Brevet FR2822881A1 — publié le 20021004

SYSTEME DE FIXATION D'UN PANNEAU DE MATERIAU FRAGILE La présente invention se rapporte au domaine des moyens de fixation et concerne plus particulièrement un système de fixation de panneaux de matériau fragile à une structure porteuse au moyen d'attaches ponctuelles. Notamment dans le domaine de la fixation de vitrages sur des structures de bâtiment, il existe de nombreux systèmes de fixation ponctuelle destinés à préserver un maximum de visibilité à travers le vitrage, grâce à des attaches ponctuelles n'occupant qu'une très faible superficie du vitrage. Ainsi, on a proposé des systèmes de fixation ponctuelle avec des attaches qui maintiennent celui-ci par serrage sur les deux faces du panneau de verre, le cas échéant de part et d'autre d'un perçage traversant. De tels systèmes sont décrits notamment dans les documents FR-A-2 739 406 et DE-A-195 14 818. Pour répondre à la tendance actuelle qui est de rendre les attaches de moins en moins visibles, il existe des systèmes non traversants ou affleurants dans lesquels les attaches ne sollicitent par serrage qu'une seule face du panneau de verre et des surfaces situées dans l'épaisseur du panneau. De tels systèmes sont décrits notamment dans les documents EP-201 212, EP-506 522, EP-655 543, EP-801 201. Ces systèmes ont pour inconvénient de faire appel à un façonnage délicat du verre par fraisage et nécessitent des traitements de trempe pour améliorer la résistance du verre aux forces qui s'exercent sur lui tant au cours du façonnage qu'à l'état fixé. En outre, le perçage pose un problème d'étanchéité du montage et la conception du système doit veiller à fournir des solutions d'étanchéité durables. Tout cela implique un coût notable qui risque de limiter la mise en oeuvre de ces systèmes à des réalisations de prestige. Le but de la présente invention est de proposer un système de fixation ponctuelle simple mais toujours satisfaisant du point de vue des exigences esthétiques et qui respecte les normes de sécurité. A cet égard, l'invention a pour objet un système de fixation d'un panneau de matériau fragile à une structure porteuse, comprenant au moins une attache ponctuelle comportant un patin de liaison au panneau et une partie articulée à la structure, caractérisé en ce que le patin de ladite attache ponctuelle est collé sur le panneau par une couche intermédiaire de dimension stable. Grâce à la fixation par collage, il n'est pas nécessaire de percer le panneau, ce qui permet d'éviter la trempe dans le cas du verre. L'invention est ainsi adaptée à la fixation de panneaux de verre de tous types : monolithique, feuilleté, ou multiple avec des feuilles de verre éventuellement feuilleté séparées par des lames d'air ou autre gaz, le verre n'étant pas nécessairement trempé, ou le cas échéant avec des exigences moins drastiques concernant la trempe. La présence d'une articulation sur l'attache ponctuelle permet de limiter les contraintes endurées par la colle, ce qui assure la durabilité de la jonction collée. En outre, cela permet de limiter la quantité de colle à ce qui est juste nécessaire pour la fixation de l'attache. La stabilité dimensionnelle de la couche intermédiaire peut être assurée par le choix d'une colle suffisamment rigide. Ainsi, la couche peut comprendre avantageusement un matériau adhésif ayant à l'état durci une dureté Shore D de l'ordre de 70 à 75, par exemple de type acrylique durcissable par rayons ultraviolets. Dans une réalisation particulière, la couche intermédiaire est une simple couche de colle rigide. Dans un mode de réalisation avantageux, la couche intermédiaire comprend un élément intercalaire rigide et un matériau adhésif. L'élément intercalaire rigide contribue à la stabilité dimensionnelle de la couche en reprenant les forces, principalement le poids, subies par le vitrage, alors que le matériau adhésif permet de réaliser la liaison adhésive. L'élément intercalaire est avantageusement en un matériau de dureté Shore D de l'ordre d'au moins 70 à 75. De préférence, on choisit un matériau transparent, tel que du polycarbonate ou du silicone dur, qui n'affecte pas l'esthétique de l'ensemble. Le matériau adhésif de dureté inférieure, peut avoir notamment une dureté Shore A de l'ordre de 30 à 35 et peut être choisi parmi des adhésifs silicones couramment employés avec du verre. L'élément intercalaire peut être disposé dans l'axe de la partie de liaison à la structure, avantageusement dans une partie centrale du patin de liaison. L'élément ainsi placé assure une transmission de forces directe et efficace à la structure. Eventuellement, le patin peut être pourvu d'un évidement dans lequel est logée au moins une partie de l'élément intercalaire. Ceci permet de positionner aisément l'élément intercalaire. Alternativement, ou en complément, la couche intercalaire peut comprendre au moins un élément distanceur dans une zone périphérique du patin de liaison. On peut ainsi maintenir de façon avantageuse le patin parallèle à la surface du panneau, en particulier quand on utilise une certaine épaisseur de matériau adhésif dans la couche intermédiaire. Suivant une réalisation particulière, le patin présente au moins un perçage, notamment traversant, apte à recevoir le ou les éléments distanceurs. Au moins un élément distanceur peut être choisi en un matériau transparent tel que du polycarbonate ou du silicone. Lorsque l'élément intercalaire et/ou les éléments distanceurs sont choisis en silicone et le matériau adhésif est à base de silicone, l'ensemble est non seulement parfaitement homogène du point de vue visuel, mais surtout très satisfaisant en termes de durabilité grâce à la compatibilité chimique des différents éléments qui constituent la couche intermédiaire. L'articulation entre le patin de liaison au panneau et la partie de liaison à la structure présente, de préférence, une amplitude de mouvement d'au moins 5 d'angle dans au moins une direction. Dans une réalisation avantageuse, l'attache ponctuelle comporte une rotule en tant qu'articulation avec, de préférence, au moins 50 d'amplitude de mouvement dans toutes les directions. Le système de fixation selon l'invention permet la fixation de panneaux horizontaux, notamment pour une toiture, la couche intermédiaire de stabilité dimensionnelle reprenant seule le poids du vitrage et d'éventuels dépôts de neige ou autre. Le système de fixation selon l'invention permet également la fixation de panneaux verticaux ou inclinés par rapport à la verticale pour une façade droite ou inclinée ou une toiture inclinée. Dans ce cas, le système comprend en outre des moyens mécaniques pour reprendre au moins en partie la composante verticale des forces auxquelles est soumise le panneau. De tels moyens mécaniques peuvent notamment comprendre au moins une pièce d'appui coopérant avec au moins un bord inférieur des panneaux. La pièce d'appui peut éventuellement être solidaire ou en liaison avec une attache ponctuelle, en particulier avec le patin de cette dernière. L'invention a également pour objet l'application d'un système de fixation tel que décrit précédemment à la réalisation d'une toiture ou d'une façade en panneaux de matériau fragile, notamment en verre. L'invention sera décrite plus en détail au regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente une vue en perspective d'une toiture selon l'invention ; - la figure 2 représente une vue en coupe d'une partie de ladite toiture ; - la figure 3 représente une variante de l'invention, - la figure 4 représente une autre variante de l'invention. Sur les dessins annexés, certains éléments peuvent être représentés à des dimensions plus grandes ou plus petites que dans la réalité, et ce afin de faciliter la compréhension des figures. La figure 1 présente une toiture vitrée 1, ou verrière, composée de panneaux de verre 2 assemblés horizontalement bord à bord pour constituer la surface vitrée horizontale voulue. Chaque panneau 2 est relié à une structure porteuse 3, qui peut être une charpente métallique, au moyen d'attaches 4. Sur la variante représentée, on compte quatre attaches par panneau, agissant respectivement dans chaque coin du panneau. Il est bien entendu que le nombre et l'emplacement des attaches sur un panneau peuvent être modifiés en fonction des souhaits architecturaux. Pour des surfaces vitrées de grande étendue comprenant un grand nombre de panneaux de verre juxtaposés, deux ou plusieurs attaches ponctuelles 4 voisines peuvent être fixées à la structure 3 par l'intermédiaire d'une pièce de liaison 5 à deux ou plusieurs bras 6. La figure 2 présente une section de la toiture 1 suivant un axe vertical ll-ll par lequel passe une attache ponctuelle 4. L'attache 4 comprend un patin 7 de liaison au panneau 2 et une partie 8 de liaison à la structure porteuse 3, le cas échéant via une pièce de liaison 5. La partie de liaison 8 de l'attache ponctuelle 4 peut être vissée dans le patin 7 comme représentée ou fixée par d'autres moyens ; éventuellement elle ne forme qu'une pièce avec le patin 7. Ces pièces sont de préférence métalliques, en particulier inoxydables. Le patin 7 est collé sur le panneau de verre 2 grâce à la couche intermédiaire 9. A cet égard, le métal du patin 7 peut être traité spécialement en vue du collage structurel. La couche intermédiaire 9 comprend un élément intercalaire 10 disposé au centre du patin 7 et un matériau adhésif 11 autour de l'élément intercalaire. L'élément intercalaire 10 est une plaque rigide, de préférence transparente, par exemple en polycarbonate ou en silicone dur ayant une dureté Shore D de l'ordre d'au moins 70 à 75. Le contour de l'élément intercalaire 10 est avantageusement de même forme que le contour extérieur du patin. La colle 11 est avantageusement également transparente, notamment à base d'un matériau silicone ou acrylique réticulable par UV. Grâce à la présence de l'élément intercalaire rigide 10, la colle 11 peut être relativement souple, de dureté inférieure à celle de l'élément intercalaire. Ainsi, un matériau adhésif ayant à l'état durci une dureté Shore A de l'ordre de 30 à 35, par exemple de type silicone, permet de réaliser une jonction adhésive efficace entre le patin 7 et le panneau de verre 2, alors que l'élément intercalaire 10 confère la rigidité nécessaire à la couche intermédiaire. Si la colle utilisée est très souple et/ou si l'épaisseur de colle employée est relativement importante, de l'ordre de quelques millimètres par exemple, il peut être avantageux de pourvoir le système d'au moins un élément distanceur 12 dans la zone périphérique du patin 7, de préférence noyé dans le matériau adhésif 11. Ces éléments sont de préférence transparents, par exemple en silicone. Un élément distanceur en forme de bague centrée sur l'axe de l'attache ou plusieurs éléments distanceurs en forme de plots régulièrement répartis sur la zone périphérique du patin permettent de conserver la distance requise entre le patin 7 et le panneau 2 en toutes circonstances. La couche intermédiaire comprend de préférence plusieurs éléments distanceurs 12 noyés dans le matériau adhésif 11, pour préserver la continuité de la masse de colle autour de l'élément intercalaire 10 sur une partie substantielle de la surface du patin. Le ou les éléments distanceurs 12 maintiennent de préférence un écartement tel entre le panneau 2 et le patin 7 qu'il n'y a pas de colle souple entre le panneau 2 et l'élément intercalaire 10 pour une transmission intégrale des efforts de l'un à l'autre. Pour le montage du patin 7 de l'attache sur le panneau 2, l'élément intercalaire 10 est de préférence collé sur le patin 7, ainsi que le ou les éléments distanceurs, puis l'ensemble est placé sur le panneau 2 et de la colle 11 est injectée dans l'espace entre le patin 7 et le panneau 2 autour de l'élément intercalaire. Une fois le matériau adhésif 11 durci, la couche intermédiaire 9 permet une transmission intégrale du poids du panneau 2 à la structure 3 sans risque d'écrasement de la couche dans le temps grâce à l'élément intercalaire rigide 10. L'attache 4 est pourvue d'une articulation pour permettre la transmission de mouvements relatifs éventuels lors du montage du panneau et/ou sous l'effet de charge localisés (poids de dépôt de neige) ou de dilatation thermique du panneau. Dans le mode de réalisation représenté, l'articulation est constituée par une rotule 13 installée dans la partie de liaison 8 à la structure, à proximité du patin 7. En variante, l'articulation peut être portée par un bras d'une pièce de liaison 5. La rotule ou tout autre système d'articulation équivalente permet de préférence une amplitude de mouvement d'au moins 50 d'angle dans chaque direction. Le système de fixation selon l'invention fournit une solution performante qui ne nécessite pas de façonnage particulier du panneau de verre 2. La couche intermédiaire 9, délimitée du côté du panneau de verre 2 par la surface plane de celui-ci, offre donc au contact de ce dernier une surface plane formée par la continuité du matériau adhésif 11 et des éléments intercalaire 10 et distanceur 12. En choisissant avantageusement des matériaux transparents pour former cette couche intermédiaire, la solution de fixation obtenue satisfait les exigences esthétiques de transparence maximale souvent posées par les architectes. La figure 3 représente conjointement deux variantes de réalisation du système de fixation précédent. D'une part, l'élément intercalaire 10 est installé dans un évidement 14 de forme correspondante ménagé dans le patin 7, dont la profondeur est inférieure à l'épaisseur de l'élément intercalaire 10. Ceci facilite le positionnement lors du collage du patin 7 et maintient en place l'élément intercalaire 10 une fois la façade montée. De même, des évidements correspondants peuvent recevoir les éléments espaceurs 12. Une autre variante est représentée, où le patin 7 présente des perçages traversants 15 aptes à recevoir les éléments distanceurs 12 lors du collage du patin 7. Le montage de l'attache peut alors de faire de la façon suivante : le patin 7 muni de l'élément intercalaire 10, de préférence collé sur le patin, est appliqué contre le panneau et la colle 11 est injectée dans l'espace autour de l'élément intercalaire 10. Dès que l'adhésif est injecté, on introduit des éléments distanceurs à travers les perçages 15 puis on injecte du matériau adhésif 16, identique ou différent, dans les perçages 15 pour boucher ces derniers. Cette technique permet une seule injection de colle entre le panneau 2 et le patin 7 garantissant une meilleure homogénéité du matériau adhésif dans la couche intermédiaire 9. La figure 4 représente une variante de l'invention pour une toiture inclinée. Dans ce cas, on prévoit des moyens mécaniques supplémentaires pour reprendre au moins une partie de la composante verticale des forces subies par un panneau incliné 17, en particulier le poids, afin d'éviter une sollicitation de la colle de cisaillement. L'attache ponctuelle 4 est identique à celle décrite en référence à la figure 1 à ceci près qu'elle comprend, en outre, un élément de blocage 18 qui coopère avec le bord inférieur 19 du panneau 17. Dans le mode de réalisation représenté, l'élément de blocage est solidaire du patin 7 de l'attache 4 mais pourrait être en liaison directe avec la structure porteuse 3 ou un autre élément fixe. L'élément de blocage 18 peut être ponctuel ou coopérer avec une longueur substantielle du bord inférieur 19. Cette variante de système de fixation convient également à la réalisation de façades verticales ou inclinées. La description détaillée de l'invention vient d'être faite dans le cas de réalisations particulières de toitures, auxquelles l'invention n'est pas limitée. Ainsi, l'emploi d'une colle suffisamment rigide ou en couche suffisamment fine permet de se dispenser des éléments distanceurs et éventuellement de l'élément intercalaire. Enfin, les panneaux à fixer peuvent être des vitrages aussi bien monolithiques, feuilletés, mixtes, décorés, mais aussi des panneaux d'affichages ou encore des panneaux de matériau fragile naturels tels que de la pierre, du marbre, ou synthétiques. REVENDICATIONS 1. Système de fixation d'un panneau (2) de matériau fragile à une structure porteuse (3), comprenant au moins une attache ponctuelle (4) comportant un patin (7) de liaison au panneau et une partie (8) articulée de liaison à la structure, caractérisé en ce que le patin (7) de ladite attache ponctuelle (4) est collé sur le panneau par une couche intermédiaire (9) de dimension stable. 2. Système de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface du panneau (2) au contact de la couche intermédiaire (9) est plane. 3. Système de fixation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche (9) comprend un matériau adhésif ayant à l'état durci une dureté Shore D de l'ordre d'au moins 70 à 75. 4. Système de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche intermédiaire (9) comprend un élément intercalaire rigide (10) et un matériau adhésif (11). 5. Système de fixation selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément intercalaire (10) est en un matériau de dureté Shore D de l'ordre de 70 à 75, et le matériau adhésif (11) a une dureté inférieure, notamment une dureté Shore A de l'ordre de 30 à 35. 6. Système de fixation selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l'élément intercalaire (10) est en un matériau transparent tel que du polycarbonate ou du silicone. 7. Système de fixation selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l'élément intercalaire (10) est disposé dans l'axe de la partie (8) de liaison à la structure. 8. Système de fixation selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que le patin (7) est pourvu d'un évidemment (14) dans lequel est logée au moins une partie de l'élément intercalaire (10). 9. Système de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche intercalaire (9) comprend au moins un élément distanceur (12) dans une zone périphérique du patin (7). 10. Système de fixation selon la revendication 9, caractérisé en ce que le patin (7) présente au moins un perçage (15), notamment traversant, apte à recevoir le ou les éléments distanceurs (12). 11. Système de fixation selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'au moins un élément distanceur (12) est en un matériau transparent tel que du polycarbonate ou du silicone. 12. Système de fixation selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, caractérisé en ce que le matériau adhésif (11) est à base de silicone. 13. Système de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'attache ponctuelle (4) comporte une rotule (13) en tant qu'articulation entre le patin (7) et une extrémité de la partie (8) de liaison à la structure porteuse. 14. Système de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens mécaniques (18) pour reprendre au moins une partie de la composante verticale des forces auxquelles est soumis le panneau (17). 15. Système de fixation selon la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens mécaniques comprennent des pièces d'appui (18) coopérant avec au moins un bord inférieur (19) des panneaux (17). 16. Application d'un système de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes à la réalisation d'une toiture (1) ou d'une façade en panneaux de matériau fragile (2) notamment en verre. 17. Application selon la revendication 16 dans laquelle les panneaux (2) sont en position horizontale. 18. Application selon la revendication 16 dans laquelle les panneaux (17) sont verticaux ou inclinés par rapport à la verticale et le système de fixation est un système selon la revendication 14 ou 15.