Brevet FR2860534A1 — publié le 20050408

La présente invention concerne un ensemble coupe-feu destiné à équiper un bâtiment. Un tel ensemble coupe-feu a pour fonction de fractionner le volume intérieur du bâtiment dans le but d'entraver la propagation d'un in- cendie. Les ensembles coupe-feu connus comprennent généralement une paroi ou mur coupe-feu dont le pied est en-castré dans le sol du bâtiment tandis que la partie supérieure de la paroi est libre. Lorsqu'une paroi coupe-feu a des faces soumises à des températures très différentes, par exemple lorsqu'un incendie fait rage d'un côté seulement de la paroi, la paroi se dilate plus rapidement du côté des flammes que du côté opposé. Cette différence de dilatation entraîne une déformation de la paroi qui se courbe de telle manière que la partie supérieure de la paroi est excentrée, par rapport au pied de la paroi, vers la zone la plus froide. Cette excentration est d'autant plus importante que la paroi est haute. Les contraintes exercées sur l'encastrement sont alors très élevées et il existe un risque que le centre de gravité de la paroi soit décalé par rapport à l'encastrement au point que la paroi s'effondre dans la zone froide. Lorsque des pompiers arrosent depuis la zone froide une paroi coupe-feu pour la refroidir, ils contribuent à accélérer la dilatation différentielle des deux côtés de la paroi et s'exposent à la chute de la paroi. Selon l'invention, on prévoit, un ensemble coupe-feu pour bâtiment, comprenant au moins une paroi et des moyens de liaison au bâtiment de la paroi en position sensiblement verticale, les moyens de liaison étant agencés pour autoriser un degré de liberté en rotation d'un pied de la paroi autour d'un axe sensiblement horizontal parallèle à la paroi. Le pied de la paroi n'étant pas encastré, il peut se déformer librement sous l'effet de la dilatation différentielle subie par la paroi. Ceci permet de limiter les contraintes au niveau du pied de la paroi. L'excentration de la masse de la paroi est alors limitée et le risque d'un effondrement de la paroi est ainsi ré-duit. Avantageusement, le pied de la paroi comporte parallèlement audit axe une surface d'appui en portion de cylindre et, de préférence, les moyens de liaison compor- tent une poutre inférieure le long de laquelle est ménagée une rigole de forme complémentaire à la surface d'appui du pied de la paroi. Ce mode de réalisation permet un maintien en position du pied du mur sans entraver son degré de liberté 15 en rotation autour de l'axe précité. Avantageusement encore, les moyens de liaison comprennent des butées pour fournir un appui aux faces de la paroi en partie supérieure de celle-ci et, de préférence, les butées comprennent deux poutres supérieures parallèles et espacées d'une distance supérieure à l'épaisseur de la paroi, les poutres ayant des faces en regard pour coopérer avec les faces de la paroi. Les butées permettent ainsi de maintenir la paroi en position verticale sans entraver le pivotement du 25 pied. Cette disposition permet de limiter encore l'excentration de la masse de la paroi. De préférence, des cales fusibles sont intercalées entre les poutres supérieures et les faces de la paroi. Les cales assurent le blocage en position de la partie supérieure de la paroi. En cas d'incendie, les ca- les fondent sous l'effet de la chaleur pour laisser la paroi librement se dilater et se déformer. Selon une caractéristique particulière, l'ensem-35 ble coupe-feu comprend deux parois ayant des bords laté- 2860534 3 raux en regard présentant des reliefs de formes complémentaires s'étendant longitudinalement le long des bords latéraux. Pour des longueurs importantes de murs, il est plus pratique d'utiliser plusieurs parois. Les bords latéraux des parois sont couplés mécaniquement par les reliefs de formes complémentaires, ce qui permet de répartir les contraintes mécaniques sur l'ensemble des parois. La complémentarité des formes des reliefs longitudinaux permet en outre de limiter la circulation des gaz entre les parois. Selon une autre caractéristique particulière, l'ensemble coupe-feu comprend au moins un poteau vertical comportant au moins une face longitudinale agencée pour coopérer avec un bord latéral de la paroi. De préférence alors, la face longitudinale du poteau et le bord latéral correspondant de la paroi présentent des reliefs de formes complémentaires s'étendant longitudinalement. Comme précédemment, ceci permet de répartir les contraintes mécaniques sur le poteau et la paroi et de limiter la circulation des gaz entre le poteau et la paroi. De préférence encore, en combinaison ou non avec la caractéristique précédente, la face longitudinale du poteau et le bord latéral correspondant de la paroi pré-sentent des moyens de liaison agencés pour autoriser un degré de liberté en rotation de la paroi autour d'un axe sensiblement vertical parallèle à la paroi. Ainsi les bords latéraux de la paroi ne sont pas encastrés, ce qui facilite sa déformation lors d'un incendie et limite l'apparition de contraintes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limita- tif de l'invention. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un ensemble coupe-feu conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue partielle en perspective et en coupe des moyens de liaison d'une paroi au bâtiment, - la figure 3 est une vue partielle en perspec- tive de deux parois associées à un poteau de liaison, - la figure 4 est une vue partielle en coupe selon le plan IV de la figure 2 de la liaison de deux parois à un poteau, - la figure 5 est une vue analogue à la figure 4 de la liaison de deux parois entre elles. L'ensemble coupe-feu selon l'invention est destiné à équiper un bâtiment 100. En référence aux figures, l'ensemble coupe-feu comprend des parois généralement désignées en 1 et des moyens de liaison au bâtiment des parois 1 en position sensiblement verticale. Chaque paroi 1 comporte deux faces principales 2 opposées, et présente lorsqu'elle est en position verticale un pied 3 et une partie supérieure 4. Le pied 3 de la paroi 1 comporte, parallèlement à un axe 5 sensiblement horizontal parallèle à la paroi (normal au plan de la feuille sur la figure 1), une sur-face d'appui 6 en portion de cylindre présentant en section transversale un contour convexe en arc de cercle. Chaque paroi 1 comprend des bords latéraux 11, 12 s'étendant verticalement lorsque la paroi 1 est en position verticale. Le bord latéral 11 est pourvu d'une rainure longitudinale 13 ayant une section en arc de cercle et le bord latéral 12 est pourvu d'un bourrelet longitu- dinal 14 ayant en coupe transversale un contour en arc de cercle de même rayon que celui de la rainure 13. Chaque paroi 1 est ici formée d'une plaque d'un béton classiquement employé pour la réalisation de murs coupe-feu et comportant deux nappes 15 de câbles de pré- contrainte 16 s'étendant longitudinalement dans la plaque parallèlement aux faces principales 2 et symétriquement de part et d'autre d'un plan neutre 17 de la plaque. Les câbles exercent sur la plaque une précontrainte longitudinale en compression. La plaque comprend également deux armatures métalliques en forme de treillis s'étendant chacune au voisinage d'une des nappes 15 (ces armatures, connues en elles-mêmes, ne sont pas représentées pour des raisons de clarté des figures). Pour la manutention, la plaque est pourvue de points d'ancrage permettant d'éri- ger la plaque. De préférence, on prévoit deux points d'ancrage dans la partie supérieure 4 et deux points d'ancrage à mi-longueur. Pour la manutention, on peut prévoir au moins deux points d'ancrage supplémentaires au niveau du pied 3 de la plaque. Chaque paroi 1 a ici une largeur de l'ordre de 2 à 3 mètres et une hauteur adaptée à la hauteur du bâti-ment (par exemple la hauteur du faîtage plus un dépasse-ment défini par les normes de sécurité). Le dimensionne-ment de chaque paroi 1 est réalisé de manière habituelle. A titre d'exemple une paroi 1 est large de 2 mètres et haute de 9 mètres. La paroi 1 a une épaisseur comprise par exemple entre 12 et 15 centimètres ou entre 18 et 20 centimètres selon la tenue au feu souhaitée. Les moyens de liaison de chaque paroi 1 au bâti- ment 100 sont agencés pour autoriser un degré de liberté en rotation du pied 3 de la paroi 1 autour de l'axe 5. Les moyens de liaison comportent une poutre inférieure 7 dont une face comporte une rigole 8 de forme complémentaire à la surface d'appui 6 du pied 3 de la pa- roi 1. La rigole 8 présente ainsi en section transversale un contour concave en arc de cercle. La poutre inférieure 7 est fixée au bâtiment pour reposer sur le sol du bâti-ment de telle façon que la rigole 8 soit orientée vers le haut. Les moyens de liaison comprennent deux poutres supérieures 9 ayant des extrémités destinées à être fixées au bâtiment de telle manière que les poutres supérieures 9 s'étendent parallèlement l'une à l'autre de part et d'autres de la partie supérieure 4 de la paroi 1. Les poutres supérieures 9 ont des faces 10 en regard pour coopérer avec les faces 2 de la paroi. Les faces 10 sont espacées d'une distance supérieure à l'épaisseur de la paroi 1 et présentent en section transversale un contour arrondi mâle. Les faces 10 peuvent également être planes. Des cales 27 en polyamide sont insérées entre les faces 10 des poutres supérieures 9 et les faces 2 des parois 1. D'autres matériaux fusibles aux températures rencontrées lors d'un incendie sont utilisables. Ainsi, les poutres 9 forment des butées qui four- nissent un appui aux faces 2 de la paroi 1 en partie su- périeure 4 de celle-ci. Les moyens de liaison sont ainsi agencés pour autoriser un degré de liberté en rotation du pied 3 de la paroi 1 autour de l'axe 5 sensiblement horizontal et pa- rallèle à la paroi en évitant un encastrement du pied 3 et en laissant libre un débattement de la partie supérieure 4 qui résulterait d'une flexion de la paroi autour d'un axe parallèle à l'axe 5. Les poutres supérieures 9 sont ici solidaires de poteaux généralement désigné en 18 fixés verticalement dans le bâtiment 100. Chaque poteau 18 comprend une âme 19 s'étendant sur toute la hauteur du poteau et des ailes 20 latérales s'étendant sur une partie de celle-ci seulement de telle manière que, lorsque le poteau 18 est en position verti- cale, l'âme 19 soit en saillie des ailes 20. L'âme 19 comprend deux faces longitudinales 21, 22 agencées pour coopérer avec les bords latéraux 11, 12 de parois 1 adjacentes. La face longitudinale 21 est pourvu d'un bourrelet longitudinal 24 ayant en coupe transversale un contour en arc de cercle de rayon légère-ment supérieur à celui de la rainure 13 et la face longitudinale 22 est pourvue d'une rainure longitudinale 23 ayant une section en arc de cercle de rayon légèrement inférieur à celui du bourrelet longitudinal 14 (voir la figure 4). Les ailes 20 ont des faces 25 en regard qui sont espacées d'une distance supérieure à l'épaisseur des parois 1 et qui divergent l'une par rapport à l'autre à l'opposé de l'âme 19. La partie supérieure des ailes 20 est pourvue de corbeaux externes 26 sur lesquels les poutres supérieures 9 sont destinées à reposer. Les poteaux 18, les poutres inférieures 7 et su- périeures 9 sont ici en béton armé précontraint. Lorsque les parois 1 sont montées dans la bâti-ment 100, le pied 3 des parois 1 repose sur la poutre inférieure 7 et la partie supérieure 4 des parois 1 est appui par les cales 27 sur les poutres supérieures 9. En cas d'incendie, les cales 27 fondent et les parois 1 peu-vent se déformer sous l'effet de la dilatation différentielle. La rotation du pied 3 de la paroi 1 est libre au-tour de l'axe 5 et la partie supérieure 4 est libre de se déplacer dans les limites fixées par l'écartement des poutres 8. La paroi 1 est ainsi simplement en appui au niveau de son pied 3 et de sa partie supérieure 4 de sorte que les déformations qu'elle subit engendrent peu ou pas d'excentrement de son centre de gravité. Lorsque deux parois 1 sont accolées, le bord la- téral 11 d'une des parois 1 est en regard du bord latéral 2860534 8 12 de l'autre paroi 1 et le bourrelet 14 est partielle-ment reçu dans la rainure 13. Des joints 28 peuvent être disposés entre les bord latéraux 11 et 12 (ces joints sont toutefois facultatifs). En cas d'incendie, si les parois 1 tendent à se déformer, le bourrelet 14 et la rainure 13 constituent des moyens de liaison agencés pour autoriser un degré de liberté en rotation des parois 1 autour d'un axe sensiblement vertical parallèle aux parois 1. En outre, les parois 1 se dilatent et écrasent un peu plus les joints 28 entre elles. Lorsque deux parois 1 sont accolées à un poteau 18, le bord latéral 11 d'une des parois 1 est en regard de la face 21 du poteau 18 et le bourrelet 24 est partiellement reçu dans la rainure 13 tandis que le bord la- téral 12 de l'autre paroi 1 est en regard de la face 22 du poteau 18 et le bourrelet 14 est partiellement reçu dans la rainure 23. En cas d'incendie, si les parois 1 tendent à se déformer, le bourrelet 14 et la rainure 23 d'une part et le bourrelet 24 et la rainure 13 d'autre part constituent des moyens de liaison agencés pour autoriser un degré de liberté en rotation des parois 1 autour d'un axe sensiblement vertical parallèle aux paroi 1. Les faces 25 divergentes laissent libres les déformations des parois 1. Le bourrelet 14 et la rainure 23 d'une part et le bourrelet 24 et la rainure 13 d'autre part constituent également des moyens d'étanchéité faisant obstacle ou tout au moins entravant la circulation des gaz d'un côté des parois 1 à l'autre. Les ailes 20 des poteaux 18 ne s'étendant pas sur toute la hauteur des parois 1, les ailes 20 ne gênent pas les mouvements de la partie supérieure 4 des parois 1 dus à la rotation du pied 3 de celles-ci autour de l'axe horizontal 5. Les degrés de liberté de la paroi en rotation au-tour d'un axe vertical permettent d'éviter des concentra- tions importantes de contraintes au niveau des liaisons verticales des parois 1 entre elles ou au bâtiment 100. On notera toutefois que, lors d'un incendie, les parois 1 adjacentes au poteau 18 peuvent néanmoins présenter une concentration de contraintes, quoique limitée, au voisi- nage de leur bord en contact avec le poteau 18. Pour per-mettre à chacune de ces parois 1 adjacentes au poteau 18 de supporter ces contraintes, on peut prévoir un ferraillage adapté dans cette zone de la paroi. Ce ferraillage est calculé de façon classique dans le domaine des ouvrages en béton armé en fonction du niveau et de la localisation des contraintes. Ce ferraillage adapté peut par exemple consister en des treillis métalliques d'armature supplémentaire disposés dans la paroi 1, sur la moitié de la largeur de celle-ci du côté du bord en question et sur une hauteur déterminée. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des va-riantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. En particulier, l'agencement des moyens de liai-son pour autoriser un degré de liberté en rotation du pied de la paroi autour de l'axe sensiblement horizontal parallèle à la paroi peut constituer un appui simple ou une liaison rotule; et peut résulter d'une inversion cinématique du mode de réalisation décrit. En outre, la surface d'appui 6 en portion de cylindre peut présenter en section transversale un contour courbe non circulaire ou en biseau ou plus généralement tout forme permettant un appui sensiblement linéaire. La paroi peut reposer directement sur le sol du bâtiment, ce sol étant plan au niveau de la zone d'appui ou une rigole ayant été ménagée directement dans le sol du bâtiment. Les moyens de liaison horizontale peuvent ainsi avoir une autre forme que celle décrite et par exemple 2860534 10 résulter d'un appui simple de la paroi et peuvent être utilisés indépendamment des moyens de liaison verticale (liaison des parois aux faces longitudinales des poteaux). Le maintien en position verticale est alors assu- ré par l'appui de la partie supérieure des parois sur des butées telles que les poutres supérieures 9. Les butées en partie haute de la paroi peuvent également être formées par les flancs d'une rainure ménagée dans deux murs opposés du bâtiment ou entre des cor- beaux solidaires de ceux-ci pour recevoir avec jeu les bords verticaux de la paroi. Les parois conformes à l'invention peuvent être utilisées pour cloisonner l'intérieur d'un bâtiment mais également en façade d'un bâtiment comme écran thermique pour limiter, en cas d'incendie dans le bâtiment, la diffusion de chaleur vers l'extérieur du bâtiment. REVENDICATIONS 1. Ensemble coupe-feu pour bâtiment, comprenant au moins une paroi (1) et des moyens de liaison (6, 7, 8, 9) au bâtiment de la paroi en position sensiblement verticale, caractérisé en ce que les moyens de liaison sont agencés pour autoriser un degré de liberté en rotation d'un pied (3) de la paroi autour d'un axe (5) sensible-ment horizontal parallèle à la paroi. 2. Ensemble coupe-feu selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pied (3) de la paroi (1) comporte parallèlement audit axe (5) une surface d'appui (6) en portion de cylindre. 3. Ensemble coupe-feu selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de liaison (6, 7, 8, 9) comportent une rigole (8) de forme complémentaire à la surface d'appui (6) du pied (3) de la paroi (1). 4. Ensemble coupe-feu selon la revendication 3, caractérisé en ce que la rigole (8) est ménagée le long d'une poutre inférieure (7). 5. Ensemble coupe-feu selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de liaison (6, 7, 8, 9) comprennent des butées (9) pour fournir un appui aux fa-ces (2) de la paroi (1) en partie supérieure (4) de celle-ci. 6. Ensemble coupe-feu selon la revendication 5, caractérisé en ce que les butées comprennent deux poutres supérieures (9) parallèles et espacées d'une distance supérieure à l'épaisseur de la paroi (1), les poutres ayant des faces (10) en regard pour coopérer avec les faces (2) de la paroi. 7. Ensemble coupe-feu selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites faces (10) des poutres su- périeures (7) présentent en section transversale un con-35 tour convexe courbe. 8. Ensemble coupe-feu selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce que des cales fusibles (27) sont intercalées entre les poutres supérieures (9) et les faces (2) de la paroi (1). 9. Ensemble coupe-feu selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux parois (1) ayant des bords latéraux (11, 12) en regard présentant des reliefs de formes complémentaires (13, 14) s'étendant longitudinalement le long des bords latéraux. 10. Ensemble coupe-feu selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un poteau (18) vertical comportant au moins une face longitudinale (21, 22) agencée pour coopérer avec un bord latéral (11, 12) de la paroi (1). 11. Ensemble coupe-feu selon la revendication 10, caractérisé en ce que la face longitudinale (21, 22) du poteau (18) et le bord latéral (11, 12) correspondant de la paroi (1) présentent des reliefs de formes complémentaires (23, 24, 13, 14) s'étendant longitudinalement. 12. Ensemble coupe-feu selon la revendication 10, caractérisé en ce que la face longitudinale (21, 22) du poteau (18) et le bord latéral (11, 12) correspondant de la paroi (1) présentent des moyens de liaison (23, 24, 13, 14) agencés pour autoriser un degré de liberté en ro- tation de la paroi autour d'un axe sensiblement vertical parallèle à la paroi. 13. Ensemble coupe-feu selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi (1) est formée d'une plaque de béton comprenant deux nappes (15) de câbles de précontrainte (16) s'étendant longitudinalement dans la plaque parallèlement aux faces principales de celle-ci et symétriquement de part et d'autre d'un plan neutre (17) de la plaque.