Brevet FR2593223A1 — publié le 19870724

La présente invention concerne un châssis pour vitrage anti-feu et un élément vitré rosissant au feu équipé d'un tel châssis. Les éléments vitrés résistants au feu, tels que par exemple des portes ou des fenêtres, doivent répondre à certaines normes selon lesquelles, en cas d'incendie, ils doivent être capables de résister à l'action du feu pendant un temps minimun. Selon ces normes, ces éléments vitrés doivent en plus être étanches aux flammes et a la fumée, et pouvoir répondre à certains tests sévères d'isolation thermique, de manière notamment a éviter la propagation du feu par rayonnement calorifique. Il existe des vitrages capables de satisfaire ces normes particulières, et de tels vitrages sont bien connus dans la technique. Toutefois, le châssis contenant ce vitrage intervient également pour une grande part dans la résistance au feu de l'ensemble de l'élément vitré. Il doit présenter une résistance au feu qui est au moins égale a celle du vitrage. Les châssis en bois ont l'avantage d'être décora- tifs. Ils brûlent relativement lentement, ce gui leur permet de maintenir le vitrage en place pendant un certain temps en cas d'incendie. Parce qu'ils sont isolants, ils participent égalemment à réduire le risque de propagation du feu. Toutefois, leur caractère isolant peut avoir des consé- quences néfastes sur le comportement au feu de l'ensemble. En effet, des gradients thermiques importants peuvent se développer dans les bords du vitrage entre des endroits relativement proches et provoquer ainsi des casses thermiques dans les feuilles de verre. D'autre part, le bois possède une résistance mécanique telle qu'il est nécessaire de réaliser une structure assez épaisse pour obtenir un châssis suffisamment stable d'un point de vue mécanique. En cas de combustion, le bois perd également ses caractéristiques mécaniques très rapidement. De plus, c'est un matériau onéreux. Des châssis métalliques peuvent également être utilisés pour maintenir en place des vitrages résistants au feu. Toutefois, les dilatations importantes du metal, lorsqu il est soumis à la chaleur dégagée par. le feu, peuvent entraîner la rupture du vitrage. Un des objets de la présente invention est de pallier, au moins en partie, ces différents inconvénients. Un autre objet de la présente invention est de fournir un châssis pour vitrage anti-feu dont le prix de revient est relativement faible tout en permettant la réalisation d'un ensemble vitré dont la résistance au feu est améliorée. La présente invention concerne un châssis pour vitrage anti-feu, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une armature rigide dont la conductivité thermique est supérieure à 10 W/(M.K) et qui est protégée du feu par une matière réfractaire isolante, et en ce que le vitrage est maintenu en position dans le chassis au moyen de la-dite matière réfractaire. Par le fait que son armature possède une conductivité thermique supérieure a 10 W/(M.K), le châssis selon l'invention répartit la chaleur le long des bords du vitrage réduisant ainsi le risque d'apparition de gradients thermiques entre des endroits rapprochés sur le pourtour du vitrage. Il est bien connu que les bords d'une feuille de verre constituent des zones délicates d'où se développent facilement des fractures qui s'étendent vers le centre de la feuille. Des micro-fissures, dues notamment à la découpe, sont très souvent présentes dans les bords d'une feuille de verre. Celles-ci constituent des lieux de concentration des contraintes auxquelles est soumis le verre. Elles amorcent la rupture de la feuille en cas de sollicitation importante, par exemple lors d'un choc thermique.Ce phénomène est atténué dans le châssis- selon l'invention puisque les gradients thermiques sont évités. La matière réfractaire isolante protège l'armature du châssis contre une augmentation trop importante de sa temperature, ce qui evite une deòn#atlon ou une détériora- Ion de zeile-c. 'ette protection reduit aussi le risque de 'opagation du feu par le châssis. Le maintien en place du vitrage dans le châssis au moyen de la matière réfractaire offre l'avantage de procurer un châssis dont la conception est très simple et dont la .éalisation est très aisée. En effet, il n'est plus nécessaire de concevoir un châssis aux formes compliquées pour maintenir le vitrage. De plus, les bords du vitrage ne sont ainsi plus coincés dans des éléments de l'armature du châssis, ce qui leur assure une certaine indépendance vis-avis de celle-ci. La combinaison de l'ensemble de ces caractéris- tiques permet l'obtention d'un châssis qui améliore les caractéristiques de résistance au feu de l'élément vitré dont il fait partie. La matière réfractaire peut être appliquée, par exemple, sous la forme de feuilles malléables durcies in situ, par exemple, sous S'effet de la température. De préfé- rence toutefois, on utilise une matière réfractaire sous forme de bandes préformées, telles que par exemple des lattes. Cette forme de la matière réfractaire est nettement plus aisée à appliquer contre l'armature du châssis et se rapproche très fort de la fixation classique des vitrages, par des lattes en bois par exemple. La manipulation de la matière réfractaire sous forme de bandes est également plus aisée. Les bandes peuvent être découpées dans des grandes plaques. Selon une forme préférée de réalisation de l'inven- tion, la matière réfractaire est associée a des lattes Bnetalliques. Ces lattes métalliques peuvent servir de renforcement ou de décoration et peuvent, par exemple, être collées sur la matière réfractaire. Le renforcement de la matière réfractaire au moyen de lattes métalliques, bien qu'un peu complexe, permet d'utiliser des matières réfrac- taires choisies pour leur meilleures caractéristiques ther moques même si elles sont moins résistantes d'un point de vue mécanique.Selon une réalisation préferée de ;'in-wren- ion, ces lattes metalliques peuvent étire constituées par des profilés en aluminium qui sont tollés sur la acier réfractaire. Cette disposition permet de parachever le châssis de maniere à lui procurer un aspect estb.etique très agréable, et, le cas échéant, ces profiles peuvent eventuel- lement servir aussi de renforcement pour la matière réfrac- taire. Selon une autre forme préférée de réalisation de l'invention, la matière réfractaire est suffisamment rigide pour être auto-portante. Cette caractéristique de la matière réfractaire, relative a sa résistance mécanique est avanta- geuse car elle en facilite la manIpulation. Elle facilite également la réalisation du châssis par le fait que le placement et le positionnement de la matière réfractaire est ainsi plus aisé. Différents types de matières réfractaires peuvent être utilisées pour réaliser le châssis selon l'invention. Selon une forme préférée de réalisation, on utilise une matière réfractaire a base de silicate et de préférence une matière réfractaire comprenant du silicate de calcium. Le silicate de calcium présente l'avantage d'être stable sous l'action du feu et procure une bonne résistance contre le feu. Il résiste bien aux conditions atmosphériques et est de plus imputrescible. Il absorbe très peu d'humidité. Un exemple de matière réfractaire avantageusement utilisée dans le cadre de l'invention est le " PROMAZECT", Marque Déposée et commercialisée par PROMAT S.A. Kuiermanstraat, 1 2920 Kapelle-op-den-Bos - Relglque. Il s'agIt de plaques de silicate de calcium contenant un renforcement. Un autre type de matière réfractaire utilisable consiste en une matière à base de silicate de sodium hydraté. Un exemple de ce type de matière est le 'PALUSOL", Marque Déposée par la société BASF (Badische Anilin- s Soda Fabrik A.G. 6700 Ludwigshafen',. il est commercIalisé sous forme de plaques ignifuges contenant outre du silicate de sodium hydraté, des fibres de verre et éventuellement un réseau de fils métalliques soudés par points. Ces plaques ignifuges sont protegees sur les deux faces contre les influences atmosphériques par une couche de résine époxyde d'environ 0,1 mm d'épaisseur-. Cette matière est avantageuse par ses qualités sous l'action du feu notamment par le fait qu'il s'agit d'une matière intumescente. Toutefois, elle n'offre qu'une faible résistance mécanique.Il est donc nécessaire de la renforcer. Selon une autre forme préférée de réalisation de l'invention, on utilise une matière réfractaire qui comprend de la poudre de silice et/ou d'alumine. Celle-ci peut être mélangée à un liant ou contenue dans une enveloppe, par exemple, en toile de verre. Cette matière est avantageuse par le fait qu'elle présente une très bonne isolation thermique. On peut citer comme exemple d'un tel réfractaire le "MICROTHERM, Marque Déposée et commercialisée par Mizropore international Ltd, Worcester sbire, WR9 7DJ Grande Sretagne. Ce produit ne présente pas une rigidité sur#f i sante, mais il suffit de le renforcer en y collant des lattes métalliques. De préférence, le châssis possède une armature métallique. Parmi les métau usuels, il est aisé de choisir un matériau qui possede une conductivité thermique supé- rieure àà 10 10 W/(M.K) ainsi que de bonnes caractéristiques mécaniques ce qui permet la réalisation d'une structure relativement peu épaisse et peu couteuse. On préfère, dans ce cas, que l'armature du châssis soit constituée par des tubes creux, en acier doux, soudés entre eux. De préférence, on utilise de tubes qui possèdent une section rectangulaire. L'acier est un métal très performant au point de vue de ses caractéristiques mécaniques. Il constitue aussi un matériau relativement bon marché.D'autre part, cette struc- ture constitue une réalisation très simple et très rigide du assis selon l'invention. Elle est facilement et rapidement mise en oeuvre et son prix de revient est donc relativement faible. A titre de comparaison, on peut signaler que le prix e revient d'un châssis construit de cette façon est environ e clnqieme du prix de revient d'un châssis en bois de même grandeur. De préférence, la matière réfractaire est directement fixée à l'armature du châssis. C'est un montage très simple qui facilite la construction du châssis et qui diminue son prix de revient. On peut facilement réaliser cette fixation au moyen de vis par exemple, notamment si l'armature est en acier. En général, on préfère placer un nombre important de vis de fixation, environ tous les 30 cm par exemple, de manière à assurer une fixation stable de la matière réfractaire même sous l'influence du feu. De cette façon, si la matière réfractaire venait à se scinder pendant l'action du feu, les différents morceaux peuvent encore jouer leur rôle. Le ou les vitrages peuvent être maintenu(s) par la matière réfractaire à l'intervention de tout mastic approprié. Mais de préférence, entre le ou les vitrages et la matière réfractaire gui le (les) maintient en place, il y a un espace qui est rempli d'une bande de mousse à cellules fermées. Les vitrages anti-feu possèdent en général une couche intumescent qui peut, sous l'action du feu, se dilater jusqu'à 10 fois son épaisseur. L'utilisation d'une bande de mousse à cellules fermées permet l'expansion du vitrage lors de son exposition au feu sans exercer un effort trop important sur la matière réfractaire. Avantageusement, le dit espace est de plus colmaté au moyen d'un adhésif neutre au silicone. C'est une manière très efficace et très pratique d'achever la fixation des vitrages et de réaliser l'étanchéité entre le châssis et les vitrages. L'invention s'étend également à un élément vitra résistant au feu caractérisé en ce qu'il comprend un chassis tel que décrit précédemment dans lequel est dispos au moins un vitrage feuilleté comprenant au moins une feuille d matière vitreuse et au moins une couche de matière intumescente. Un châssis selon l'invention dans lequel on dispose un tel vitrage constitue un élément vitré dont les propri- tés anti-feu sont très intéressantes. wne forme preferee de réalisation d' '#n châssis selon l'invention sera maintenant decrite à titre d'exemple, non limqtatit, au moyen des dessIns schématiques annexés dans lesquels La figure 1 est une vue en coupe de la partie supérieure d'un châssis selon l'invention, qui est fixée au linteau; La figure 2 est une vue en coupe d'un meneau d'un tel châssis: La figure 3 est une vue en coupe de la partie intérieure d'un tel châssis telle que fixée sur le seuil; La figure 4 représente une vue en coupe d'un bord latéral d'un châssis selon l'invention fixé a la maçonnerie qui délimite la baie vitrée. Dans les dessins, les éléments semblables portent les memes nurftéros de référence. Le châssis représenté dans les dessins annexés comprend une armature rigide 4 dont la conductivité thermi- que est supérieure a 10 w/(M.K). Une matière réfractaire isolante 3, 14 est fixée â l'armature du châssis au moyen de vis 5. Cette matière réfractaire a notamment pour rôle de protéger l'armature contre l'action du feu. Conformément à l'invention, le vitrage 6 est maintenu en position dans le châssis par la matière réfractaire 3, 14. L'armature 4 est fixée à la maçonnerie 1 au moyen des plaques de fixation 10 et des cales 8 12. Dans un exemple pratique de réalisation, l'armature 4 est constituée de tubes creux en acier doux. Ces tubes possèdent une section rectangulaire d'environ 25 X 25 a 3mm. ils son soudés entre eux pour constituer l'armature du châssis. Des plaques de fixation 10 en acier sont fixées à la maçonnerie 1 au moyen de vis et chevilles en matériaux synthétiques. Des cales en acier 8, 12 sont placées entre les plaques de fixation 10 et l'armature 4 du châssis et y sont soudées (9). Ces cales permettent de rattraper les différences de niveau éventuelles de la maçonnerie. On peut éventuellement placer une chemse de finition en béton 13 sur le seuil et sur le linteau. L'espace vertical entre le châssis et la maçonnerie peut par exemple etre rempli par de la fibre ceramique 2 (fig.4). Le .7#t;age peut reposer Ifi. 3) sur des cales en bois dur 16. Le vitrage 6 est bien entendu un vitrage coupe-feu. I1 peut s'agir, par exemple, d'un vitrage feuilleté comprend nant deux ou plusieurs feuilles de verre liées par une ou plusieurs couches intumescentes. Dans un exemple de realisation particulière, on a utilisé du ' PYROBEL 175", Marque Déposée par la demanderesse. Entre le vitrage 6 et la matière réfractaire 3, 14 on laisse de préférence un espace dans lequel on dispose une bande de mousse à cellules fermées 11. L'espace est colmaté au moyen d'un adhésif neutre au silicone 7. Sous l'action du feu, l'épaisseur de la ou des couches intumescentes du vitrage augmente de manière importante. La bande de mousse 11 permet l'expansion du vitrage sans exercer un effort trop important sur la matière réfractaire #, 14. Dans un exemple préféré de réalisation, on a utilisé comme matière réfractaire du "PROMATECT H", Marque Déposée et commercialisée par PROMAT S.A. Kuiermanstraat, 1 2920 Kapelle-op-den-Bos - Belgique. I1 s'agit de plaques de silicate de calcium contenant un renforcement. Dans ces plaques, on a découpé des lattes de dimension appropriée. Ce produit est avantageux dans le cadre de l'invention car il possède suffisamment de rigidité pour se manipuler aisément et pour assurer en lui-même un positionnement stable du vitrage dans le châssis. En variante, on a utilisé tomme matière réfractaire du "MICROTXERM" qui est une Marque Déposée par Micropore International Ltd, Worcester Shire, WR97DJ Grande-Bretagne. Pour lui donner une résistance mécanIque suffisante, ce produit a été renforcé par des lattes métalliques collées sur la surface extérieure. Dans une autre variante, on a utilisé comme matière réfractaire du "PALUSOL", Marque Déposée par la société BASF (Badische Anilin- & Soda-Fabrik A.G. 6700 Ludwigshafen). Cette matière a egalement été renforcée par des lattes métalliques qui y ont eté collees. Eventuellement, pour améliorer l'aspect esthétique, on peut coller, sur la matière réfractaire, des profilés en aluminium tels que représentés par exemple en 15 à la figure 2. Ces profilés peuvent également servir de lattes de renforcement. Un essai de résistance au feu à été réalisé sur un châssis tel que représenté dans les figures annexées, avec du "PROMATECT If " comme matière réfractaire. On a utilisé les conditions de chauffe de la Norme Britannique BS 476, Pare 8, 1972. Le châssis a résisté de manière satisfaisante, selon la norme Indiquée, pendant 90 minutes. L'élément vitré dans son ensemble a été agréé pour une durée d'une heure. REVENDICATIONS 1. Châssis pour vitrage anti-feu, caractérIsé en ce qu'il est constitue d'une armature rigide dont la conductivité thermique est supérieure a 10 w/(M.: 2. Châssis selon la revendication i caractérisé en ce que la matière réfractaire est sous forme de bandes préformées. 3. Châssis selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la matière réfractaire est associée à des lattes métalliques. 4. Châssis selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la matière réfractaire est suffisamment rigide pour être auto-portante. 5. Châssis selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la matière réfractaire est une matière à base de silicate. 6. Châssis selon la revendication 5 caractérisé en ce que la matière réfractaire comprend du silicate de calcium. 7. Châssis selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la matière réfractaire comprend de la poudre de silice et/ou d'alumine. 8. Châssis selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que son armature est métallique. 9. Châssis selon la revendication 8 caractérisé en ce que l'armature est constituée par des tubes creux, en acier doux, soudés entre eux. 10. Châssis selon lune des revendications ; à 9 caractérisé en ce que la matière réfractaire est directement fixée à son armature. 11. Châssis selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en ce qu' entre le ou les vitrages et la matière réfractaire qui le (les) maintient en place, il y a un espace qui est rempli d'une bande de mousse à cellules fermées 2. Châssis selon la revendication li caractérisé en ce que le dit espace est colmaté au moyen d'un adhesit neutre au silicone. 13. Element vitre résistant au feu caracterisé en ce qu'il comprend un châssis selon l'une des revendications i à 12 dans lequel est disposé au moins un vitrage feuilleté comprenant au moins une feuille de matière vitreuse et au moins une couche de matière intumescente.