Brevet FR2689330A1 — publié le 19931001

CAISSON DE PROTECTION THERMIQUE, NOTAMMENT POUR LA PROTECTION CONTRE LE FEU DE CABLES ELECTRIQUES. La présente invention concerne un caisson de protection thermique, notamment pour la protection contre le feu de câbles électriques. Pour ce type de protection, on a déjà proposé d'utiliser des caissons constitués d'un unique matériau formant isolant thermique, généralement du silicate de calcium, les parois de ce caisson étant soit constituées de plusieurs couches superposées de ce matériau, soit d'une unique couche de grande épaisseur. Les normes de protection thermique deviennent cependant de plus en plus rigoureuses et les caissons de la technique connue s'y conforment de plus en plus difficilement. C'est ainsi que, pour des câbles électriques supportés par un chemin de câbles et disposés à l'intérieur d'un caisson de protection, on exige que les câbles soient en mesure de continuer à assurer leur fonction, sans que leur température dépasse 700C, dans des conditions d'une élévation température AT, exprimée en OC, en fonction du temps t, exprimé en minutes, à l'extérieur du caisson, telles que AT = 345 log (8t + 1). Ces conditions extrêmes de montée en température signifient qu'au bout de 20 minutes, la température à l'extérieur du caisson de protection atteint environ 8000C, qu'après i heure, elle est d'environ 9500C, qu'après 2 heures elle est de l'ordre de 10500C et qu après 4 heures, elle atteint 1150 C, tandis que, pendant tout ce temps, la température des câbles à l'intérieur du caisson ne doit pas dépasser 700C. La présente invention vise à proposer un caisson de protection thermique qui respecte ces conditions et qui soit néanmoins d'une conception simple et facile à mettre en oeuvre. Dans ce but, l'invention propose de réaliser un caisson dont les parois latérales ne sont plus constituées d'un unique matériau thermique isolant, mais de plusieurs panneaux superposés de matériaux différents, ayant des propriétés mécaniques et de pouvoir isolant différentes depuis la couche externe jusqu'à la couche interne. La Demanderesse a établi, en effet, qu'à protection thermique égale, il est possible de réaliser des caissons de protection beaucoup moins lourds, donc beaucoup plus faciles à mettre en place et à supporter, en utilisant plusieurs panneaux superposés ayant des propriétés thermiques différentes, qu'en utilisant un ou des panneaux en un même matériau thermiquement isolant. Par ailleurs, il est connu qu'en compactant des fibres en présence d'un liant, il est possible de réaliser de façon relativement aisée des panneaux thermiquement isolants dont les propriétés isolantes varient en sens inverse de la compression, mais dont la masse spécifique varie proportionnellement à la compression. Or, de façon surprenante, il semble que la juxtaposition de différents panneaux de fibres compactés n' ait jamais été utilisée pour réaliser des caissons de protection thermique. L'invention a par conséquent pour objet un caisson de protection thermique, notamment pour la protection de câbles électriques contre le feu, caractérisé en ce que ses différentes parois sont constituées d'une pluralité de panneaux distincts superposés, ayant des propriétés mécaniques et d'isolation thermique différentes depuis le panneau externe jusqu'au panneau interne. Dans une forme de mise en oeuvre avantageuse de l'invention, les parois du caisson seront constituées d'au moins trois panneaux distincts superposés, ayant des qualités d'isolation thermique croissant depuis le panneau externe jusqu'au panneau interne et des qualités de résistance au feu décroissantes. Avantageusement, les panneaux extérieurs du caisson comprendront des fibres céramiques ayant une température de fusion théorique Ti d'environ 23000C, tandis que leur propre température T2 de fusion théorique sera d'environ 17800C et leur température T3 maximum d'utilisation en continu, sans altération sensible de leurs propriétés physiques et mécaniques, sera d'environ 12600C. Leur masse spécifique pourra être d'environ 250 kg/m3 et leur épaisseur d'environ 30 mm. Pour les panneaux intermédiaires, les valeurs de T1, T2 et T3, seront respectivement d'environ 23000C, 15000C et 7500C. Ils pourront avantageusement comprendre des fibres céramiques différentes de celles du panneau externe. Leur masse spécifique pourra être d'environ 220 kg/m3 et leur épaisseur d'environ 30 mm. Enfin, les panneaux internes du caisson pourront être simplement constitués de laine de roche supportant une température d'utilisation en continu de 6500C, sans altération de leurs propriétés mécaniques et physiques. Leur masse spécifique pourra être d'environ 120 à 140 kg/m3 et leur épaisseur d'environ 80 mm. Aucun matériau n' étant jamais complètement exempt de vapeur d'eau, il sera préférable de disposer entre les panneaux contigus un élément pare-vapeur et réflectif comprenant deux pellicules d'aluminium entre lesquelles sera entreposé un film d'un matériau ayant des propriétés mécaniques très supérieures à celles des pellicules d'aluminium, par exemple un film d'un polyester tel que ceux commercialisés sous l'appellation Mylar. Les pellicules d'aluminium pourront avoir une épaisseur de 9 p ,tandis que l'épaisseur du support intermédiaire sera de 23 P . Outre son rôle de pare-vapeur, cet ensemble présente l'avantage de réfléchir une partie des rayonnements visibles et non visibles et d'être complètement opaque aux rayons ultra-violets. Les différents panneaux du caisson devront naturellement être assemblés entre eux et avec leur support par des moyens permettant de minimiser les ponts thermiques entre éléments contigus. Des moyens de liaisonS appropriés seront décrits ci-après, dans la description détaillée qui va suivre d'une forme de réalisation de l'invention. Dans cette description, on se réfèrera aux dessins annexés, dans lesquels La figure 1 est une coupe transversale du caisson, au niveau d'un support du chemin de câbles la figure 2 est une coupe transversale du caisson, au niveau d'un support de celui-ci la figure 3 est une vue en élévation de face d'un élément du support du caisson la figure 4 est une vue de côté de l'élément de support représenté sur la figure 3. Comme on le voit sur les figures 1 et 2, le caisson 1 a une forme tubulaire et il est destiné à protéger un chemin de câbles électriques 3, sur lequel reposent des câbles électriques 2, portés par un support 4 suspendu à des tringles 5. Le caisson 1 a une section de forme générale rectangulaire et chacune de ses parois est constituée d'un panneau fibreux distinct, à savoir - un panneau externe 6, en fibres céramiques, présentant d'excellentes qualités d'isolation thermique et de résistance au feu - un panneau intermédiaire 7, en fibres céramiques différentes de celles du panneau 6, présentant des qualités d'isolation thermique supérieures à celles de ce panneau 6 et de résistance au feu inférieures à celles du panneau 6 - un panneau interne 8, en laine de roche, dont les qualités d'isolation thermique sont supérieures à celles du panneau 7 tandis que ses qualités de résistance au feu sont inférieures à celles du panneau 7. Entre les panneaux 6 et 7, d'une part, 7 et 8, d'autre part, sont disposés des éléments pare-vapeur du type rappelé ci-dessus, qui n'ont pas été représentés sur les dessins, en raison de leur très faible épaisseur. Le caisson 1 est supporté à intervalles réguliers par un berceau métallique comprenant des tubes 9, par exemple à section carrée, disposés verticalement, dont les extrémités inférieures sont engagées entre les branches d'un profilé 10 à section en U, disposé horizontalement, avec les branches du U dirigées vers le haut. Le profilé 10 déborde latéralement par rapport aux tubes 9 et, par ses parties débordantes, il supporte les panneaux intermédiaires 7 et internes 8 des parois latérales. Ces panneaux 7 et 8 sont assemblés à l'aide de pointes et prestôles engagées dans des évidements 11 des tubes 9. Les panneaux externes 6 des parois latérales ne reposent pas sur le profilé 10, mais viennent s'appliquer contre les extrémités de celui-ci, afin de les isoler de l'extérieur. Les panneaux 6 sont rendus solidaires des panneaux 7 et 8 à l'aide de vis "Placo" (appellation commerciale) de 135mm. Des pointes 12, dirigées vers le bas, font saillie à la partie inférieure du profilé 10 et traversent à intervalles réguliers les panneaux intermédiaires 7 et internes 8 de la paroi inférieure,le maintien en position des panneaux 7 et 8 étant réalisé avec des prestôles. Les panneaux inférieurs 6 sont appliqués contre la face inférieure des panneaux 7 et sont rendus solidaires de ceux-ci par des vis "Placo" (appellation commerciale) de 135mm. On notera que les panneaux 6 et 7 de la paroi inférieure sont bordés latéralement par les panneaux externes 6 des parois latérales. Les panneaux 6, 7 et 8 de la paroi supérieure sont simplement appliqués les uns sur les autres et reposent par leurs extrémités latérales sur l'arête supérieure des panneaux 7 et 8, respectivement, des parois latérales. Les caissons conformes à l'invention pèsent beaucoup moins lourd que ceux de la technique antérieure, puisque leur poids est d'environ 30 à 35 kg/m2, contre 150 à 200 kg/m2 pour les caissons d'un type usuel. Ils sont donc faciles à supporter, sans que leur poids constitue une contrainte additionnelle pour les supports, en cas d'incendie. Comme représenté sur les figures 3 et 4, les berceaux constitués par les tubes 9 et les profilés 10 sont simplement suspendus, par 1 intermédiaire d'une cornière 13, fixée à la partie supérieure des tubes 9, à des tiges - supports 14, également fixées sur la cornière 13. Avec les gammes de poids des caissons mentionnées cidessus, les tiges 14 pourront avoir un diamètre inférieur à 1 cm et généralement de l'ordre de 8 mm. On notera la grande simplicité de construction des caissons conformes à l'invention et la facilité avec laquelle ils peuvent être assemblés, supportés ou démontés. REVENDICATIONS 1. Caisson de protection thermique, notamment pour la protection de câbles électriques contre le feu, caractérisé en ce que ses différentes parois sont constituées d'une pluralité de panneaux distincts (6, 7, 8) superposés, ayant des propriétés mécaniques et d'isolation thermique différentes depuis le panneau externe (6) jusqu'au panneau interne (8). 2. Caisson selon la revendication 1, caractérisé en ce que ses parois comprenant au moins trois panneaux distincts superposés (6, 7, 8) ayant une qualité d'isolation thermique croissant depuis le panneau externe (6) jusqu'au panneau interne (8) et des qualités de résistance au feu décroissantes. 3. Caisson selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'un au moins des panneaux constitutifs des parois comprend des fibres céramiques compactées réunies par un liant. 4. Caisson selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les panneaux extérieurs (6) des parois comprennent des fibres céramiques ayant une température de fusion théorique d'environ 23000C, tandis que la température de fusion théorique de ces panneaux (6) est d'environ 17800C et que leur température maximum d'utilisation en continu est d'environ 1260 C. 5. Caisson selon la revendication 4, caractérisé en ce que les panneaux extérieurs (6) des parois ont une masse spécifique d'environ 250 kg/m3 et une épaisseur d'environ 30 mm. 6. Caisson selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que des panneaux intermédiaires (7) des parois comprennent des fibres céramiques différentes de celles des panneaux externes (6), la température de fusion théorique de ces panneaux (6) étant d'environ 1500 OC et leur température maximum d'utilisation en continu est d'environ 7500C. 7. Caisson selon la revendication 6, caractérisé en ce que les panneaux intermédiaires (7) des parois ont une masse spécifique d'environ 220 kg/m3 et une épaisseur d'environ 30 mm. 8. Caisson selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que les panneaux internes (8) des parois comprennent une laine de roche supportant une température d'utilisation en continu d'environ 6500C. 9. Caisson selon la revendication 8, caractérisé en ce que les panneaux internes (8) des parois ont une masse spécifique d'environ 120 à 140 kg/m3 et une épaisseur d'environ 80 mm. 10. Caisson selon l'une des revendication 1 à 9, caractérisé en ce qu'un élément pare-vapeur et réflectif, comprenant deux pellicules d'aluminium entre lesquelles est interposé un film d'un matériau de renfort tel qu'un polyester, est disposé entre les panneaux externes (6) et intermédiaires (7) des parois du caisson, d'une part, et entre les panneaux intermédiaires (7) et internes (8) de ces parois, d'autre part. 11. Caisson selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il est supporté à intervalles réguliers par des berceaux comprenant des tiges (9) verticales, dont l'extrémité inférieure est solidaire d'un profilé (10) à section en U à branches tournées vers le haut, ce profilé (10) dépassant latéralement au-delà des tiges (9), les parties qui dépassent latéralement supportant les panneaux intermédiaires (7) et internes (8) des parois latérales, tandis que les panneaux externes (6) de ces parois sont assemblés par des vis et sont appliqués contre les extrémités du profilé (10). 12. Caisson selon la revendication 11 caractérisé en ce que des pointes (12) solidaires du profilé (10) font saillie vers le bas et traversent les panneaux intermédiaires (7) et internes (8) de la paroi inférieure dont elles sont solidaires, tandis que les panneaux extérieurs de cette paroi sont assemblés à l'aide de vis. 13. Caisson selon l'une des revendication 11 et 12, caractérisé en ce que les panneaux (6, 7, 8) de la paroi supérieure du caisson reposent sur les tranches supérieures de panneaux (7, 8) des parois latérales.