Brevet FR2690946A1 — publié le 19931112

VALVE POUR VITRAGE ISOLANT ANTI-FEU L'invention concerne les vitrages isolants et plus particulièrement, les vitrages isolants anti-feu. Lorsqu'on désire équiper la façade extérieure d'un bâtiment avec des vitrages qui restent en place lors d'un incendie et empêchent ainsi la propagation des flammes d'un étage à l'autre ou quand on désire vitrer une cloison de parties vitrées qui freinent la propagation d'un incendie d'une pièce à l'autre, on utilise des vitrages dits pare- flammes ou encore vitrages anti-feu G selon la norme DIN 4102, ils sont constitués de verres adaptés, boro-silicates ou verres ayant subi une trempe spéciale et montés de manière particulière Pour éviter la trop grande déperdition thermique ou pour des raisons d'isolation acoustique, ces verres spéciaux sont souvent montés en vitrages multiples, deux ou plusieurs éléments étant posés -parallèlement l'un à l'autre avec un espace d'air ou de gaz secs entre eux. Ce type de montage de vitrages anti-feu en vitrages isolants peut également concerner des vitrages coupe-feu (vitrages F selon la norme DIN 4102), dans ce cas, en général, un seul des éléments est coupe-feu, l'autre étant soit en verre pare-flamme, soit en verre ordinaire. Dans les deux cas précédents, vitrages isolants pare-flamme ou vitrages isolants coupe-feu, il faut éviter que, lors d'un incendie, l'échauffement du gaz contenu dans l'espace entre les deux éléments de vitrage ne provoque, à cause de la surpression qu'il entraîne, la casse violente des verres qui libéreraient alors l'ou- verture et laisseraient le feu se propager Un tel phénomène, explosion d'un vitrage isolant lors d'un incendie, est même à craindre avec les vitrages isolants c - habituels En effet, si un tel vitrage isolant est exposé aux flammes lors d'un incendie, la surpression au moment de la casse thermique des verres (ou même avant celle-ci) peut provoquer la projection de larges fragments coupants très dangereux. Mais dans les trois cas précédents (pare-flammes, coupe-feu ou vitrage isolant traditionnel), si l'équili- brage des pressions interne et externe du vitrage isolant pouvait se produire dès le début de l'incendie, le vitrage pare-flamme et le vitrage coupe-feu resteraient en place et fonctionneraient comme s'ils étaient montés en vitrages monolithiques, quant aux éléments du vitrage isolant classique, ils casseraient moins dangereusement. Des systèmes qui permettent d'équilibrer les pressions dès le début d'un incendie ont déjà été déve- loppés C'est ainsi que le brevet français FR 2 538 025 propose de réaliser un perçage dans l'un des verres constituant le vitrage isolant et de l'équiper d'un bouchon hermétique réalisé en un matériau fusible Ce dispositif bien qu'adapté à sa fonction, présente deux types d'inconvénients, esthétique et technique Le premier point est évident, quant à l'inconvénient tech- nique, il est lié au procédé de fabrication des vitrages anti-feu Ces produits sont souvent réalisés en plusieurs endroits différents: élément monolithique en verre spécial d'un coté et vitrage isolant en un deuxième temps, de l'autre L'opération de perçage du vitrage pare- flamme doit être programmée dès la fabrication de l'élément monolithique et avant qu'il ait subi un éven- tuel traitement de trempe Cette contrainte entraîne une procédure administrative lourde Dans le cas de verres feuilletés-trempés comme ceux décrits dans le brevet européen EP-0 219 801 B, il est pratiquement impossible d'obtenir des perçages qui après trempe puis feuille- tage se trouvent alignés Par ailleurs, le fait d'avoir exécuté un perçage dans un verre trempé le fragilise, ce qui pourrait perturber son bon fonctionnement et gêner son maintien en place au début d'un incendie. L'autre technique prévoit l'installation d'un -3- système d'équilibrage dans le profilé métallique qui sert à maintenir l'écartement des verres du vitrage isolant. Un tel système, décrit dans le brevet européen EP-0 266 607 B ne présente pas les inconvénients du perçage du verre et en particulier, peut se mettre en oeuvre au moment de la fabrication du vitrage isolant Cependant, il s'agit d'un système compliqué qui nécessite le perçage du profilé intercalaire et la mise en place d'un dispo- sitif composé de deux éléments associés par deux colles différentes et dont la mise en place est délicate On constate aussi que ce système nécessite l'exercice d'une tâche très spécifique de la part du personnel qui fabri- que le vitrage isolant. L'invention se donne pour mission de fournir une valve d'équilibrage des pressions dans un vitrage isolant lors d'un incendie qui ne nécessite aucun soin particu- lier, ni lors de la fabrication des panneaux anti-feu proprement dits, ni lors de la fabrication du vitrage isolant Son fonctionnement doit également être sûr et son coût limité. L'invention propose un dispositif destiné à équili- brer les pressions entre l'atmosphère interne d'un vitrage isolant et l'extérieur lors d'un incendie et utilisant un opercule fait en matériau fusible qui est situé dans le coin d'assemblage du vitrage isolant De préférence, l'opercule en matériau fusible constitue le fond d'un trou borgne du côté du coin d'assemblage dirigé vers l'intérieur du vitrage isolant, c'est par exemple un alliage de Wood Eventuellement, tout l'ensemble du coin30 d'assemblage est en matériau fusible et alors les parois du trou borgne sont chemisées avec un matériau moins fusible tel que l'aluminium. De préférence, l'opercule en matériau fusible est placé sur une partie en ressaut par rapport au reste de la surface du coin d'assemblage dirigée vers l'intérieur du vitrage isolant et, de l'autre côté le trou borgne débouche à l'extérieur du vitrage dans une zone également en ressaut par rapport aux surfaces environnantes. L'invention concerne aussi un vitrage isolant dont -4- le cadre intercalaire possède au moins un coin d'assem- blage comportant un trou de liaison entre l'atmosphère interne du vitrage et l'extérieur obturé du côté inté- rieur par un opercule fait d'un matériau fusible De préférence, le ou les coins d'assemblage avec trou de liaison et opercule fusible sont symétriques par rapport au plan bissecteur de l'angle du coin et avantageusement, les autres coins sans trou ni opercule se raccordent avec les profilés de la même manière que les premiers. L'avantage essentiel du dispositif de l'invention est de permettre sa mise en place par un personnel non spécialisé au moment de la réalisation du vitrage isolant lui-même, c'est-à-dire sans perturber les phases précé- dentes de l'élaboration du produit anti-feu. La description et les figures qui suivent per- mettront de comprendre l'invention dans tous ses détails et d'en apprécier les avantages. Parmi les figures: * la figure 1 représente un coin conforme à 1 'in- vention, * la figure 2 montre la même variante en coupe et, * la figure 3, une autre variante également en coupe. Le principe du dispositif de l'invention consiste à équiper d'un trou de communication et d'un opercule fusible le coin d'assemblage dont le montage et l'asso- ciation avec les profilés intercalaires pour constituer le cadre qui maintient ensemble les deux plaques vitrées, se fait de la manière habituelle. Sur la figure 1, on a représenté un exemple de réalisation Le coin qui est constitué tout entier d'un matériau ininflammable et fondant à basse température tel que par exemple un alliage de Wood est dissymétrique La composition pondérale de l'alliage est avantageusement la suivante: Bismuth 50 % Plomb 25 % Etain 12,5 % et Cadmium 12,5 % Une telle composition fond à 70 C La branche de gauche 1 sur la figure a exactement la forme habituelle des coins d'assemblage de vitrages isolants. Comme on sait, les formes que peuvent prendre de tels coins sont variées, elles sont déterminées principalement en fonction des conditions à respecter pour que l'étan- chéïté du vitrage soit parfaite, ici la seule exigence supplémentaire est que la forme soit adaptée à la forme du profilé et au matériau du coin La forme de l'aile gauche du coin retenue ici est identique à celle d'un coin habituel en zamack. La seconde aile du coin de la figure 1 se compose de deux parties, la partie 2, la plus éloignée de l'angle 3 a exactement la même forme que l'aile 1 et la partie 4 possède deux ressauts, l'un vers l'intérieur du vitrage 5 et l'autre vers l'extérieur 6 Cette partie est de plus équipée d'un trou borgne 7 qui ne débouche pas dans l'espace intérieur du vitrage isolant On a en effet laissé subsister une paroi 8 qui constitue l'opercule fusible du trou 7 La représentation de la figure fait apparaître en 9 un cercle qui n'existe pas lorsque le coin est fait d'un seul matériau tel que l'alliage de Wood Sur la figure, on a représenté le cas o le coin 1 est réalisé en un matériau métallique traditionnel, par exemple en laiton traité pour garantir une bonne adhé- rence sur les mastics tandis que l'opercule 8 est en un matériau fusible tel que l'alliage de Wood La fonction du ressaut intérieur 5 est de permettre une exposition rapide de l'opercule 8 aux flammes pour garantir sa fusion immédiate Ce point est essentiel si l'on veut éviter une montée trop forte de la pression dans le vitrage isolant. Sur la figure 2, on a représenté une coupe d'un coin identique à celui de la figure 1, dans sa variante entièrement réalisée en matériau fusible Dans ce cas, les parois du trou borgne 7 sont chemisées à l'aide d'un matériau dont le point de fusion est supérieur à celui de l'alliage de Wood et qui possède de bonnes propriétés d'adhérence par rapport aux mastics scellant le vitrage isolant de manière à rester en place quoi qu'il arrive. Il s'agit par exemple d'aluminium sous la forme d'un tube 10 enfoncé à force dans le trou 7 Comme on le voit sur la figure 2, la paroi de l'opercule 8 est la plus mince -6- possible de manière à fondre rapidement et à ne pas risquer d'obturer le passage dans la lumière du tube 10. Mais son épaisseur doit être suffisante pour rester étanche au passage des gaz et en particulier à la vapeur d'eau pendant la durée de vie du vitrage et également, pour avoir une tenue mécanique suffisante; avec l'al- liage de Wood, une épaisseur de 2 à 3 mm est satisfai- sante Le tube 10 quant à lui dépasse de préférence la paroi externe du coin au moment de la fabrication Cela permet d'éviter qu'il ne se remplisse du mastic (polys- ulfure ou, de préférence silicone) qui assure la liaison entre les verres et le cadre intercalaire En général, la longueur du tube 10 est telle que sa bordure externe affleure au niveau du bord des verres de manière à éviter qu'il gêne la pose du vitrage dans sa feuillure, il est également possible de le prévoir débordant et de le couper après -la prise du mastic Il est évident que dans le cas illustré figure 2, c'est- à-dire lorsque tout le coin est constitué du matériau fusible le ressaut 6 est facultatif car son rôle est le même que celui du tube 10 débordant: éviter l'obstruction du trou borgne par du mastic. Le système qui vient d'être décrit est d'une mise en oeuvre très aisée, la seule précaution à prendre, est de prévoir un profilé intercalaire légèrement plus court du côte de l'aile 2 que du côté de l'aile 1. Le système représenté figure 3 permet, grâce à la symétrie du coin par rapport à son plan bissecteur, de traiter les deux profilés intercalaires associés au coin de l'invention de la même manière (Ils sont toutefois plus courts qu'avec les coins habituels car, alors en général, les profilés se rejoignent à l'intérieur du coin, ce qui n'est pas le cas ici) On voit en 11 le trou borgne dont l'axe se trouve dans le plan de symétrie du coin Ce coin est ici fait d'un matériau peu fusible sur lequel l'alliage de Wood de l'opercule 12 adhère par soudure, comme c'est le cas par exemple du laiton Le matériau du coin doit également permettre une bonne adhérence des mastics de scellement du vitrage isolant, 7 éventuellement suite à un primage La figure 3 montre également en coupe, le raccordement du coin avec le profilé intercalaire 13 Celui-ci est rempli de la manière habituelle, d'un désséchant 14 On voit également en 15, le mastic par exemple du silicone, qui avec la configuration de la figure, ne risque pas d'obturer le trou 11 Il est évident qu'ici aussi, l'ensemble du coin pourrait être constitué d'un matériau fusible mais il y aurait lieu alors également, de chemiser le trou 11. Selon l'invention, il est possible d'équiper un vitrage isolant d'un nombre variable de coins avec opercule fusible De préférence, ce sont les coins supérieurs qui seront équipés Les autres angles du vitrage auront soit les coins habituels des vitrages isolants soit des coins de forme identique à ceux de l'invention mais d'un coût moindre comme par exemple des coins en zamack Quand on équipe le vitrage de par exemple un ou deux coins analogues à ceux de la figure 3, il est intéressant que les autres coins (sans trou ni opercule fusible) aient la même forme extérieure que sur la figure 3 car, alors, l'organisation de la découpe des profilés intercalaires et le montage sont simplifiés. Au lieu de prendre des précautions au moment de l'enduction avec le mastic d'assemblage du vitrage isolant, ou au lieu de laisser dépasser le tube de chemisage 10 comme sur la figure 2, il est possible de simplement prévoir un bouchon, éventuellement revêtu d'une substance anti-adhésive comme de la paraffine, qui bouche le trou 7 ou 11 ou le tube 10 Evidemment, ce bouchon devra impérativement être retiré dès que le mastic a durci. Un coin analogue à celui de la figure 2, assemblé aux profilés intercalaires grâce à un mastic polysulfure a été testé avec deux verres de 6 mm moyennement trempés ( 93 mégapascals de contrainte de compression superfi- cielle) dans un essai au feu normalisé Le coin conforme à l'invention étant dans un angle inférieur du vitrage. La mise à l'atmosphère s'est effectuée une minute après le début de l'essai, pour une température de four de 340 C, alors qu'aucun des deux verres n'était encore cassé. Le dispositif de l'invention qui vient d'être décrit permet lorsqu'un double vitrage, en particulier, un double vitrage pare-flamme (vitrage G) ou coupe-feu (vitrage F selon la norme DIN 4102) est exposé à un incendie, d'éviter toute surpression interne et d'empê- cher ainsi toute casse intempestive ou dangereuse. Un tel dispositif qui remplit son office lors de l'incendie ou de l'essai au feu, est parfaitement étanche pendant toute la durée de vie du vitrage isolant En effet aucun passage nouveau pour l'humidité n'est crée par rapport à ce qui existe dans les vitrages isolants qui ont fait leurs preuves. D'autre part, les coins de l'invention sont d'une mise en oeuvre particulièrement aisée et leur fiabilité lors d'un incendie ne dépend aucunement de la qualité du travail fourni lors de leur mise en place (ce qui n'était pas le cas des systèmes antérieurs). REVENDICATIONS 1 Dispositif destiné à équilibrer les pressions entre l'atmosphère interne d'un vitrage isolant et l'extérieur lors d'un incendie et utilisant un opercule fait en matériau fusible, caractérisé en ce qu'il est situé dans le coin d'assemblage du vitrage isolant. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opercule en matériau fusible constitue le fond d'un trou borgne du côté du coin d'assemblage dirigé vers l'intérieur du vitrage isolant. 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce que le matériau fusible est à base d'alliage de Wood. 4 Dispositif selon la revendication 2 ou 3, carac- térisé en ce que l'ensemble du coin d'assemblage est en matériau fusible. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les parois du trou borgne sont chemisées avec un matériau moins fusible tel que l'aluminium. 6 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'opercule en matériau fusible est placé sur une partie en ressaut par rapport au reste de la surface du coin d'assemblage dirigée vers l'intérieur du vitrage isolant. 7 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le trou borgne débouche à l'extérieur du vitrage dans une zone également en ressaut par rapport aux surfaces environnantes. 8 Vitrage isolant, caractérisé en ce que son cadre intercalaire possède au moins un coin d'assemblage com- portant un trou de liaison entre l'atmosphère interne du vitrage et l'extérieur obturé du côté intérieur par un opercule fait d'un matériau fusible. 9 Vitrage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le ou les coins d'assemblage avec trou de liaison et opercule fusible sont symétriques par rapport au plan bissecteur de l'angle du coin. Vitrage selon la revendication 9, caractérisé en ce que les autres coins sans trou ni opercule se - raccordent avec les profilés intercalaires de manière identique aux premiers.