Brevet FR2718173A1 — publié le 19951006

PROFILE PORTEUR STABLE AU FEU, PAR EXEMPLE POUR VERRIERE ET AGENCEMENT COMPRENANT UN TEL PROFILE. La présente invention se rapporte à un profilé porteur stable au feu, par exemple pour une verrière, ainsi qu'à un agencement comprenant un tel profilé. On a décrit dans l'art antérieur, divers éléments porteurs utilisés notamment en tant que traverse ou montant. Dans le domaine du bâtiment et de l'architecture, de tels éléments porteurs sont souvent utilisées pour constituer un cadre, lui-même monté sur une structure de soutainement, par exemple des poutres en béton d'un bâtiment. En rendant solidaire de ce cadre un ou plusieurs panneaux, notamment vitrés, on obtient une paroi interne ou externe du bâtiment. Bien que la description ci-après est faite en référence à une verrière, la portée de l'invention ne doit absolument pas être limitée à cet exemple, et s'étend au contraire à tout agencement dans lequel un ou plusieurs panneaux, vitrés ou opaques, d'isolation, mixte, etc, sont rendus solidaires d'un profilé conforme à l'invention. Pour le type d'agencement évoqué plus haut, il est courant d'employer des profilés comportant un élément métallique formant poutre, avec au moins un chant longitudinal qui définit un plan d'appui, direct ou indirect, pour un ou plusieurs panneaux tels que vitre ou analogue. Cet élément présente au moins un évidement longitudinal de drainage et/ou de solidarisation de moyens d'ancrage dudit panneau. - 2 - 1 Une réalisation courante de tels profilés consiste à réaliser à partir un plat ou découpe en métal, et par exemple en acier, une série de déformations plastiques suivant une direction longitudinale, jusqu'à obtenir deux 5 chants d'appui longitudinaux s'étendant suivant un premier plan parallèle à la direction longitudinale, et un évidement central en forme de "U', s'étendant perpendiculairement au premier plan entre les deux chants d'appui. De tels profilés présentent, dans des conditions normales d'utilisation, de bonnes caractéristiques mécaniques. En outre, leur prix de revient et/ou coût de mise en oeuvre est en général tout à fait compétitif. Cependant, les profilés porteurs en métal ont pour inconvénient majeur de perdre de leur rigidité lorsqu'un seuil donné de température ambiante est dépassé. De fait, les agencements réalisés à partir de tels profilés, se révèlent parfois dangereux, puisqu'ils ne peuvent plus exercer leur fonction de support lorsque la température est trop élevée. Dans un tel cas, il n'est pas rare d'observer un affaissement, voire un effondrement, de l'agencement et/ou des panneaux qu'il supporte. Ceci augmente les risques durant un incendie à proximité d'un25 agencement tel qu'une verrière, qui peut s'effondrer si la température ambiante devient trop élevée. Aussi, la présente invention a pour but de proposer une technique palliant entre autres, les inconvénients évoqués plus haut, et ce manière simple et économique. De plus, l'invention vise à proposer une technique permettant d'allier à la solution des problèmes en question, un apport esthétique. -3- 1 A cet effet, l'un des objets de l'invention est un profilé porteur anti-feu, du type comportant un élément métallique formant poutre avec au moins un chant longitudinal qui définit un plan d'appui direct ou5 indirect pour un ou plusieurs panneaux tels que vitre ou analogue, cet élément présentant au moins un évidement longitudinal de drainage et/ou de solidarisation de moyens d'ancrage dudit panneaux, caractérisé en ce que l'une ou plusieurs des surfaces externes dudit profilé10 est au moins partiellement revêtue d'une couche de matériau cellulosique, et par exemple de bois. Avantageusement, la couche précitée de matériau cellulosique a subi un traitement ignifuge tel qu'absorption de sels inertes par chauffage dans un15 autoclave. Suivant un mode de réalisation préféré, l'ensemble des surfaces longitudinales externes du profilé, à l'exception du chant d'appui, est revêtu d'une couche de20 matériau cellulosique. Il est alors possible de donner à la couche précitée la forme d'une enveloppe ou coffrage à l'intérieur duquel le profilé est logé, cette enveloppe comprenant des éléments25 de positionnement et/ou d'immobilisation du profilé dans l'enveloppe. L'évidement précité du profilé, qui définit une cavité, peut être au moins partiellement rempli d'un matériau inerte, tel que plâtre ou analogue.30 Dans ce cas, la matière inerte de remplissage de l'évidement précité peut -avant ou après son placement dans la cavitésubir un traitement ignifuge. - 4 - 1 Un autre objet de l'invention est un agencement tel que verrière ou analogue, avec une structure de support, un cadre monté sur la structure de support ainsi qu'un ou plusieurs panneaux, par exemple vitrés, solidaires du 5 cadre, et caractérisé en ce que le cadre comprend au moins un profilé tel que décrit plus haut. Mais d'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description détaillée d'un mode de réalisation, donné uniquement à titre d'exemple, qui10 suit et se réfère à la figure unique annexée. Cette figure est une vue partielle en coupe transversale d'un agencement et d'un profilé conformes à l'invention. Avant de se reporter à la figure unique, il convient d'imaginer une structure de support quelconque, telle que par exemple l'ossature en béton d'un bâtiment. Au sein de cette structure, on prévoit de réaliser une paroi, en montant sur la structure un cadre auquel dont sont rendus20 solidaires un ou plusieurs panneaux, par exemple vitrés. Conventionnellement, un pareil cadre comprend ou est constitué par des profilés débités et assemblés de manière à pouvoir épouser et/ou s'adapter à la structure de support. Sur la figure unique, la référence numérique25 1 désigne de manière générale un profilé de ce type. Suivant l'exemple illustré, deux panneaux 40 sont montés sur le profilé 1, et par conséquent sur l'agencement. Dans l'exemple présent o cet agencement est une verrière devant résister au feu et/ou à des températures élevées, les panneaux 40 sont des vitres, d'une épaisseur de l'ordre de 5 mm. Bien entendu, chaque panneau 40 peut comporter une structure multicouche, telle que double vitrage. Les panneaux 40 peuvent être ou comprendre une 1 matière transparente ou non, elle-même à haute resistance thermique, comme par exemple verre "Pyrex" ou analogues. Le plan de la feuille est ici perpendiculaire à la direction longitudinale du profilé 1. Autrement dit, la 5 direction longitudinale du profilé 1 est perpendiculaire au plan défini par les axes X et Y. Bien que toutes les orientations dans l'espace soient envisageables, pour simplifier la description, on considère que l'axe X est horizontal, et l'axe Y vertical. Mais, il va de soi que10 les directions X, Y et longitudinale peuvent présenter une inclinaison quelconque. Similairement, bien que le profilé 1 illustré et du type évoqué plus haut soit réalisé à partir d'un plat en acier, déformé suivant la direction longitudinale du profilé (1) que l'on désire obtenir, par exemple à l'aide de pliages par galet, l'invention peut s'appliquer à toute autre profilé métallique. Ainsi, des profilés tels que IPN, extrudés par exemple en aluminium, ou encore des20 poutres en matière sensible aux hautes températures, peuvent remplacer le profilé évoqué ici, dans le cadre de l'invention. Ce profilé 1 est donc porteur et "anti-feu", c'est-à-dire résistant à des températures supérieures à celles qui sont normalement envisageable avec le matériau de base qui les constitue. D'un point de vue structurel, le profilé 1 est du type comportant un élément formant poutre métallique, avec au moins un chant 14 longitudinal qui définit un plan d'appui direct ou indirect pour un ou plusieurs panneaux 40. -6- 1 Ici, deux chants 14 s'étendent suivant un plan longitudinal parallèle à X. Bien que l'un ou l'autre des panneaux puissent être en contact direct avec un chant 14, l'agencement illustré se rapporte à une verrière o, pour des raisons de limitation des conductions caloriques, un espace est ménagé entre les chants d'appui 14 et les panneaux 40. Autrement dit, les panneaux sont indirectement en appui contre le profilé. On a représenté en pointillés un joint 401, qui peut être disposé entre10 la face inférieure ou interne du panneau 40, et la face supérieure du chant 14 correspondant. La constitution d'un pareil joint est expliqué ultérieurement. Cet élément, qui peut constituer ou simplement faire partie du profilé 1, présente au moins un évidement longitudinal 2. Cet évidement ou cavité 2 a pour fonction le drainage des eaux de condensation notamment. Il fait donc office de collecteur. Ainsi, principalement sous l'effet de la gravité (lorsque la direction longitudinale forme un angle choisi par rapport à l'horizontale, les eaux de pluie, condensation, etc, peuvent être évacuées de l'agencement auquel est intégré le profilé 1. Une autre fonction, soit cumulative soit alternative, de la cavité 2 consiste à permettre la solidarisation de moyens d'ancrage 3. Plus précisemment, ces moyens participent à l'ancrage sur le profilé 1 des panneaux 40. on remarque que les deux chants 14 sont séparés par l'évidement 3. Ces moyens 3 ici contitués par un boulon 31 dont l'écou solidaire de la cavité du profilé, est conventionnel et ne mérite pas d'être décrit plus avant. A noter toutefois qu'une vis 34 du boulon 3 peut traverser parallèlement à -7- 1 Y un calage pare-feu 33, représenté syboliquement en pointillés. On comprend déjà que les moyens 3 coopèrent avec un ou plusieurs logements 13 du profilé. Ici, chaque logement 5 13 est une goutière à section transversale (suivant X-Y) en "U", qui pénètre dans la cavité 2 et qui est fixée, avantageusement à l'aide de pattes latérales élastiques ou "clips", à des arètes longitudinales des chants 14. Ces arètes sont mutuellement en vis-à-vis et en regard10 des panneaux 40. Sur la figure, on voit que l'extrémité supérieure de la vis 34, c'est-àdire son extrémité opposée à l'écrou 31, coopère avec un organe de blocage des panneaux 40. Cet organe est ici un plat en acier 44. Par exemple, ce plat 44 présente une épaisseur suivant Y de 3 à 8 mm, et des perçages de passage des vis 34 (06) espacés suivant la direction longitudinale de 1 de à peu près 300 mm. Plus précisemment, entre chaque face d'un panneau 40 et soit le plat 44 soit un chant d'appui 14, au moins un joint d'isolation notamment thermique est interpose. Ici, deux joints diférents 45 et 46 sont prévus pour former une barrière longitudinale continue. Les joints 45 sont constitués de fibres silicoalumineuses, ou de tout autre matériau à forte resistance thermique. Un exemple de leur composition en % par unité de masse est: A12 03= 47%; SiO2= 52,8%; Fe, 03= 0,1%; Na2= 0,2%. De tels joints résistent à des températures de l'ordre de 1790)C. Une feuille d'aluminium pur et recuit peut faire usage de support pour un pareil joint. Par ailleurs, la solidification de ce joint et des éléments ou organes connexes s'effectue avantageusement par collage, à l'aide - 8 - 1 d'un adhésif à base de caoutchouc synthétique haute température. Une seconde barrière, disposée de préférence à l'extérieur des joints 45, a entre autres pour but5 d'obtenir une étanchéité entre les zones en communication avec la cavité interne 12 et l'extérieur du montage comprenant le profilé 1. Par exemple, un mastic silicine monocomposant, à polymérisation rapide d'un solvant tel qu'acétate ou Alkoxy, est parfaitement approprié ici.10 L'une des principales particularités de l'invention réside dans le fait que l'une ou plusieurs des surfaces externes dudit profilé 1 est au moins partiellement revêtue d'une couche 5 de matériau à base cellulosique,15 et par exemple de bois. En d'autre termes, l'invention prévoit notamment d'associer le métal pour sa résistance mécanique, au bois ou dérivés, pour sa tenue au feu. Il peut paraître paradoxal de recourir au bois, souvent utilisé comme combustible, en tant que barrière anti-feu ou thermique. Mais ce matériau présente dans des conditions de température extrêmes, une stabilité plus élevée que le métal. Ceci est lié au fait que le bois est mauvais conducteur de chaleur (est donc isolant), de sorte que sous l'action du feu, la combustion reste superficielle pendant une durée considérable. Le coeur d'une pièce de bois en feu n'est en conséquence calciné qu'après une durée relativement longue: c'est seulement alors que la cohérence et la rigidité du bois est considérablement altèrée. A l'inverse, de par sa conductibilité, le métal absorbe rapidement la chaleur, - 9 - 1 et ses qualités porteuses (rigidité) diminuent proportionellement. La couche 5 précitée de matériau cellulosique, a de péférence subi un traitement ignifuge, tel qu'absorption des sels inertes par chauffage dans un autoclave. Diverses techniques de traitement ignifuge du bois sont variées et connues de l'homme de l'art. Aussi, selon l'essence ou type de matière cellulosique choisie, des traitements appropriés peuvent aisément être déterminés, et leur description complète est superflue ici. Il en va de même pour tous les éléments decrits dans la présente et mentionnés comme pouvant subir une ignifugation. Il va de soi que l'essence ou qualité du matériau cellulosique doit être notamment choisie en fonction de sa lenteur -souhaitable- de combustion. Ainsi, les bois ou dérivés les plus durs présentent les meilleures qualités de protection thermique et pare-feu. Suivant le mode de réalisation illustré, la couche 5 précitée a la forme d'une enveloppe ou coffrage au moins partiel à l'intérieur duquel le profilé 1 est logé. A noter que les proportions de chaque partie de ce coffrage sont variables, selon le cahier des charges à respecter.25 Par exemple, l'épaisseur moyenne de la couche de bois est de l'ordre de quelques dixaines de mm, et plus particulièrement de 15 à 50 mm. De cette façon, on protège une aire importante du profilé en métal, puisque la protection de ce dernier est due au fait que les parties ( les flancs latéraux et sa base) de 1 en contact avec la couche 5 restent en cas de feu, plus longtemps à une température inférieure à celle à compter de laquelle ce matériau perd sa rigidité. - 10 - 1Dans l'exemple, le coffrage possède une section transversale en "Un, dans l'anse duquel vient se loger le profilé en métal proprement dit. Aussi, cette anse a une profondeur suivant Y et une largeur suivant X permettant 5 le montage aisé du profilé métallique dans sa protection cellulosique. Ce montage est envisageable entre autre par glissement logitudinal relatif de 1 et 5, ou encore par insertion à force, c'est-à-dire impliquant une légère déformation élastique d'écartement des branches10 verticales du profilé en métal. Cette enveloppe 5 comprend des éléments de positionnement 51 et d'immobilisation 52 du profilé 1. Au sein du coffrage présenté, les éléments 51 sont des saillies internes du coffrage 5, aptes à coopérer avec la base du15 profilé en métal, afin de le localiser suivant X. Similairement, les éléments 52 sont des saillies internes disposées à proximité des panneaux 40 et aptes à immobiliser, par pincement élastique par exemple, le profilé en métal 1 suivant Y.20 On note que selon les cas, les saillies 51, 52 ou les joints 45, 46 sont continus ou discontinus suivant la direction longitudinale de 1. Ce point s'applique éventuellement aussi à l'élément 6 décrit ci-après. On remarque que l'évidement 2 du profilé 1 est partiellement rempli d'un matériau inerte 6, tel que plâtre ou analogue. Ce remplissage 6 peut soit comme ici être obtenu par placement dans la cavité 2 d'une pièce pré-formée, soit par coulée d'un matériau fluide et se solidifiant. Il est alors aisé de totalement noyer ou remplire au moins partiellement l'évidement 2. - 11 - 1 Encore, une ignifugation du remplissage 6 est autantque possible à obtenir. La matière inerte 6 de remplissage de l'évidement précité peut, avant ou après son placement dans l'évidement, subir un traitement ignifuge. Tout agencement tel que verrière ou analogue, avec une structure de support, un cadre monté sur la structure de support et un ou plusieurs panneaux 40, par exemple vitrés solidaires dudit cadre, est également dans le champs de la présente invention, s'il comprend au moins10 un profilé 1 tel que décrit et illusté ici. - 12 - 1 REVENDICATIONS 1 - Profilé (1) porteur anti-feu du type comportant un élément formant poutre métallique avec au moins un chant (14) longitudinal qui définit un plan d'appui direct ou indirect pour un ou plusieurs panneaux (40) tels que vitres ou analogues, cet élément présentant au moins un évidement longitudinal de drainage et/ou de solidarisation de moyens d'ancrage dudit panneau (40), caractérisé en ce que l'une ou plusieurs des surfaces externes dudit profilé (1) est au moins partiellement revêtue d'une couche (5) de matériau à base cellulosique, et par exemple de bois. 2 - Profilé (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche (5) précitée de matériau cellulosique, a subi un traitement ignifuge, tel qu'absorption des sels inertes par chauffage dans un autoclave. 3 - Profilé (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche (5) précitée a la forme d'une enveloppe ou coffrage au moins partiel à l'intérieur duquel le profilé (1) est logé, cette enveloppe comprenant des éléments de positionnement et/ou25 d'immobilisation du profilé (1) dans l'enveloppe. 4 - Profilé (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'évidement précité ou cavité du profilé (1), peut être au moins partiellement rempli d'un30 matériau inerte (6), tel que plâtre ou analogue. - Profilé (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la matière inerte (6) de remplissage de - 13 - 1 l'évidement (2) précité peut, avant ou après son placement dans l'évidement, subir un traitement ignifuge. 6 - Agencement tel que verrière ou analogue, avec une structure de support, un cadre monté sur la structure de support et un ou plusieurs panneaux (40), par exemple vitrés solidaire dudit cadre, caractérisé en ce que le cadre comprend au moins un profilé (1) selon l'une des revendications 1 à 5.