces opposées du cadre. L'augmentation de volume que peuvent subir, sous l'action de la chaleur, les bandes commerciales de silicate de sodium a pour effet de remplir complètement l'espacement, même dans le cas o la couche intérieure de matériau isolant est disposée avec un jeu appréciable à l'intérieur du cadre raidisseur. Enfin, selon un autre mode de réalisation, la largeur des bandes de silicate de sodium, perpendiculairement au plan du panneau de porte, correspond à l'épaisseur de la couche intérieure de matériau iso- lant. Grâce à cette structure, on peut constituer le panneau de porte de façon simple en posant, sur une tôle de revêtement disposée ho- rizontalement, le cadre raidisseur ou la moitié de cadre et en disposant ensuite, à l'intérieur du cadre ou de la moitié de cadre, la couche de matériau isolant dont la longueur et la largeur sont légèrement inférieu- res à la longueur et à la largeur intérieures du cadre raidisseur On peut alors insérer les bandes de silicate de sodium perpendiculairement au plan du panneau de porte, sans qu'elles risquent de se déplacer de fa- çon non voulue une fois que l'on a posé la deuxième tôle de revêtement et que l'on a fermement assemblé les deux tôles de revêtement. Au manque de résistance à l'humidité des bandes de silica- te de sodium, on remédie par l'enveloppe étanche à l'humidité Etant don- né que l'enveloppe des bandes de silicate de sodium n'est pas exposée à des efforts mécaniques notables à l'intérieur du panneau de porte, il suffit que l'enveloppe soit formée, par exemple, d'une mince feuille de métal qui enferme en même temps, de façon étanche, les extrémités des bandes de silicate de sodium Naturellement, il rentre également dans le cadre de l'invention de fabriquer l'enveloppe, par exemple, en partant d'une gaine de polychlorure de vinyle fermée aux extrémités. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront de la description suivante d'un mode de réalisation d'une fermeture coupe- feu, donné à titre d'exemple et représenté schématiquement en coupe dans le dessin ci-joint. Des panneaux de tôle 1 et 2 forment un caisson aplati 3 A cet effet, une bande marginale inférieure horizontale 4 du panneau 1 et une bande similaire 5 du panneau 2 sont pliées pour former une section en U Les panneaux de tôle 1 et 2 sont disposés de telle sorte qu'une aile 6 de la bande marginale 4 et une aile 7 de la bande marginale 5 s'appli- quent latéralement l'une contre l'autre Par une soudure 8, les panneaux de tôle 1 et 2 sont reliés fermement entre eux sur le côté frontal formé par les bandes marginales 4 et 5 Les bandes marginales verticales, non représentées, des panneaux 1 et 2, de même que les bandes marginales su- périeures horizontales 4 ' et 5 ' des panneaux 1 et 2, sont assemblées par un agrafage classique. A l'intérieur du caisson aplati 3 ains-i formé se trouve un cadre raidisseur 9 formé de deux moitiés de cadre 10 et 11 Alors que la bande marginale pliée 4 entoure la moitié de cadre 10, la moitié 11 est entourée par la bande marginale 5 Chaque moitié de cadre 10,11 est cons- tituée de deux couches de cadre 12,13 qui peuvent être formées par décou- page de plaques de gypse de dimensions appropriées Chacune des couches de cadre 12,13, respectivement tournée vers l'aile pliée 6,7, présente un évidement 14,15, de sorte que les ailes 6,7 sont encastrées à l'intérieur des moitiés de cadre 10,11. A l'intérieur de la cavité du caisson aplati 3, délimitée par le cadre raidisseur 9, est disposée une couche intérieure de matériau isolant 16 et, entre les côtés frontaux de celle-ci et les surfaces du cadre qui leurs sont opposées, sont prévues des bandes de silicate de so- dium 17, moussant sous l'action de la chaleur et enfermées de façon étan- che à l'humidité par une enveloppe 18. R EV E ND I C AT I O N S 1. Fermeture coupe-feu pour ouvertures de bâtiment, constituée par un caisson aplati ( 3) formé de deux panneaux de tôle ( 1,2) assemblés par l'intermédiaire de bandes marginales pliées ( 4,5) et qui enferme un cadre raidisseur ( 9) et une couche intérieure de matériau isolant ( 16), fermeture caractérisée par le fait que le cadre raidisseur ( 9) est consti- tué de gypse. 2. Fermeture selon la revendication 1, caractérisée par le fait que des ailes du cadre raidisseur ( 9) sont constituées de profilés de gypse assemblés. 3 Fermeture selon l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que les profilés de gypse sont composés de bandes de gypse ( 12,13) de section rectangulaire empilées les unes sur les autres. 4. Fermeture selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les bandes de gypse ( 12,13) sont empilées dans une direction perpendiculaire au plan de la fermeture. 5. Fermeture selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait qu'une extrémité d'une bande de gypse ( 12,13) d' une couche chevauche l'extrémité d'une bande de gypse ( 12,13) d'une couche voisine. 6 Fermeture selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le cadre raidisseur ( 9) est constitué de couches assemblées ( 12, 13) qui sont séparées par des plaques de gypse. 7. Fermeture selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'au moins une bande marginale ( 4,5) de chacun des panneaux de tôle ( 1,2) a une section pliée en forme de U et que les panneaux ( 1,2) sont assemblés par l'intermédiaire des ailes ( 6,7), appliquées l'une contre l'autre, des bandes marginales ( 4,5) disposées symétriquement. 8. Fermeture selon la revendication 7, caractérisée par le fait que les ailes ( 6,7) appliquées l'une contre l'autre sont encastrées dans une rainure du cadre raidisseur ( 9), formée par un évidement ( 14,15) pratiqué dans chacune de deux moitiés de cadre ( 10,11) formant le cadre raidisseur et sont assemblées entre elles par une soudure ( 8) disposée du côté frontal. 9. Fermeture selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'entre les surfaces frontales de la couche intérieure de matériau isolant ( 16) et les surfaces du cadre raidisseur ( 9) qui leur sont oppo- sées sont disposées des bandes de silicate de sodium ( 17), moussant sous l'action de la chaleur et enfermées dans une enveloppe étanche à 8 2524054 l'humidité ( 18). 10. Fermeture selon la revendication 9, caractérisée par le fait que la largeur des bandes de silicate de socium ( 17), perpendiculai- rement au plan de la fermeture, correspond à l'épaisseur de la couche in- térieure de matériau isolant ( 16).