Brevet FR2716911A1 — publié le 19950908

Dispositif modulaire de protection contre l'incendie de structures métalliques porteuses dans des bâtiments existants. L'invention concerne un procédé de réhabilitation destiné aux immeubles publics ou privés tels que habitations, bâtiments d'enseignement, entrepôts, bureaux, par exemple, mais non exclusivement. La réhabilitation d'immeubles existants répond à des règles financières, administratives normatives, techniques faisant appel à un grand nombre de spécialistes dont les compétences sont très variées comme par exemple: la sécurité incendie, la règlementation thermique, la règlementation acoustique, la normalisation des réseaux électriques, la règlementation sur l'accès des immeubles aux personnes à mobilité réduite, la solidité des structures existantes, l'organisation des surfaces et des volumes intérieurs selon l'utilisation, les règlementations d'urbanisme, les montages et les financements immobiliers, la construction... Traditionnellement les Maîtres d'Ouvrage confient des contrats séparés à chacun de ces spécialistes. Ils peuvent en grouper certains pour que les champs de compétences se recoupent comme, par exemple, l'ingénérie pour l'audit du bâtiment à réhabiliter, le financement, l'ingénérie architecturale et les autorisations de construire, l'ingénérie technique, la maîtrise d'oeuvre d'exécution, le contrôle des études et de la construction, la construction et la maintenance. Cette manière de procéder présente l'inconvénient majeur que toutes les compétences nécessaires ne sont pas réunies comme, par exemple, la maîtrise globale de l'ingénérie et la prise en compte des produits industriels disponibles sur le marché et la fabrication de nouveaux produits spécifiques et nécessaires à la réhabilitation. Un autre inconvénient majeur est que le coût des travaux n'est pas connu certainement, avant désignation des entreprises chargées de la construction. Devant la grande complexité des spécialités à réunir pour la réhabilitation d'un immeuble et l'incertitude sur le respect des performances règlementaires, les Maîtres d'Ouvrage choisissent parfois de détruire leur immeuble et d'en reconstruire un nouveau pour lequel la maîtrise globale de la construction est plus aisée. Cette manière de procéder présente l'inconvénient majeur pour le Maître d'ouvrage de ne pouvoir utiliser son immeuble pendant toute la durée des travaux qui est en général plus longue qu'avec un procédé de réhabilitation. Un autre inconvénient majeur est que le coût des travaux est plus élevé pour une construction neuve que pour une réhabilitation. Un surcroit de dépense étant en plus nécessaire si le Maître d'Ouvrage doit louer un autre immeuble pendant les travaux ou s'il ne peut plus percevoir de revenus locatifs. D'autres inconvénients de ces manières de procéder sont les frais financiers dûs aux délais plus longs pour la construction neuve, l'immobilisation de l'emprise foncière pendant la durée des travaux avec des servitudes pour les utilisateurs. L'objet de l'invention consiste en un procédé de réhabilitation d'immeubles existants dont la structure a été réalisée notamment avec des poteaux et des poutres métalliques, pour lesquels la sécurité des personnes ou la solidité ou le respect des normes et règlements de la construction ou l'usage que l'on veut en faire n'est plus suffisant ou adapté. Ce procédé de réhabilitation associe des partenaires industriels, ingénierie, entreprises dont les compétences réunies permettent une maîtrise globale depuis l'audit jusqu'à la fin des travaux et aussi la maintenance et les financements, en faisant appel à des pro duits industriels mis en oeuvre essentiellement par des techniques dites d'assemblage à sec et qui, grâce à leur faible poids, sont transportables à la main et ne nécessitent pas d'engins mécaniques lourds lors de la mise en oeuvre. I1 s'est construit au cours des années passées des immeubles pour lesquels les règlementations et les conditions d'usage appliquées à l'époque s'avèrent aujourd'hui insuffisantes. I1 se trouve que nombre de ces bâtiments se sont révélés extrêmement dangereux en cas d'incendie, qu'il s'agisse de bâtiments d'enseignement, hospitaliers, logements ou autres. Certains de ces bâtiments ont été démolis, il en reste encore un grand nombre en service pour lequel le procédé dont il s'agit permet une réhabilitation conforme aux règlements et besoins actuels et notamment la législation incendie. Un autre avantage de ce procédé est qu'il permet l'extension des immeubles grâce aux faibles poids des techniques d'assemblage à sec, notamment par l'utilisation du plancher composite interactif sec qui a fait l'objet d'une demande de brevet séparée. Un autre avantage du procédé est qu'il permet une réhabilitation modulée selon les besoins des Maîtres d'ouvrage avec comme priorité d'intervention la sécurité des personnes contre le risque d'incendie. La protection incendie peut être réalisée à partir de l'emploi d'un matériau à base de plâtre qui est placé comme écran entre les structures porteuses métalliques et l'espace intérieur du bâtiment; il permet de ralentir l'échauffement de la structure pendant un temps suffisant pour permettre l'évacuation des bâtiments et l'arrivée des secours; le matériau à base de plâtre, appelé pour la commodité de l'exposé "plâtre", est généralement utilisé à partir de panneaux préfabriqués permettant de réaliser des faux plafonds ou des cloisons verticales et les techniques de mise en oeuvre de ces panneaux, notamment les techniques de fixation sur les structures porteuses sont au point. I1 est possible de protéger une pièce classique avec de telles plaques de plâtre. Par exemple, chaque fois qu'une des parois délimitant la pièce comporte au moins un poteau ou une poutre porteuse métallique apparente, on la masque en construisant une paroi de plâtre qui la confine dans un espace fermé. Une telle technique, si elle est employée, ne permet pas de contrôler le comportement des structures dans le temps et d'intervenir pour porter remède au défaut qui apparaîtrait. Une première approche du problème consiste à traiter la plus grande partie des surfaces à protéger par l'usage de plaques de plâtre préfabriquées et à réaliser tous les cas particuliers par la méthode artisanale traditionnelle qui consiste à gâcher le plâtre sur place et à bâtir, sur mesure, une protection autour du point singulier. Une telle technique, si elles est employée, ne permet pas non plus de contrôler le comportement des structures dans le temps et de porter remède au défaut qui apparaîtrait. Une seconde approche consiste à rechercher à réduire au maximum l'emploi des techniques traditionnelles, qui sont extrêmement coûteuses, en réalisant de nouveaux éléments préfabriqués, caractérisés en ce qu'ils peuvent être utilisés simultanément à l'emploi de plaques préfabriquées. La présente invention concerne un dispositif de protection contre l'incendie des poteaux ou poutres métalliques porteurs qu'ils soient en saillie sur une paroi ou un plafond, ou isolés au milieu d'une pièce. Dans la description qui suit on décrit le cas des poteaux porteurs en "I" d'une structure métallique. L'invention concerne cependant tous types de structures métalliques et tous les éléments porteurs de celles-ci. La Fig.l représente une coupe longitudinale et une coupe transversale des parties supérieure et inférieure d'un poteau métallique ayant la forme d'un profil en "I" comportant une gaine de protection contre 1' incendie, selon l'invention, et venant à ras du plafond suspendu de protection du plancher suporté par le poteau. La Fig.2 représente une coupe en élévation de la partie supérieure d'un poteau ayant la forme d'une poutre en "I" comportant une gaine en deux éléments suivant la hauteur et traversant le plafond suspendu de protection du plancher, les éléments inférieurs de la gaine étant identiques à ceux de la Fig.l La Fig. 3 représente une coupe en élévation des parties supérieure et inférieure, ainsi que deux coupes transversales prises au niveau des moyens de fixation et de la longueur courante, d'un des éléments de la gaine représenté Fig.l La Fig. 4 représente une coupe en élévation des partie supérieure et inférieure, ainsi que deux coupes transversales prises au niveau des moyens de fixation et de la longueur courante, de l'élément de la gaine représenté Fig.l qui vient s'emboîter sur l'élément de la Fig.3. La Fig.5 représente une vue en élévation des parties inférieure et supérieure d'un poteau, en forme de poutre ayant un profil en "I", muni de moyens de fixation de la gaine de protection, et une coupe transversale au niveau de la longueur courante. La Fig.6 représente une coupe d'un poteau, placé en saillie sur un mur, comportant une gaine de protection formée d'un seul élément, venant au ras de la paroi et coopérant avec une cloison de protection du mur. Le dispositif est formé de deux aemi- coques 1 et 2 (Fig.l) en plâtre ayant la forme de gouttière qui peuvent s'emboîter entre elles et qui sont fixées au poteau 3 de manière à former une gaine 4 autour de ce dernier. Le poteau 3 est représenté sous forme d'une poutre en "I" mais toute autre structure de poteau métallique peut être protégée par le dispositif dans la mesure où sa forme générale est sensiblement linéaire et rectiligne. La gaine 4 ainsi formée repose sur le plancher inférieur 5 et protège le poteau 3 contre le feu sur toute sa longueur jusqu'à ce que le poteau 3 passe à travers un plafond suspendu 6, lui-même en plâtre, et qui protège la partie inférieure du plancher supérieur, lorsqu'il comporte par exemple des bacs porteurs métalliques, ainsi que les poutres horizontales supportant lesdits bacs, qui sont fixées notamment au poteau porteur 3, le sommet 7 de la gaine 4 pouvant se situer au ras du plafond suspendu en platre 6, tandis que ce dernier vient au ras du poteau 3; ou la gaine 4 peut traverser le plafond suspendu 8 (Fig.2) pour s'arrêter dans la zone située entre le poteau porteur 3 et la base des poutres porteuses horizontales rattachées au poteau 3. Dans cette description on considère que le plancher inférieur 5 (Fig.l) constitue lui-même une protection contre le feu de la base du poteau 3 et de la structure porteuse du plancher 5. Dans le cas contraire, il faudra rajouter sur le plancher 5 une protection formée, par exemple, de plaques de plâtre rapportées et qui peuvent être placées avant la pose des protections du poteau 3, ou après, dans la mesure où la continuité de protection est assurée entre le plancher 5 et la gaine 4 recouvrant le poteau 3. Une manière de réaliser une telle gaine 4 est de mouler, d'une part une gouttière profonde 1 (Fig.3) dont la section est en forme de "U" et comportant au voisi nage de ses extrémités 9 des moyens de fixation 10 au poteau recouvert, d'autre part une gouttière 2 (Fig.4) peu profonde, comportant aussi des moyens de fixation 11 au poteau recouvert, mais elle peut comporter en outre un décrochement de paroi 12 permettant I'embo- tement de cette dernière entre les parois 13 (Fig.3) de la gouttière profonde 1, un peu comme le ferait un couvercle sur une boîte. La hauteur 14 des parois parallèles 13 de la gouttière profonde 1 peut être modifiée pour tenir compte des dimensions des poteaux, prises dans un plan perpendiculaire à leur direction principale. Cette opération peut être réalisée en modifiant le moule de fabrication de la gouttière 1 ou sur chantier par sciage de la gouttière 1. La fixation de chacune des gouttières 1 (Fig.3) et 2 (Fig.4) peut être réalisée d'une multitude de façons. A titre d'exemple non limitatif, la fixation peut être réalisée en dotant les extrémités 9 et 15 de chaque gouttière de glissières 16 opposées dans laquelle peuvent coulisser les extrémités 21 (Fig.5) d'une pièce de retenue 17 en forme de "T" vue dans le sens longitudinal du poteau. La pièce de retenue est formée d'une tige 18 fixée perpendiculairement au poteau 3 par sa base 19 et comporte à son extrémité une barre transversale 20 perpendiculaire à la tige 18 dont les extrémités 21 coulissent dans les glissières 16 (Fig.3 et Fig.4) opposées. Cette barre 20 (Fig.5) a pour rôle d'empêcher les mouvements des gouttières 1 et 2 (Fig.l) dans un plan perpendiculaire à la direction générale du poteau 3 qu'elles sont chargées de recouvrir. Les pièces de retenue 17 sont de préférence métalliques et soudées sur le poteau 3 sans que ces caractéristiques constituent une limitation dans le choix des matériaux et des moyens. Dans une des versions de l'invention, les glissières 16 (Fig.3 et Fig.4) sont placées aux extrémités 9 et 15 des gouttières 1 et 2 et sont obtenues directement à partir du moulage de la gouttière et leur démoulage étant obtenu par escamotage des extrémités du moule avant démoulage du corps de la gouttière. Les glissières 16 sont ouvertes à leurs extrémités. Les pièces de retenue 17 (Fig.l), pour chaque gouttière 1 et 2, sont placées l'une 22 près du sol 5 et l'autre 23 à une distance sensiblement égale à la distance entre les deux entrées 24 et 25, situées dans le même sens, des glissières 16. Pour fixer une gouttière 2, on la place parallèlement au poteau 3 à recouvrir, de manière que les pièces de retenue 22 et 23 soient à hauteur des entrées 25 et 24 des glissières 16 supérieures et inférieures et on laisse la gouttière 2 descendre, parallèlement au poteau 3, guidée par le coulissement des extrémités 21 des barres transversales 20 dans les glissières 16 jusqu'à ce qu'elle atteigne le niveau du plancher 5. La deuxième gouttière 1 est placée de la même façon. Le même résultat peut être obtenu avec des glissières 16 rapportées en métal ou tout autre matériau agréé. Si on préfère, par exemple, pour des questions de solidité, des glissières ouvertes aux extrémités 9 (Fig.3) et 15 (Fig.4) des gouttières 1 et 2 et fermées du côté interne, le mode de mise en place est légèrement différent. Une pièce de retenue étant placée convenablement aux extrémités de la partie du poteau recouverte par la gouttière, on place cette dernière en introduisant dans un premier temps la barre transversale 20 de la pièce de retenue supérieure 23 dans les glissières 16 supérieures et en levant la gouttière jusqu'à ce que l'extrémité inférieure de cette dernière passe au-dessus de la pièce de retenue inférieure 22 et, par basculement de la gouttière, permette d'enfiler dans les glissières 16 inférieures la barre transversale 20 de la pièce de retenue inférieure 22. I1 suffit de laisser redescendre la gouttière pour qu'elle puisse reposer sur le plancher 5. Les glissières 16 sont suffisamment longues et les pièces de retenues 22 et 23 convenablement placées pour que celle du haut n'échappe pas ses glissières 16 lorsque la gouttière coulisse vers le bas pour reposer sur le plancher 5. La deuxième gouttière peut être placée de la même façon. Pour éviter au maximum les risques de coincement contre la gouttière déjà en place, au moment du basculement, au niveau des angles supérieurs, il faut positionner les glissières le plus près possible des extrémités ainsi que les pièces de retenues. I1 est possible de prévoir un jeu au niveau de l'angle supérieur des gouttières pour faciliter l'assemblage, ce jeu étant masqué par l'emboîtement des deux gouttières. Dans le cas où la gaine 4 (Fig.2) est trop longue pour la hauteur de plafond, on peut la raccourcir et ainsi supprimer tout ou partie des glissièes supérieures lorsqu'elles proviennent ae moulage. On choisit une longueur de la gaine 4 telle que son extrémité supérieure 26 soit au-dessus du niveau du plafond suspendu 8 de protection. On fixe ensuite sur le poteau 3 à hauteur du sommet 26 de la gaine 35 une pièce de retenue 27 dont la barre 28 a la largeur 29 de l'intérieur du "U" de la gouttière 1 (Fig.3) ou 2 (Fig.4) considérée et vienne s'appuyer sur le fond 30 (Fig.l) des gouttières formant la gaine 4 lorsque celle-ci est en place, tandis que la pièce de retenue inférieuré est placée comme dans l'exemple précédent 22 (Fig.l). On met en place les deux gouttières de manière que la barre 20 de la pièce de retenue 17 coulisse dans la glissière 16 inférieure et que le tout repose sur le plancher 5 et on cercle le sommet 26 (Fig.2) de la gaine 35 avec un lien 31 plastique ou métallique pour maintenir les deux gouttières 32 et 33 en place plaquées contre leurs pièces de retenues 27. Le lien métallique 31 est alors protégé du feu par le plafond suspendu 8. Dans le cas où la gaine 34 (Fig.2) est trop petite pour la hauteur de poteau 3 à protéger, il est possible de superposer une deuxième gaine 35 sur la première 34 utilisant la même technique de fixation sur le poteau 3. La gaine supérieure 35 repose alors sur la gaine inférieure 34 au lieu de reposer directement sur le plancher 5 (Fig.l). Si la gaine supérieure 35 (Fig.2) est trop longue, on peut la raccourcir et, dans le cas où elle comporte des glissières provenant de moulage qui sont alors enlevées, la fixer à sa partie supérieure par un lien 31 comme décrit précédemment. Dans le cas où le poteau 36 (Fig.6) est en saillie par rapport à la paroi 37, il suffit de fixer une gouttière 38, pour coiffer le poteau 3, comme décrit précédemment. Si la glissière supérieure provenant de moulage a été supprimée à cause de la hauteur, il sera possible de rapporter, par exemple, une glissière métallique à hauteur convenable; mais comme l'extrémité de la gouttière est dans une zone protégée du feu toute solution disponible sur le marché peut convenir, notamment toute solution comprenant un perçage du plâtre de la gouttière au voisinage du sommet pour faire traverser un moyen de fixation classique. Si la paroi 37 sur lequel le poteau 3 est en saillie n'est pas destinée à être recouverte par des plaques de protection contre l'incendie, la gouttière 38 est ajustée pour venir au contact de la paroi 37. Dans le cas contraire, c'est la paroi 39 de protection de la paroi 37 qui vient s'ajuster sur la gouttière. Dans tous les cas décrits, il est préférable de procéder à la pose des gouttières 1 et 2 (Fig.l) autour des poteaux 3 avant de procéder à la pose des plafonds 6 et des cloisons, car les gouttières 1 et 2 ont besoin d'un débattement vertical pour être fixées. Une fois que les gouttières 1 et 2 sont en place, elles peuvent servir de support à des dispositifs de fixation de parois verticales. I1 est possible de procéder au scellement des gouttières 1 et 2 au moment de leur mise en place en introduisant au moment de leur pose, dans les glissières 16, un produit de scellement qui ensuite durcit et fixe la gouttière. L'espace entre les gouttières et le poteau peut être rempli de matériau, par exemple, isolant. On peut utiliser la même technique pour protéger des poutres horizontales porteuses. Revendications 1 - Dispositif de protection contre l'incendie de structures porteuses métalliques (3), caractérisé en ce qu'il est formé d'une gaine, comportant au moins une gouttière (1) ou (2) en forme de "U", recouvrant le poteau sur trois côtés, fixée au poteau (3) par des éléments de fixation (17) solidaires de ce dernier, dont les extrémités inférieures et supérieures (9) et (15) et les bords des parois (13) sont elles-memes protégées du feu par des parois et/ou des planchers déjà existants (37) et/ou (5) ou des plafonds et/ou des cloisons (6) ou (8) et/ou (39) ou une autre gouttière (2) ou (1) rapportés. 2 - Dispositif de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gaine est formée de plusieurs gouttières (1) ou (2) placées dans le prolongement les unes des autres et disposant de leurs propres moyens de fixation (17) sur le poteau (3). 3 - Dispositif de protection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gaine (4) est formée d'au moins deux gouttières (1) et (2), s'emboîtant l'une dans l'autre pour entourer le poteau (3), le sommet de la gaine (4) venant, soit à ras d'un plafond suspendu (6) soit traversant un plafond suspendu (8). 4 - Dispositif de protection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les gouttières (1) et/ou (2) comportent des glissières (16) dans lesquelles viennent coulisser les extrémités (21) des barres transversales (20) des pièces de retenues (17) en forme de "T" fixées sur le poteau (3) par l'extrémité (19) de leur tige (18). 5 - Dispositif de protection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gaine (4) est formée de gouttières en plâtre (1) et/ou (2) préfabriquées par moulage et susceptibles d'être retaillées suivant leur longueur et/ou suivant leur hauteur (14). 6 - Dispositif de protection selon la revendication 5, caractérisé en ce que les gouttières préfabriquées (1) et (2) comportent des glissières (16) issues directement de moulage. 7 - Dispositif de protection selon la revendication 6, caractérisé en ce que la gaine (35) est formée de deux gouttières (32) et (33) qui ne comportent pas de glissières supérieures et qui sont fixées par un lien (31), qui est protégé contre l'incendie par le plafond suspendu (8) au-dessus duquel il est placé et qui maintient les gouttières (32) et (33) plaquées sur la barre transversale (28) des pièces de retenues (27), dont la largeur est sensiblement égale à celle (29) du fond du "U" sur lequel elles s'appuient.