Brevet FR2792347A1 — publié le 20001020

PROCEDE DE MONTAGE D'UN ELEMENT DE CONSTRUCTION EN VERRE, ET OUVRAGE COMPORTANT DES ELEMENTS AINSI MONTES La présente invention se rapporte à l'utilisation du verre comme matériau de structure dans le bâtiment. Les techniques actuelles de fabrication d'éléments en verre leur permettent d'avoir de bonnes performances mécaniques intrinsèques, ce qui suscite un intérêt grandissant chez de nombreux concepteurs et maîtres d'oeuvre souhaitant l'utiliser à la place des matériaux structuraux classiques tels que le béton ou l'acier. L'usage du verre en tant que matériau structural est toutefois limité en raison de son absence de ductilité et des contraintes dimensionnelles ou de forme des éléments. Les éléments en verre à usage structural sont fabriqués sous forme de plaques planes, ce qui conduit à un faible rendement mécanique des sections, notamment vis-à-vis des sollicitations de compression et de flexion. Les longueurs maximales de fabrication sont de l'ordre de 5 mètres avec les techniques actuelles, ce qui limite les portées et hauteurs permises à cet ordre de grandeur, à moins que des techniques d'assemblage soient employées pour les mettre bout à bout. Pour monter un élément en verre jouant un rôle structural dans un ouvrage, une méthode simple consiste à prévoir des orifices dans l'élément, et à le prendre en sandwich entre deux plaques en métal, ou en un autre matériau plus déformable que le verre, pressées contre l'élément au moyen de tiges de liaison traversant les orifices. Les deux plaques forment des éclisses pour la mise bout à bout de deux éléments en verre ou leur raccordement à la structure. Elles peuvent encore former les deux flancs d'une chape ou d'un profilé en U ou en H relié à la structure. Un problème principal posé par ce genre de méthode est qu'il convient d'éviter le jeu des tiges de liaison dans les orifices et de répartir les pressions à l'interface entre le verre au bord de l'orifice et la tige de liaison. En effet, en présence de jeu, le contact entre la tige et le verre est quasi-linéaire, et les contraintes exercées dans le verre au voisinage de la ligne de contact sont localement élevées et peuvent amorcer une rupture. Etant donné que la précontrainte qui s'établit au sein le verre à la suite de sa cuisson est relativement mal maîtrisée dans les zones voisines des orifices, d'autant plus que ces zones sont généralement proches des bords des éléments, les -2- concentrations de contrainte près des orifices sont à éviter dans la mesure du possible pour limiter les risques de rupture. Pour traiter ce problème, une solution connue consiste à donner aux orifices traversant l'élément en verre une forme tronconique, et à engager la tige de liaison dans un insert tronconique complémentaire réalisé en un matériau fortement résilient, c'est-à-dire acceptant de grandes déformations tout en restant élastique, par exemple de l'aluminium. En se matant dans l'orifice tronconique, ce matériau permet une répartition des pressions sur sa circonférence. Un inconvénient de cette méthode est la nécessité de former des orifices tronconiques dans le verre, ce qui est plus complexe et plus coûteux que la formation de simples orifices cylindriques. Un autre problème pose par l'assemblage d'éléments structuraux en verre est relatif aux légers désalignements qui peuvent se produire entre deux plaques de verre situées dans le prolongement l'une de l'autre. Si ces deux plaques sont sollicitées en traction (ou en compression) perpendiculairement à leurs bords adjacents, un défaut d'alignement même minime génère un couple parasite en dehors du plan des éléments, qui génère également une mauvaise distribution des contraintes à l'interface entre le verre et la tige de liaison, d'o peut résulter un risque de rupture. Un but de la présente invention est de proposer une solution permettant d'assembler l'élément en verre en réalisant une bonne répartition des pressions à l'interface entre le verre et les organes de liaison. Il est également souhaitable que cette solution permette de tolérer de légers désalignements des éléments. L'invention propose ainsi un procédé de montage d'un élément de construction en verre, dans lequel on place une portion de l'élément entre deux plaques d'assemblage faites d'un matériau moins rigide que le verre, et on maintient les deux plaques d'assemblage contre l'élément au moyen d'au moins une tige de liaison traversant un orifice correspondant ménagé dans I'élément en verre. La tige de liaison est disposée sensiblement sans jeu dans une douille maintenue en place dans ledit orifice par un mortier de calage. Le mortier de calage permet la répartition des pressions locales autour de l'orifice de l'élément en verre, en évitant les jeux. Après prise, le mortier est une matière qui résiste bien aux efforts de compression, ce qui lui permet de transmettre l'effort exercé par la tige de liaison et la douille sur la périphérie de l'orifice. Son épaisseur, entre la douille et le bord de l'orifice est typiquement de -3- plusieurs centimètres. La douille sera en général positionnée sur l'élément en verre et assujettie à celui-ci par la prise du mortier avant de procéder à l'assemblage. Dans un mode d'exécution préféré du procédé, la douille procure une articulation autorisant un écart angulaire entre l'axe de la tige de liaison et celui de l'orifice, ce qui permet à l'assemblage de tolérer de légers défauts d'alignement de l'élément. Grâce à cette articulation, la tige de liaison ne résiste pas aux couples parasites dus à de tels défauts d'alignement, ce qui évite d'appliquer au verre des contraintes localisées irrégulièrement sur la périphérie de l'orifice. La douille peut notamment consister en une rotule lisse ayant un anneau extérieur solidarisé à l'élément en verre par le mortier de calage et un anneau intérieur traversé par la tige de liaison. Un autre aspect de l'invention se rapporte à un ouvrage de construction, comprenant: au moins un élément en verre dont une portion au moins présente un ou plusieurs orifices; deux plaques d'assemblage faites d'un matériau moins rigide que le verre, reliées à l'ouvrage et disposées de part et d'autre de ladite portion de l'élément en verre; et, pour chaque orifice présent dans ladite portion de l'élément en verre, une tige de liaison traversant cet orifice et maintenant les deux plaques d'assemblage contre l'élément, la tige de liaison étant disposée sensiblement sans jeu dans une douille maintenue en place dans ledit orifice par un mortier de calage. En particulier, I'ouvrage peut comprendre au moins deux éléments en verre ayant des bords adjacents longeant des portions respectives des deux éléments pourvues d'orifices, lesdites portions étant prises en sandwich entre des éclisses formant les plaques d'assemblage, tenues par des tiges de liaison traversant chacune l'un desdits orifices avec interposition d'une douille maintenue en place par le mortier de calage. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description ci-après d'exemples de réalisation non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en plan d'un système d'assemblage d'éléments de construction en verre réalisé conformément à l'invention; et - la figure 2 est une vue en coupe partielle de ce système suivant le plan Il-11 indiqué sur la figure 1. Les figures 1 et 2 illustrent l'invention dans son application à l'assemblage de deux éléments structuraux en verre 4 ayant des bords -4adjacents 5. Les éléments 4 sont en forme de plaques planes disposées dans le prolongement l'une de l'autre, avec leurs bords respectifs 5 disposés l'un en face de l'autre. Le long de son bord 5, chaque plaque de verre 4 présente une rangée d'orifices traversants 6 dont la forme générale peut être cylindrique. Sur chaque face des deux éléments 4 mis bout à bout, une plaque 8 en métal (ou en un autre matériau moins rigide que le verre) est disposée de façon à couvrir sur chaque élément 4 la zone présentant la rangée d'orifice 6. Les deux plaques 8 forment des éclisses pressées contre les éléments en verre 4 par des tiges de liaison 9 passant à travers les orifices 6. Les tiges de liaison 9 consistent par exemple en des boulons ayant leur tête appliquée contre l'une des éclisses 8 et une extrémité filetée dépassant de l'autre éclisse o elle reçoit un écrou de serrage. La tige de liaison 9 est engagée dans une douille 10 maintenue en place à l'intérieur de l'orifice 6 par un mortier de calage 15. La douille 10 a son axe parallèle à celui de l'orifice 6. Elle peu être placée en une position centrale ou excentrée dans celui-ci. La douille 10 est agencée pour procurer une articulation autorisant un écart angulaire, par exemple dans une gamme de +10 , entre l'axe de la tige 9 et celui de l'orifice 6. Dans l'exemple représenté, la douille 10 consiste en une rotule lisse dont l'anneau intérieur 11 reçoit, quasiment sans jeu, la tige de liaison 9 et dont l'anneau extérieur 12 est solidarisé à l'élément en verre 4 par le mortier de calage 15 qui comble l'espace entre l'anneau 12 et la périphérie de l'orifice 6. Les anneaux 11 et 12 sont en contact suivant une surface de forme sphérique autorisant des écarts angulaires entre l'axe de la tige et l'axe de l'orifice dans différentes directions du plan. Le mortier de calage 15 peut être d'un type couramment utilisé dans les techniques du bâtiment pour réaliser des scellements. Il n'est toutefois pas usuel de pratiquer de tels scellements avec des pièces en verre comme proposé ici. Pour éviter une réaction alcaline éventuelle entre le verre et le mortier 15, on peut interposer un film protecteur 16 sur la périphérie de l'orifice 6 avant d'y couler le mortier 15. Cette coulée du mortier 15 est effectuée en atelier après avoir positionné la douille 10. L'élément en verre 4 équipé de ses douilles peut être amené sur le chantier après prise du mortier 15. L'invention a été décrite ci-dessus dans son application à l'assemblage d'éléments en verre 4 dans le prolongement l'un de l'autre. Il est ainsi possible -5- de réaliser des panneaux de verre d'étendue non limitée par le procédé de fabrication des éléments 4 et jouant un rôle structural dans un ouvrage de construction (façades, cloisons, contreventements, planchers,...). Un dispositif du même type peut bien entendu être utilisé pour attacher un élément en verre 4, ou les bords d'un panneau de verre formé d'un assemblage de tels éléments, à d'autres portions de la structure, par exemple en acier ou en béton. Les éclisses 8 ont alors une moitié installée sur un support relié à la portion en question. Elles peuvent éventuellement être remplacées par des plaques appartenant à un mécanisme d'assemblage d'un autre type, par exemple à chape. Les ouvrages réalisés selon l'invention pourront généralement comporter un ou plusieurs éléments en verre assemblés comme décrit ci-dessus. -6- REVENDICATIONS 1. Procédé de montage d'un élément de construction en verre (4), dans lequel on place une portion de l'élément entre deux plaques d'assemblage (8) faites d'un matériau moins rigide que le verre, et on maintient les deux plaques d'assemblage contre l'élément au moyen d'au moins une tige de liaison (9) traversant un orifice (6) correspondant ménagé dans l'élément en verre, caractérisé en ce que la tige de liaison est disposée sensiblement sans jeu dans une douille (10) maintenue en place dans ledit orifice par un mortier de calage (15). 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la douille (10) procure une articulation autorisant un écart angulaire entre l'axe de la tige de liaison (9) et celui de l'orifice (6). 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la douille (10) consiste en une rotule lisse ayant un anneau extérieur (12) solidarisé à l'élément en verre (4) par le mortier de calage (15) et un anneau intérieur (11) traversé par la tige de liaison (9). 4. Ouvrage de construction, comprenant: au moins un élément en verre (4) dont une portion au moins présente un ou plusieurs orifices (6); deux plaques d'assemblage (8) faites d'un matériau moins rigide que le verre, reliées à l'ouvrage et disposées de part et d'autre de ladite portion de l'élément en verre; et, pour chaque orifice présent dans ladite portion de l'élément en verre, une tige de liaison (9) traversant cet orifice et maintenant les deux plaques d'assemblage contre l'élément, caractérisé en ce que la tige de liaison est disposée sensiblement sans jeu dans une douille (10) maintenue en place dans ledit orifice par un mortier de calage (15). 5. Ouvrage de construction selon la revendication 4, dans lequel la douille (10) procure une articulation autorisant un écart angulaire entre l'axe de la tige de liaison (9) et celui de l'orifice (6). 6. Ouvrage de construction selon la revendication 5, dans lequel la douille (10) consiste en une rotule lisse ayant un anneau extérieur (12) -7- solidarisé à l'élément en verre (4) par le mortier de calage (15) et un anneau intérieur (11) traversé par la tige de liaison (9). 7. Ouvrage de construction selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, comprenant au moins deux éléments en verre (4) ayant des bords adjacents (5) longeant des portions respectives des deux éléments pourvues d'orifices (6), lesdites portions étant prises en sandwich entre des éclisses (8) formant les plaques d'assemblage, tenues par des tiges de liaison (9) traversant chacune l'un desdits orifices avec interposition d'une douille (10) maintenue en place par le mortier de calage (15).