Brevet FR2850990A1 — publié le 20040813

" UTILISATION DE BETONS SPECIAUX POUR LA REALISATION D'ELEMENTS COUPE-FEU ET EN PARTICULIER L'APPLICATION DE BETON A GRANULATS LEGERS " La présente invention concerne l'utilisation de bétons spéciaux pour la réalisation d'éléments coupe-feu et en particulier l'application de béton à granulats légers à la réalisation de béton coupe-feu et le système ainsi mis en oeuvre. Préserver les vies humaines, l'ouvrage et l'outil de travail, sont des préoccupations en matière de sécurité incendie lors de la construction de bâtiments industriels ou de stockage. En plus des règles générales, ces bâtiments sont 10 soumis à la réglementation sur les installations classées (rubrique 1510 du 5 aot 2002) qui impose le compartimentage à 1 'aide de murs coupe-feu. Les murs coupe-feu doivent respecter les règles de calcul des structures en béton énoncées dans le fascicule 62 du BAEL 15 BPEL 91 - Eurocode 2, la norme P 92-701 (DTU feu béton) et le DAN de 1'EC2. L'action du vent est prise en compte dans les calculs au feu, le mur séparant deux compartiments doit en effet rester mécaniquement stable. La structure doit être conçue de façon à ce que l'effondrement d'une des parties du 20 bâtiment séparées par le mur coupe-feu n'entraîne pas la ruine dudit mur et la propagation du feu vers un autre compartiment. Les poteaux de structure en béton présentent un degré de stabilité au feu de 4 heures ou 2 heures selon le besoin. Dans le cas d'un mur séparatif coupe-feu réalisé à partir d'un 25 remplissage entre poteaux en béton, les éléments de remplissage doivent être des panneaux préfabriqués en béton, des panneaux préfabriqués en béton cellulaire, des blocs de béton. Les joints de dilatation sont obligatoirement constitués de produits ignifuges. De façon générale, le mur 30 séparatif coupe-feu doit dépasser de 50 cm au minimum sur les côtés du bâtiment. Son degré de résistance au feu (poteaux et mur) est de 4 heures. Les murs coupe-feu sont donc des ouvrages destinés à séparer des bâtiments ou des parties de bâtiment de telle 5 sorte que tout incendie se déclarant d'un côté ne puisse pas se propager de l'autre côté. Et un mur séparatif coupe-feu doit pouvoir assumer sa fonction en se suffisant à lui-même. Les solutions techniques proposés jusqu'ici sont les murs séparatifs coupe-feu en blocs de béton traditionnel utilisés 10 pour constituer une maçonnerie porteuse ou autoporteuse, les murs séparatifs coupe-feu en blocs de béton cellulaire, les murs séparatifs coupe-feu en éléments préfabriqués en béton et enfin les murs séparatifs coupe-feu constitué de poteaux béton et panneaux en blocs de béton cellulaire armé. Dans ce dernier cas, la réalisation de mur coupe-feu, par exemple dans le confinement d'un entrepôt, nécessite l'utilisation de béton cellulaire pour la fabrication de panneaux de petites dimensions, 6m x 0,6m pour les plus grands panneaux, empilés sur toute la hauteur du mur. Pour avoir une 20 bonne assise et une tenue mécanique au sol correcte, ainsi que pour améliorer la résistance et la tenue aux chocs de la base du mur coupe-feu, notamment à faible distance du sol, cet empilement est disposé sur un sous bassement et une longrine de protection en béton armé. A intervalle régulier, au maximum 25 tous les 6 mètres, des poteaux, également en béton armé, sont disposés pour servir de support aux panneaux ou de manière à ce que les panneaux puissent s'intercaler entre eux. De plus, des poutres de sortie de toiture en béton armé surplombent l'empilement de panneaux de béton cellulaire et servent 30 d'appui pour les pannes ou les élément de toiture. Des linteaux en béton armé situés au-dessus des découpes dans le mur, comme les portes, les fenêtres et autres ouvertures, sont nécessaires pour garantir une bonne tenue mécanique de l'ensemble, tout comme des potelets de renforcement latéral. Toutefois, cet agencement recèle de nombreux inconvénients dus en grande partie à l'utilisation de béton cellulaire qui, outre ses propriétés bien connues de résistances au feu, présente l'inconvénient d'être fragile, de par sa faible 5 résistance mécanique en particulier lorsqu'il est manufacturé en panneaux de grande portance et présentant une faible résistance aux chocs nécessitant les renforts latéraux et horizontaux en béton armé cités ci-dessus et définissant l'ossature du mur coupe-feu. Cet inconvénient majeur rend les panneaux de béton cellulaire inutilisables en tant qu'éléments porteurs et nécessite donc la présence et la disposition d'une ossature en béton armé pour le mur coupe-feu. En cas de chocs sur les panneaux en béton cellulaire, il 15 est alors nécessaire de procéder à la réparation, le cas échéant au changement, du panneau concerné de manière à garantir la sécurité du bâtiment en cas d'incendie. Par ailleurs, l'utilisation de béton cellulaire est désormais classique du fait de sa légèreté et de sa facilité 20 de manutention. Il existe cependant des bétons spéciaux de granulats légers qui ont un haut pouvoir coupe-feu et une grande tenue mécanique. Cependant, ces bétons spéciaux n'ont jamais fait l'objet d'une réalisation concrète de murs coupe-feu 25 préfabriqué en milieu industriel. Les inventeurs ont donc réalisé, ce qui fait l'objet de la présente invention, une application d'un béton armé de granulats légers à la réalisation de murs coupe-feu à ossature en béton armé caractérisée en ce que lesdits murs sont 30 réalisés par empilage de panneaux de grandes dimensions, maintenus latéralement par les poteaux verticaux de ladite ossature, ledit empilage étant réalisé depuis le sol du bâtiment et étant auto-porteur de haut en bas. Plus particulièrement, la présente invention vise une application d'un béton armé de granulats légers à la réalisation de murs coupe-feu à ossature en béton armé dans laquelle le premier panneau est un panneau à fond plat en béton armé de granulats légers. L'invention vise plus particulièrement encore une application d'un béton armé de granulats légers à la réalisation de murs coupe-feu à ossature en béton armé dans laquelle le dernier panneau est un panneau de sortie en 10 toiture en béton armé de granulats légers. De plus, l'invention vise préférentiellement une application d'un béton armé de granulats légers à la réalisation de murs coupe-feu à ossature en béton armé dans laquelle certains desdits panneaux sont manufacturés dans des 15 moules permettant de leur inclure, dans la masse, les linteaux et les potelets des découpes dans le mur coupe-feu. La résistance naturelle de ces panneaux en béton armé de granulats légers permet de s'affranchir des éléments traditionnels de l'ossature du mur coupe-feu tels que poutre 20 de sortie en toiture, poutre linteau, potelet en chevêtre de porte sectionnelle et sous bassement en béton armé à l'exception des poteaux. Plus particulièrement encore, la présente invention concerne une application d'un béton armé de granulats légers à 25 la réalisation de murs coupe-feu à ossature en béton armé dans laquelle les granulats légers sont choisis parmi les argiles et/ou les schistes expansés. Enfin, la présente invention est dirigée vers une application d'un béton armé de granulats légers à la 30 réalisation de murs coupe-feu à ossature en béton dans laquelle lesdits panneaux préfabriqués ont une longueur de huit mètres et une hauteur de 2,4 mètres. D'autre part, la présente invention concerne un système intégré de panneaux pour murs séparatifs coupe-feu à ossature en béton armé caractérisé en ce qu'il comprend des panneaux de grandes dimensions en béton armé de granulats légers intégrant les éléments de l'ossature à l'exception des poteaux de charpente. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée suivante faite en référence aux dessins sur lesquels: - la figure 1 représente un mur coupe-feu à ossature en béton armé classique, et remplissage béton cellulaire, - la figure 2 représente un mur coupe-feu à ossature en béton armé selon l'invention. Sur la figure 1, le mur coupe-feu 1 a une configuration classique avec des panneaux 2 en béton cellulaire empilé depuis le sol sur une longrine 4 en béton armé et coiffée 15 d'une sortie en toiture 5 également en béton armé. Ces panneaux 2 ont une longueur de 6 mètres et une hauteur de 0,6 mètres. Tous les 6 mètres sont disposés les poteaux 3 de l'ossature en béton armé de manière maintenir l'empilage des 20 panneaux 2. Des linteaux 6 et des potelets 7 en béton armé sont également disposés au droit des murs coupe-feu 1 au niveau des ouvertures qui y sont ménagées. Sur la figure 2, le mur coupe-feu 1 a une configuration 25 selon l'invention c'est-à-dire qu'il comprend des panneaux 8 en béton armé de granulats légers empilés depuis un premier panneau 9 à fond plat en béton armé de granulats légers jusqu'au dernier panneau 10 en béton armé de granulats légers faisant office de sortie en toiture. Ces panneaux 8, 9, 10 ont une longueur de 8 mètres et une hauteur de 2,4 mètres. Tous les 8 mètres sont ici disposés les poteaux 3 en béton armé classique de l'ossature du mur 1. Les linteaux 11 et potelets 12 des murs 1 au niveau des ouvertures sont intégrés dans la masse des panneaux 8 et 9 en béton armé de granulats légers. L'emploi du béton pour la construction de l'ossature et 5 des murs est idéal compte tenu de ses performances. Au regard des assureurs, son emploi permet d'obtenir pour les maîtres d'ouvrage, des réductions sur les primes d'assurances (Règles APSAD). On améliore également la résistance aux chocs par rapport 10 aux systèmes existants. L'application selon l'invention et sa mise en oeuvre dans le système selon l'invention présentent l'avantage d'avoir une uniformité de matière et de couleur entre les murs et l'ossature en béton armé. De plus, on a ainsi des parements de qualité, deux faces coffrées et une réduction des joints du fait de la diminution importante du nombre de plaque. La présente réalisation utilise un matériau en béton ayant une résistance supérieure à 25 MPa et permettant de se 20 dispenser des éléments en béton armé servant de protections de pied de mur. De plus, on a toujours une très bonne résistance au feu, les performances coupe-feu du système selon l'invention sont alors de 2 ou 4 heures avec une seule épaisseur. De plus, l'avantage de l'application de béton armé de granulats légers de résistance 28 mpa selon l'invention confère au mur coupe-feu une propriété anti-effraction dans le cas de location de cellules qui autorise la protection des valeurs stockées et une plus grande souplesse pour le 30 propriétaire. Dans le cas de l'utilisation d'un béton cellulaire, il serait impossible d'avoir cet avantage. De plus, l'invention permet des portées jusqu'à 8 m entre les poteaux 3 de structure coupe-feu par rapport au béton cellulaire. Cet effet implique bien entendu un allègement de la 5 structure et de l'équilibre économique au niveau de l'infrastructure et des fondations. L'invention confère également une rapidité de montage par l'intégration du montage des murs dans le phasage du montage de la ossature béton. L'invention permet alors de ne faire appel qu'à un seul monteur pour l'ossature et l'empilage, au lieu de deux classiquement, qui prend en charge la globalité de la mission tant au niveau des équipes, du matériel, et de l'encadrement, limitant ainsi la sous-traitance. L'invention permet de concevoir des files de murs coupefeu économiques à l'aide de portées de 2 m supérieures aux produits de béton cellulaire. De plus, l'invention propose un produit semi-industriel permettant une souplesse nécessaire pour le remplissage des fausses trames inférieures à 8 mètres. 20 Ainsi d'un standard économique pour trames de 8 m en passant par les trames de 6 mètres et le produit sur mesure, l'invention permet de s'adapter à toutes les configurations et dimensions de bâtiments. D'une hauteur standard de 2,4 m les panneaux selon 25 l'invention sont les plus rapides en montage parmi tous les produits existants. Pour obtenir un effet coupe-feu 2 ou 4 heures, les panneaux ont en général une épaisseur d'au moins 13 cm. De part la conception du système selon l'invention, 30 l'ensemble des joints horizontaux et verticaux est garanti coupe-feu 2 ou 4 heures. Le béton armé de granulats légers selon l'invention a une formulation unique et approuvée qui permet d'allier légèreté, robustesse et performances au feu. L'empilage des panneaux 8, 9, 10 du système selon l'invention se fait entre les poteaux 3 de l'ossature. Le ler panneau 9 d'une hauteur adaptable, dispose d'un fond plat pour permettre de régler l'altimétrie pour un montage plus confortable des panneaux 8 suivants. Le 2ème panneau 8 et les suivants sont posés par empilage jusqu'à l'avantdernier panneau qui est suivi d'une sortie en toiture 10 porteuse ou non de pannes. En ce qui concerne les sorties en toitures 10 du système 10 selon l'invention, deux types de cas peuvent se présenter: - pour des murs parallèles aux pannes: contrairement au béton cellulaire ou aux blocs béton, le système selon l'invention dispose de suffisamment de résistance pour sortir en toiture. Il y a donc de ce fait un affranchissement des 15 poutres en l habituelles par le positionnement de deux pannes standards de part et d'autre du mur, - pour les murs perpendiculaires et porteurs de pannes de la même manière les poutres en I habituelles disparaissent pour laisser la place aux panneaux du système selon 20 l'invention préalablement renforcés et équipés de corbeaux latéraux pour l'appui des pannes. Un autre avantage du système et de l'application selon l'invention réside dans le fait même de la bonne résistance des panneaux 8, 9, 10 qui ne conditionne plus la présence de 25 potelets 7 et de poutres 6 porteurs pour les chevêtres de portes sectionnelles mais les intègre dans les plaques. Là encore, on peut distinguer deux cas différents - pour les portillons coupe-feu: pour les passages de portes simples de dimension inférieure à 1.10 m x 2.50 m, les 30 panneaux 8, 9, 10 du système selon l'invention sont autoporteurs et permettent d'intégrer le chevêtre sans aucune difficulté. - pour les portes sectionnelles: les portes sectionnelles coulissantes de dimensions variant entre 0.70 m et 6 m pour la largeur, et de 2 m à 4.5 m pour la hauteur, nécessite la présence d'un encadrement de la baie en béton au même nu que les poteaux 3 de 1 ossature pour la fixation des portes, les panneaux 8, 9, 10 concernés disposeront d'une surépaisseur formant linteau Il ou potelet 12. Le système et l'application selon l'invention permettent de fabriquer des panneaux incorporés à une offre globale dans un " pack " efficace et compétitif. REVENDI CATI ONS 1. Application d'un béton armé de granulats légers à laréalisation de murs coupe-feu (1) à ossature en béton armé caractérisée en ce que lesdits murs (1) sont réalisées par empilage de panneaux (8, 9, 10) de grandes dimensions, 5 maintenus latéralement par les poteaux (3) verticaux de ladite ossature, ledit empilage étant réalisé depuis le sol du bâtiment et étant autoporteur de haut en bas. 2. Application selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier panneau (9) est un panneau à fond plat en 10 béton armé de granulats léger. 3. Application selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le dernier panneau (10) est un panneau de sortie en toiture en béton armé de granulats légers. 4. Application selon l'une quelconque des revendications 1 15 à 3, caractérisée en ce que certains desdits panneaux (8, 9) sont manufacturés dans des moules permettant de leur inclure, dans la masse, les linteaux (11) et les potelets (12) des découpes dans le mur coupe-feu. 5. Application selon l'une, quelconque, des revendications 20 1 ou 2, caractérisée en ce que les granulats légers sont choisis parmi les argiles et/ou les schistes expansés. 6. Application selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que lesdits panneaux (8, 9, 10) préfabriqués ont une longueur maximum de huit mètres et une 25 hauteur maximum de 2,4 mètres. 7. Système intégré de panneaux pour murs séparatifs coupefeu à ossature en béton armé caractérisé en ce qu'il comprend des panneaux (8, 9, 10) de grandes dimensions en béton armé de granulats légers intégrant les éléments d'ossature à 30 l'exception des poteaux de charpente (3). il 8. Système selon la revendication 7 en ce que les granulats légers sont choisis parmi les argiles et/ou les schistes expansés. 9. Système selon l'une des revendications 7 ou 8, 5 caractérisé en ce que lesdits panneaux (8, 9, 10) ont une longueur de 8 mètres et une hauteur de 2,4 mètres.