Brevet FR2771770A1 — publié le 19990604

PORTE COUPE-FEU. DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne de façon générale une porte coupe-feu, et plus particulièrement une porte palière d'ascenseur coupe-feu. La réglementation actuelle des immeubles de grande hauteur exige qu'une gaine d'ascenseur ait un degré coupefeu qui soit d'au moins deux heures. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION on connaît plusieurs types de portes palières coupe-feu qui remplissent cette condition. Un premier type de porte coupe-feu connu comprend un cadre structurel recouvert de matériaux isolants, lesquels sont eux-mêmes recouverts de tôles décoratives sur leur face qui est tournée vers le palier, et de plaques de matière isolante sur leur face qui est tournée vers la gaine. Dans une autre réalisation connue, la porte palière est renforcée par un cadre métallique et est protégée sur ses faces avant et arrière par des couches de matière isolante. Il existe enfin des portes palières coupe-feu réalisées par assemblage de deux portes parallèles, l'une de conception classique et l'autre formée par une porte coupefeu coulissante. Toutefois, toutes ces portes ont l'inconvénient d'être lourdes et épaisses, ce qui augmente le temps de fermeture en marche normale et de plus, leur efficacité coupe-feu est médiocre. RESUME DE L'INVENTION La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant une porte coupe-feu d'une conception entièrement nouvelle, ayant une performance coupe-feu meilleure que celle des portes palières connues, et qui soit plus légère et moins épaisse que ces dernières. La porte coupe-feu selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un vantail en forme de caisson, comprenant - un panneau avant disposé du côté d'où vient généralement le feu et qui est réalisé en un matériau relativement déformable à la chaleur, - un panneau arrière disposé du côté opposé au feu et qui est réalisé en un matériau relativement moins déformable à la chaleur, - des profilés reliant mécaniquement le panneau avant et le panneau arrière le long de leurs bords périphériques, avec interposition de bandes isolantes, en créant une chambre étanche entre lesdits panneaux, - et un complexe retardateur emplissant l'intérieur de ladite chambre et qui est destiné à retarder la vitesse de transmission de la chaleur du panneau avant au panneau arrière. Comme matériau convenant pour réaliser le panneau avant, on peut utiliser une tôle métallique de fine épaisseur ou en une feuille de matière plastique déformable à la chaleur. Pour le panneau arrière on peut utiliser une tôle métallique relativement épaisse ou une feuille de matière plastique peu déformable à la chaleur. La porte coupe-feu selon l'invention assure une tenue à la chaleur bien meilleure que celle des portes coupe-feu de la technique antérieure. En effet, du fait que le panneau arrière a une forte épaisseur et se trouve en zone froide, il se déforme relativement peu sous l'action de la chaleur dégagée lors d'un incendie, et garde de ce fait une grande stabilité de position. Il en résulte qu'en position fermée, les deux vantaux de la porte palière se trouvent en contact parfaitement étanche tout le long de leur tranche, réalisant ainsi un barrage total aux flammes et à la chaleur. Par contre, le panneau avant se déforme assez facilement puisqu'il a une faible épaisseur et qu'il est exposé au feu. Il se crée donc à l'intérieur du vantail, entre lui et le complexe retardateur, une lame d'air isolante. Cette lame d'air a l'avantage d'améliorer encore plus la tenue au feu du vantail. On notera que les déformations du panneau avant sont sans influence sur le panneau arrière parce qu'elles sont absorbées au niveau des profilés qui relient les panneaux entre eux. Le complexe retardateur peut être constitué par un ou plusieurs éléments en matière retardant la transmission de la chaleur par conduction, et/ou un ou plusieurs éléments en matière retardant la transmission de la chaleur par convection, et/ou un ou plusieurs éléments en matière retardant la transmission de la chaleur par rayonnement, et/ou un ou plusieurs éléments en matière retardant la transmission de la chaleur par transformation de la matière d'un état physique à un autre état physique. Les éléments en matière retardant la transmission de chaleur par transformation physique peuvent être constitués par une ou plusieurs plaques métalliques, par exemple en aluminium. On sait en effet que pendant le processus de fusion d'un métal, sa température reste pratiquement constante et cela, jusqu'à ce que toute la masse du métal soit passée à l'état liquide. Durant tout ce palier de température, la chaleur fournie, que l'on appelle chaleur latente de fusion, est entièrement absorbée et sert à transformer le métal solide en métal liquide. Il résulte de l'application de ce principe à la porte selon l'invention, que pendant tout le temps que dure le processus de fusion, les plaques métalliques ne transmettent pas de chaleur vers le panneau arrière. En choisissant une épaisseur convenable de métal, on arrive à obtenir un retard supplémentaire dans la transmission de la chaleur de l'ordre d'un quart d'heure. On constate également que l'introduction d'une plaque d'aluminium dans le complexe isolant permet de réduire notablement l'épaisseur de la porte par rapport au cas où l'on n'utiliserait que des couches d'isolant. On peut enfin s'arranger à faire écouler le métal fondu vers le palier, c'est-à-dire vers la zone chaude afin qu'il n'aille pas élever la température de la zone froide. Avantageusement, la surface des plaques métalliques tournée du côté d'où vient le feu, est réalisée sous forme réfléchissante de manière à ce que l'énergie rayonnante dégagée par le feu soit réfléchie vers le feu. La propagation de la chaleur à travers le vantail est donc retardée. On peut également insérer dans le complexe retardateur des plaques réalisées par des billes juxtaposées, en une résine résistante à la chaleur et qui sont capables de se liquéfier et de se souder lorsqu'elles sont chauffées. Ces plaques jouent le même rôle que les plaques en métal susmentionnées puisqu 'ici aussi, les billes absorbent l'énergie nécessaire à leur soudage et que pendant le processus de soudage leur température n'augmente pas. Il va de soi que l'on peut utiliser tout autre matériau qui absorbe une chaleur latente lorsqu'il passe d'un état physique à un autre état physique. Un autre problème qui se pose à l'intérieur d'une porte coupe-feu en forme de caisson est celui de la transmission de la chaleur par convection le long des lames d'air verticales qui subsistent entre les différentes éléments formant le complexe retardateur. La chaleur peut alors être transmise de la partie inférieure du vantail à sa partie supérieure. Selon l'invention, on empêche cette transmission par convection en compartimentant lesdites lames d'air en un système d'alvéoles. On peut utiliser à cet effet, une ou plusieurs grilles à mailles fines disposées parallèlement au panneau avant et au panneau arrière. Chaque maille de la grille définit avec les éléments adjacents du complexe une alvéole contenant de l'air, dans laquelle la chaleur ne peut être transmise que dans le sens horizontal mais pas verticalement par convection. Entre les plaques métalliques ou en matière plastique à billes et les grilles, sont insérées des couches de matière isolante, par exemple en fibre ou laine de verre ou de céramique, ou analogue. Il va de soi que le complexe retardateur peut comprendre une combinaison quelconque de tous ou certains parmi les éléments décrits ci-dessus, à savoir une ou plusieurs plaques de métal ou de matière plastique à billes, une ou plusieurs grilles ou plaques de matière alvéolaire et une ou plusieurs couches de matière isolante. De plus, chacun des vantaux peut être muni, sur au moins l'un de ses bords, de joints capables de gonfler lorsqu'ils sont soumis à l'action de la chaleur. A la température normale, ces joints sont relativement plats et ne gênent pas le mouvement des vantaux, mais en cas d'incendie, ils se gonflent et assurent l'étanchéité avec le cadre de la porte. Selon une autre caractéristique de l'invention, la porte est isolée du bâtiment par un linteau réglable de façon à rattraper les faux-aplombs de la construction. Dans l'application à l'ascenseur, la porte coupe-feu selon l'invention peut servir de porte palière. Dans ce cas, le panneau avant est tourné du côté du palier, puisque c'est de là d'où vient généralement le feu et le panneau arrière se trouve du côté gaine et donc dans une zone relativement froide en cas d'incendie. Le panneau arrière peut être utilisé comme un panneau structurel puisqu'il est résistant et peu déformable. On pourra donc fixer à sa partie supérieure un chariot portant des galets destinés à rouler sur un rail supérieur, et à sa partie inférieure des patins de guidage montés coulissants dans un rail de seuil. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Un mode de réalisation de l'invention sera expliqué à présent en regard des dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue en coupe verticale à travers un vantail de porte palière d'ascenseur coupe-feu la figure 2 est une vue en coupe horizontale des deux vantaux de la porte palière en position fermée, selon la ligne II-II de la figure 1 la figure 3 est une vue à plus grande échelle de la partie supérieure de la porte palière la figure 4 est une vue à plus grande échelle de la partie inférieure de la porte palière la figure 5 est une vue à plus grande échelle de la partie centrale de la figure 2, où se touchent les deux vantaux la figure 6 représente la courbe de variation de la température d'un métal en fonction de la chaleur qui lui est fournie ; et la figure 7 est une vue en coupe d'une grille utilisée selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION PREFERE DE L'INVENTION. Dans la description qui va suivre, on supposera que la porte palière comporte deux vantaux, mais il va de soi qu'elle s'applique sans changement à tout type de porte palière comportant un, deux ou davantage de vantaux. Avec référence aux figures 1 et 2, la porte palière 10 comporte deux vantaux 12, 14 montés coulissants dans une ouverture qui donne, d'un côté sur un palier 16, et de l'autre côté dans une gaine d'ascenseur 18. Comme on peut le voir plus clairement sur les figures 3 à 5, chacun des vantaux est en forme de caisson et comprend un panneau avant 20 tourné du côté du palier et un panneau arrière 22 tourné du côté de la gaine d'ascenseur. Entre ces panneaux est disposé un complexe retardateur formé d'un certain nombre de couches et de plaques que l'on décrira en détail par la suite. Le panneau avant 20 est en forme de cuvette et comporte sur toute sa périphérie un rebord 24. Il est réalisé en une matière relativement déformable à la chaleur, par exemple en une matière plastique déformable à la chaleur, ou encore en une tôle métallique, telle qu'en acier inoxydable ou en laiton, de faible épaisseur, par exemple 1 mm. Le panneau avant peut également être en une matière décorative. Le panneau arrière 22 est en forme de cuvette et comporte un rebord périphérique 26. I1 est réalisé en un matériau peu déformable à la chaleur, telle qu'en certaines matières plastiques ou encore en une tôle métallique relativement épaisse, par exemple de 1,5 mm d'épaisseur. Le panneau avant et le panneau arrière sont assemblés entre eux à leurs bords supérieur et inférieur au moyen de deux profilés 28, 30, que l'on a représenté avec une section en Z, mais qui peuvent également être plats ou avoir toute autre forme. Lors de l'assemblage du vantail, les profilés sont placés de manière que leurs ailes viennent en regard des rebords 24, 26 des panneaux et sont reliées à ces derniers au moyen d'éléments de fixation, tels que des rivets 32, avec interposition de bandes isolantes 34 étanches à l'air et résistant à la chaleur. De plus, un joint 35 gonflable à la chaleur est fixé à la partie inférieure du panneau avant 20 pour assurer l'étanchéité avec le sol. Comme le montre la figure 5, à leurs bords contigus, les panneau avant 20 et le panneau arrière 22 sont reliés par un profilé à profil contourné 36 qui forme, dans la tranche de chaque vantail, des feuillures en saillie et en creux, les feuillures d'un vantail s'imbriquant dans celles de l'autre vantail, ce qui crée un passage 38 en chicane entre les deux vantaux. Ici également, le profil 36 est relié aux rebords du panneau intérieur 20 au moyen de rivets 32 avec interposition de bandes isolantes 42. Dans le fond des feuillures en creux formées dans les tranches des vantaux sont fixés des joints 44 gonflables à la chaleur. En cas d'incendie, le feu qui arrive généralement du palier, vient lécher le panneau avant 20. En raison de sa faible épaisseur, celui-ci se gondole sur toute sa surface, créant ainsi une lame d'air entre lui et la première couche immédiatement adjacente du complexe. Cette lame d'air isolante contribue à retarder la transmission de la chaleur à travers l'épaisseur du vantail. Quant au panneau arrière 22, il ne se déforme pratiquement pas. En raison de sa stabilité, le panneau arrière peut servir de support pour les différents éléments de guidage de la porte. Ainsi, comme le montre la figure 1, à la partie supérieure du panneau arrière 22 est fixé un chariot 48 muni de galets 50 et de contre-galets 52 qui roulent sur un rail 54. Celui-ci est porté par un linteau 56 fixé en position réglable par rapport à la maçonnerie 46 du bâtiment. Le linteau porte un joint 58 gonflable à la chaleur qui assure l'étanchéité à la chaleur entre le linteau et le vantail. Le barrage au feu entre la maçonnerie et le linteau est assuré par une plaque isolante verticale 60 fixée sur la maçonnerie et par un joint gonflable 62. Une chicane 64 fixée sur le chariot 48 introduit un retard dans la transmission de la chaleur à travers l'intervalle formé entre le vantail et le linteau. A la partie inférieure du panneau extérieur 22 sont fixés des patins 66 qui sont montés coulissants dans un rail de seuil 67 destiné à guider la partie inférieure du vantail au cours du mouvement d'ouverture et de fermeture. Les différents joints et chicanes décrits ci-dessus opposent une résistance à la propagation de la chaleur à travers les passages formés entre les vantaux, et entre les vantaux et l'encadrement. Le complexe logé à l'intérieur du vantail comprend une ou plusieurs couches de matière isolante ou ayant un effet retardateur sur la vitesse de propagation de la chaleur. On en décrira quelques unes ci-après, étant entendu que ces exemples ne sont pas limitatifs. Le complexe peut comprendre une ou plusieurs plaques en métal 68, de préférence en métal léger, par exemple en aluminium, une ou plusieurs plaques 70, formées de billes en matière plastique collées entre elles et une ou plusieurs plaques de matière alvéolaire 72. Ces plaques ont sensiblement la même surface que la surface intérieure du vantail et sont séparées l'une de l'autre et des panneaux avant et arrière par des couches de matière thermiquement isolantes 14, par exemple en fibres de verre ou de céramique. Le complexe peut être formé de l'ensemble de toutes ces plaques et couches ou par une combinaison quelconque de certaines d'entre elles. Comme on l'a expliqué précédemment, les plaques en métal ont un effet retardateur sur la vitesse de propagation de la chaleur. On a représenté sur la figure 6 l'évolution de la température O du métal en fonction de la chaleur Q qui lui est fournie. Lorsque la chaleur augmente jusqu'à une première valeur Q1, la température augmente progressivement jusqu'à une température 01, le métal restant à l'état solide (portion A de la courbe). L'énergie calorifique continuant à lui être fournie, le métal passe progressivement à l'état liquide et sa température reste constante et égale à Oi. Cette phase solide-liquide est illustrée par le palier B et dure jusqu'à ce que tout le métal ait fondu. On a alors fourni la quantité de chaleur Q2 au métal. Si l'on continue à chauffer le métal, sa température se remet à augmenter. Cette phase est représentée par la portion C de la courbe. On comprend que pendant tout le temps que dure le palier B la chaleur ne se propage pas à travers le vantail. La couche de matière alvéolaire peut être constituée par une grille. La figure 7 représente une grille 78 à fines mailles comprise entre deux couches d'isolant 74. La lame d'air qui est définie entre les surfaces voisines de ces deux couches est compartimentée en alvéoles 76. Ces alvéoles brisent le mouvement de convection que tendrait à prendre l'air dans ladite lame d'air. Dans ces alvéoles, la transmission de la chaleur se fait dans le sens horizontal. L'invention a permis de réaliser une porte palière coupe-feu utilisant une technologie nouvelle consistant à former un caisson en assemblant un panneau en tôle de faible épaisseur du côté du palier et un panneau en tôle de plus forte épaisseur du côté gaine et en insérant dans la caisse des couches isolantes et des plaques retardatrices de la vitesse de propagation de la chaleur. La porte palière selon l'invention est beaucoup plus performante que celles de la technique antérieure. Au cours d'un essai, la Demanderesse a soumis une porte palière construite selon le principe de l'invention à l'action du feu venant du côté du panneau avant 20. Au bout de deux heures, la température de ce panneau était de 12000C tandis que le panneau arrière 22 atteignait à peine 140"C. La porte palière selon l'invention est plus légère et, à performance égale, elle est moins épaisse que les portes de la technique antérieure, puisque les plaques en aluminium et les grilles retardent la propagation de la chaleur bien mieux que des couches d'isolant de plus grande épaisseur. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux portes palières d'ascenseur, mais qu'elle s'applique à toute porte coupe-feu. REVENDICATIONS 1. Porte coupe-feu, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un vantail (12, 14) en forme de caisson, comprenant - un panneau avant (20) disposé du côté d'où vient généralement le feu et qui est réalisé en un matériau relativement déformable à la chaleur, - un panneau arrière (22) disposé du côté opposé au feu et qui est réalisé en un matériau relativement peu déformable à la chaleur, - des profilés (28, 30, 36) reliant mécaniquement le panneau avant et le panneau arrière le long de leurs bords périphériques, avec interposition de bandes isolantes (34, 42), en créant une chambre étanche entre lesdits panneaux, - et un complexe retardateur (68, 70, 72, 74) emplissant l'intérieur de ladite chambre et qui est destiné à retarder la vitesse de transmission de la chaleur du panneau avant au panneau arrière. 2. Porte coupe-feu selon la revendication 1, caractérisée en ce que le panneau avant (20) est réalisé en une tôle métallique de fine épaisseur ou en une feuille de matière plastique déformable à la chaleur. 3. Porte coupe-feu selon la revendication 1, caractérisée en ce que le panneau arrière (22) est réalisé en une tôle métallique relativement épaisse ou une feuille de matière plastique peu déformable à la chaleur. 4. Porte coupe-feu selon la revendication 1, caractérisée en ce que le complexe retardateur est constitué par une ou plusieurs couches de matière retardant la transmission de la chaleur par conduction (74), et/ou une ou plusieurs couches de matière retardant la transmission de la chaleur par convection (72), et/ou une ou plusieurs couches de matière retardant la transmission de la chaleur par rayonnement (68), et/ou une ou plusieurs couches de matière (68) retardant la transmission de la chaleur par transformation de la matière d'un état physique à un autre état physique. 5. Porte coupe-feu selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit complexe retardateur comprend une ou plusieurs plaques métalliques (68), par exemple en aluminium. 6. Porte coupe-feu selon la revendication 5, caractérisée en ce que les plaques métalliques ont une surface réfléchissante tournée du côté d'où vient généralement le feu. 7. Porte coupe-feu selon la revendication 5, caractérisée en ce que le métal fondu provenant de la fusion des plaques métalliques (68) est écoulé vers une région voisine de celle d'où vient le feu. 8. Porte coupe-feu selon la revendication 1, caractérisée en ce que le complexe retardateur comprend une ou plusieurs plaques réalisées par des billes juxtaposées, en une résine résistante à la chaleur et qui sont capables de se liquéfier et de se souder lorsqu'elles sont chauffées. 9. Porte coupe-feu selon la revendication 1, caractérisée en ce que le complexe retardateur comprend une ou plusieurs plaques de matière qui absorbe de la chaleur lorsqu'elle passe d'un état physique à un autre état physique. 10. Porte coupe-feu selon la revendication 1, caractérisée en ce que la ou les couches de matière retardant la transmission de la chaleur par convection sont constituées par une ou plusieurs grilles (72) à mailles fines, disposées parallèlement aux panneaux avant et arrière, lesdites mailles compartimentant la lame d'air occupée par la grille, en alvéoles (76) qui empêchent la transmission de la chaleur par convection de la partie inférieure du vantail à sa partie supérieure. 11. Porte coupe-feu selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisée en ce que des couches d'isolant (74) sont intercalées entre lesdites plaques (68, 70, 72) et entre ces dernières et les panneaux avant et arrière. 12. Porte coupe-feu selon l'une des revendications 5 à 11, caractérisée en ce que les plaques métalliques, les plaques en matière plastique à billes, les grilles et les couches d'isolant ont une surface égale à la surface intérieure du vantail. 13. Porte coupe-feu selon la revendication 1, caractérisée en ce que chacun des vantaux (12, 14) est muni sur au moins l'un de ses bords de joints (36, 44) capables de gonfler lorsqu'ils sont soumis à l'action de la chaleur. 14. Porte coupe-feu selon la revendication 1, caractérisée en ce que les panneaux avant (20) et arrière (22) sont en forme de cuvette et comportent sur toute leur périphérie des rebords (24, 26), et en ce que lesdits profilés (28, 30, 36) sont pourvus d'ailes sur lesquelles sont fixés lesdits rebords avec interposition desdites bandes isolantes (34, 42). 15. Porte coupe-feu selon la revendication 1, caractérisée en ce que le panneau avant (20) est réalisé en une matière décorative, par exemple en acier inoxydable ou en laiton. 16. Porte coupe-feu selon la revendication 1, caractérisée en ce que le panneau arrière (22) est un panneau structurel qui porte à sa partie supérieure un chariot (48) portant des galets (50) destinés à rouler sur un rail supérieur (54), et à sa partie inférieure des patins de guidage (66) montés coulissants dans un rail de seuil (67). 17. Porte coupe-feu selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'à leurs bords contigus, le panneau avant (20) et le panneau arrière (22) sont reliés par un profilé à profil contourné (36) formant dans la tranche de chaque vantail des feuillures en saillie et en creux, les feuillures d'un vantail s'imbriquant dans celles de l'autre vantail, de manière à créer un passage (38) en chicane entre les deux vantaux. 18. Porte coupe-feu selon la revendication 1, caractérisée en ce que la porte est isolée du bâtiment par un linteau réglable (56) de façon à rattraper les fauxaplombs de la construction. 19. Porte coupe-feu selon l'une des revendications précédentes, utilisée comme porte-palière dans une installation d'ascenseur, caractérisée en ce que le panneau avant (20) est disposé du côté du palier et le panneau arrière (22) est disposé du côté de la gaine.