Brevet FR3006698A1 — publié le 20141212

Dalle pour plancher et plancher comprenant une telle dalle DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne les dalles pour 5 plancher permettant la circulation de personnes, et les planchers comprenant de telles dalles. ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION La réglementation en matière de sécurité incendie, notamment celle applicable dans les bâtiments destinés à 10 recevoir du public, impose des exigences strictes à respecter. A cette fin, deux critères peuvent être évalués : la réaction au feu et la résistance au feu, codifiées toutes deux aussi bien sur le plan national que européen. 15 La réaction au feu est la représentation d'un matériau en tant qu'aliment du feu (combustibilité, inflammabilité), définie par le classement M en France et par le classement euroclasses Ax sx dx en Europe. La résistance au feu est le temps durant lequel 20 l'élément de construction joue son rôle de limitation de la propagation. La présente invention a pour but de proposer une dalle qui résiste bien au feu. Comme indiqué ci-dessus, la résistance au feu 25 indique le temps durant lequel, lors d'un feu, un élément de construction (paroi, plancher, plafond, porte, etc.) conserve ses propriétés physiques et mécaniques. Ce matériau est classifié dans trois catégories : - résistance mécanique ou force portante ; 30 - étanchéité aux flammes et aux gaz chauds ; et - isolation thermique. La classification française distingue ainsi trois catégories : - stable au feu SF : l'élément de construction 35 conserve, durant le temps indiqué, ses capacités de portance et d'auto-portance ; - pare-flammes PF : l'élément est stable au feu et évite, durant le temps indiqué, la propagation, du côté non sinistré, des gaz de combustion et des fumées ; et - coupe-feu CF : l'élément est pare-flammes et évite, durant le temps indiqué, la propagation de la chaleur du côté non sinistré. L'isolation thermique correspond à un maximum de 180°C en un point précis, et de 140 °C sur l'ensemble de la 10 surface (une porte par exemple). Les critères SF, PF, et CF sont notés en fractions d'heures (1/4h, 1/2h, 3/4h, 1h, 1h1/2, 2h, 3h, 4h, 6h). Par exemple, « SF 2h » signifie stable au feu pendant 2 heures. Les euroclasses de résistance au feu distinguent 15 également trois classes : - R : résistance mécanique ou stabilité - E : étanchéité aux gaz et flammes - I : isolation thermique (forcément utilisé en complément d'une classification R ou E) 20 Ces lettres sont suivies de deux ou trois chiffres donnant le temps de résistance en minutes. Par exemple, « REI 120 » signifie coupe-feu pendant 120 minutes. On connaît des matériaux intumescents qui gonflent sous l'action de la chaleur pour former une mousse 25 microporeuse isolante appelée « meringue ». Elle protège les supports contre les flammes, limite la propagation de l'incendie et retarde l'élévation de la température des matériaux. Cependant, ces matériaux sont lourds et très 30 coûteux, donc leurs modes d'utilisation habituels sont mal adaptés à la protection incendie des dalles. La présente invention a pour but de pallier cet inconvénient. OBJETS DE L'INVENTION 35 A cet effet, l'invention a pour objet une dalle comprenant: - une plaque supérieure de circulation adaptée pour former un élément de plancher permettant la circulation de personnes, la plaque supérieure étant 5 adaptée pour laisser passer la lumière ; - une plaque inférieure translucide formant barrière thermique ; - une couche intumescente adaptée pour augmenter de volume à partir d'une température prédéterminée, 10 disposée entre les plaques supérieure et inférieure, la couche intumescente étant adaptée pour laisser passer la lumière ; et - un espace d'expansion entre les plaques supérieure et inférieure, l'espace d'expansion étant adapté 15 pour permettre l'expansion de la couche intumescente. Grâce à ces dispositions, il est possible d'utiliser une couche intumescente de faible degré de résistance au feu et de faible épaisseur, et donc de poids et de coût réduits, et d'obtenir au final une dalle légère 20 et peu coûteuse et dont le degré de résistance au feu est multiplié au moins par trois. Dans divers modes de réalisation de la dalle selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : 25 - la plaque inférieure comprend une sous-couche en verre et une sous-couche en marbre fixées l'une à l'autre ; - la sous-couche en verre et la sous-couche en marbre présentent chacune une épaisseur comprise entre 4 et 10 mm ; 30 - l'espace d'expansion comporte une première zone d'expansion entre la couche intumescente et la plaque supérieure, et une deuxième zone d'expansion entre la couche intumescente et la plaque inférieure ; - chaque zone d'expansion présente une épaisseur 35 au moins égale à 3 mm ; - la plaque supérieure comprend au moins trois sous-couches en verre ; - la couche intumescente est en verre et présente une épaisseur comprise entre 10 et 50 mm ; et - la dalle présente une épaisseur totale comprise entre 50 et 100 mm. L'invention a également pour objet un plancher comprenant une ossature de support et une pluralité de dalles telles que décrites précédemment fixées sur l'ossature de support. Dans divers modes de réalisation du plancher selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - l'ossature de support comprend un maillage de 15 profilés métalliques et un dispositif d'isolation thermique entourant les profilés ; - le dispositif d'isolation thermique comprend au moins un bloc isolant en fibrosilicate ; et - le dispositif d'isolation thermique comprend au 20 moins un élément chosi parmi une bande intumescente et une peinture intumescente. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un de ses modes de réalisation, 25 donné uniquement à titre d'exemple non limitatif en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la Figure 1 est une vue en coupe verticale transversale d'une partie d'une dalle selon l'invention ; - la Figure 2 est une vue de dessus de la dalle de 30 la Figure 1 ; et - la Figure 3 est une vue en coupe verticale transversale d'une partie d'un plancher selon l'invention. DESCRIPTION PLUS DETAILLEE Sur les différentes Figures, les mêmes références 35 désignent des éléments identiques ou similaires. La Figure 1 illustre une partie d'une dalle 10 selon l'invention. Dans tout ce qui suit, les termes de position et d'orientation utilisés tels que « au-dessus », « en- dessous », « vertical », « horizontal », « longitudinal », « transversal », etc. s'entendent par rapport au repère XYZ indiqué sur la Figure 1 dans lequel : - l'axe X est l'axe longitudinal ; - l'axe Y est l'axe transversal ; et - l'axe Z est l'axe vertical. La dalle 10 comprend une plaque supérieure 12, une plaque inférieure 14, une couche intermédiaire 16 disposée entre les plaques supérieure 12 et inférieure 14, et un espace d'expansion 18 entre les plaques supérieure 12 et inférieure 14. La plaque supérieure 12 est une plaque de circulation adaptée pour former un élément de plancher permettant la circulation de personnes. En particulier, la plaque supérieure 12 peut être 20 adaptée pour résister à une charge d'au moins 500 kg/m2, la charge maximum dépendant des dimensions de la dalle 10. La plaque supérieure 12 est adaptée pour laisser passer la lumière c'est-à-dire qu'elle peut être translucide ou transparente. 25 La plaque supérieure 12 comprend au moins trois sous-couches 20 en verre. Le nombre de sous-couches est déterminé par les normes relatives aux dalles de plancher. Ainsi, selon le pays considéré, la composition de la plaque supérieure 12 peut être très variable, allant par exemple 30 d'un simple feuilleté de 6+6 mm à un tri-feuilleté tel qu'imposé en France. Dans l'exemple décrit ici, la plaque supérieure 12 est une plaque tri-feuilletée et comprend exactement trois sous-couches 20 empilées les unes sur les autres, dont une 35 sous-couche supérieure 20A, une sous-couche intermédiaire 20B et une sous-couche inférieure 20C. Chaque sous-couche 20A, 20B, 20C peut être en verre extra blanc trempé. La sous-couche supérieure 20A peut présenter une 5 épaisseur selon l'axe vertical Z comprise entre 5 et 7 mm, par exemple sensiblement égale à 6 mm. Les sous-couches intermédiaire 20B et inférieure 20C peuvent présenter une épaisseur comprise entre 7 et 9 mm, par exemple sensiblement égale à 8 mm. Comme décrit 10 précédemment en rapport avec le nombre de sous-couches de la plaque supérieure 12, l'épaisseur des sous-couches ainsi que leur traitement (trempé, recuit, etc.) sont imposés par les normes nationales relatives aux dalles de plancher. Les sous-couches 20A, 20B, 20C peuvent par exemple 15 être fixées les unes aux autres par deux films incolores 22 en PVB (PolyVinyle de Butyral). Les films incolores 22 peuvent notamment présenter chacun une épaisseur comprise entre 0,70 et 0,80 mm, par exemple sensiblement égale à 0,76 mm. 20 En variante, il est bien entendu possible de prévoir plus de deux films incolores 22, par exemple trois ou quatre. La sous-couche supérieure 20A comprend un rainurage 24 comportant une pluralité de rainures 26 longitudinales 25 et transversales usinées sur la surface supérieure 28 de la dalle 10. Les rainures 26 présentent un profil en V de profondeur selon l'axe vertical Z comprise entre 0,5 et 2,5 mm, par exemple sensiblement égale à 1 mm. 30 Les rainures transversales et longitudinales 26 s'étendent respectivement selon l'axe longitudinal X et transversal Y sur une distance D1 comprise notamment entre 8 et 9 mm, par exemple sensiblement égale à 8,6 mm, et respectivement selon l'axe transversal Y et longitudinal X 35 sur toute la longueur de la dalle 10. Les rainures 26 transversales, respectivement longitudinales, peuvent être espacées les unes des autres d'une distance D2 comprise entre 25 et 35 mm, par exemple sensiblement égale à 31 mm. Comme illustré sur la Figure 2, les rainures 26 forment ainsi un motif décoratif 30 carré qui se répète régulièrement sur toute la surface supérieure 28 de la dalle 10. En variante, les rainures 26 peuvent présenter un 10 profil quelconque, par exemple en U ou en W. En variante, la dalle 10 peut comprendre un motif décoratif quelconque. Elle peut également ne pas comprendre de motif du tout. En variante, la surface supérieure 28 de la dalle 15 10 peut recevoir un traitement sablé ou dépoli, une gravure, une sérigraphie, etc. En variante, la plaque supérieure 12 peut être monocouche ou bicouche. En référence à la Figure 1, la plaque inférieure 14 20 est une plaque translucide formant barrière thermique. La plaque inférieure 14 peut comprendre une première sous-couche 32 en verre et une deuxième sous-couche 34 en marbre fixées l'une à l'autre, notamment par soudo-collage. La fixation par soudo-collage présente 25 l'avantage de ne pas introduire de matériau intercalaire tel qu'un film PVB qui a tendance à jaunir avec le temps et surtout qui fournit un apport calorifique car il est combustible. La première sous-couche 32 est en verre extra blanc 30 et permet de rigidifier la plaque inférieure 14. Le marbre utilisé pour la deuxième sous-couche 34 est par exemple du marbre de Thassos. La sous-couche en verre 32 et la sous-couche en marbre 34 présentent chacune une épaisseur comprise entre 4 35 et 10 mm, par exemple sensiblement égale à 6 mm. Dans le mode de réalisation décrit ici, la sous-couche en verre 32 est disposée au-dessus de la sous-couche en marbre 34. En variante, l'inverse est possible, c'est-à-dire 5 que la sous-couche en marbre 34 peut être disposée au-dessus de la sous-couche en verre 32. En variante encore, la sous-couche en marbre 34 peut être remplacée par une sous-couche en granit. Dans ce cas, la sous-couche en granit présente une épaisseur 10 inférieure à 2 mm, par exemple sensiblement égale à 1 mm. L'épaisseur de la deuxième sous-couche 34 en marbre ou en granit est choisie suffisamment fine de manière à assurer un aspect translucide, mais pas trop fine de manière à garantir une rigidité suffisante et une bonne 15 résistance au feu. La couche intermédiaire 16 est une couche intumescente adaptée pour augmenter de volume à partir d'une température prédéterminée. La couche intumescente 16 est adaptée pour laisser 20 passer la lumière c'est-à-dire qu'elle peut être translucide ou transparente. La couche intermédiaire 16, appelée par la suite couche intumescente 16, est en verre et présente une épaisseur comprise entre 10 et 50 mm, par exemple 25 sensiblement égale à 18 mm. Le verre utilisé pour la couche intumescente 16 est un verre coupe-feu 30 minutes (dit « CF 1/2h » selon la classification française), par exemple le verre commercialisé sous la marque Pyrostop®. 30 Ainsi, lorsque la température locale de la couche intumescente 16 atteint la température de déclenchement du gel intumescent qui la constitue (par exemple entre 450 et 550 °C), la couche intumescente 16 commence mousser et gonfle. 35 En variante, le verre utilisé pour la couche intumescente 16 peut être un verre coupe-feu de degré supérieur, par exemple CF 2h, CF 3h, CF 4h ou plus. L'espace d'expansion 18 est adapté pour permettre l'expansion de la couche intumescente 16. L'espace d'expansion 18 comporte une première zone d'expansion 36 entre la couche intumescente 16 et la plaque supérieure 12, et une deuxième zone d'expansion 38 entre la couche intumescente 16 et la plaque inférieure 14. Chaque zone d'expansion 36, 38 présente une 10 épaisseur au moins égale à 3 mm, par exemple sensiblement égale à 4 mm. Pour créer les zones d'expansion 36, 38, la dalle 10 comprend deux entretoises périphériques 40 translucides ou transparentes , et fixées respectivement sur la couche 15 intumescente 16 et sous la sous-couche inférieure 20C, et sous la couche intumescente 16 et sur la sous-couche en verre 32. Chaque entretoise 40 comporte une cale 42 en verre extra blanc et d'épaisseur au moins égale à 3 mm, par 20 exemple sensiblement égale à 4 mm. Les cales 42 sont fixées respectivement sur la sous-couche inférieure 20C et la sous-couche en verre 32, notamment par soudo-collage. Chaque entretoise 40 comporte en outre un joint 25 d'étanchéité 44 translucide ou transparent et d'épaisseur sensiblement égale à 1 mm, disposé entre la couche intumescente 16 et la cale 42 respective. Le joint d'étanchéité 44 est un joint souple possédant des propriétés absorbantes des vibrations, 30 permettant ainsi d'étanchéifier les zones d'expansion 36, 38, notamment à l'encontre de l'eau et des poussières, mais également de reprendre les charges d'exploitation de la dalle. Les entretoises 40 présentent une largeur L1 35 comprise entre 25 et 50 mm, par exemple sensiblement égale à 30 mm. La largeur L1 peut être diminuée ou augmentée en fonction des charges à reprendre et/ou de la dimension et de la forme de la dalle 10. Les arrêtes de ces entretoises sont de préférence arrondies pour éviter de créer des amorces de rupture du verre. Les entretoises 40 permettent donc non seulement l'expansion de la couche intumescente 16 sans la brider, mais permet également de reprendre les charges d'exploitation de la dalle. La dalle 10 possède ainsi une épaisseur totale E comprise entre 50 et 100 mm, dans l'exemple décrit ici sensiblement égale à 65 mm. En outre, la dalle 10 présente une forme carrée de côté compris entre 350 et 500 mm, dans l'exemple décrit ici 15 sensiblement égal à 430 mm. En variante, la dalle 10 peut présenter une forme quelconque, par exemple rectangulaire, triangulaire, octogonale, etc. La Figure 3 illustre une partie d'un plancher 50 20 selon l'invention. Le plancher 50 comprend une pluralité de dalles 10 et une ossature de support 52 sur laquelle sont fixées les dalles 10. L'ossature de support 52 comprend un maillage de 25 profilés métalliques 54 et un dispositif d'isolation thermique 56 entourant les profilés 54. Les profilés métalliques 54 comprennent des fers T en acier, dont des fers T longitudinaux 54A (non représentés) qui s'étendent selon l'axe X et des fers T 30 transversaux 54B qui s'étendent selon l'axe Y. Les fers T 54A, 54B sont fixés les uns aux autres de manière à former entre eux des logements 57 adaptés chacun pour recevoir une dalle 10. Le dispositif d'isolation thermique 56 comprend un 35 capot 58, au moins un bloc isolant 60 et une bande intumescente 62. Le capot 58 présente une forme en U et est réalisé, dans l'exemple décrit ici, en Aluzinc®, ce qui permet de garantir une bonne tenue à la corrosion et d'avoir un rôle 5 de retardateur de feu. Le capot 58 présente une largeur L2 comprise entre 60 et 80 mm, par exemple sensiblement égale à 70 mm. Trois blocs isolants 60 en fibrosilicate, par exemple en Fibrodice MS®, sont prévus dans le capot 58 pour 10 isoler thermiquement les fers T 54A, 54B. Plus précisément, un bloc isolant central 60A est fixé, notamment par collage, dans le fond du capot 58 et deux blocs isolants latéraux 60B sont fixés, notamment par collage, contre l'intérieur des ailes 64 du capot en U 58. 15 La colle à utiliser pour ces collages est une colle ayant des propriétés de tenue et de réaction au feu et garantissant l'utilisation à froid, par exemple la colle « LUX-2008-1 » fournie par la société Luxinov. Les blocs latéraux 60B sont espacés du bloc central 20 60A de manière à pouvoir y insérer des cornières métalliques 66, notamment en Aluzinc®, servant à la fixation du dispositif d'isolation thermique 56 sur les fers T 54A, 54B. En particulier, le capot 58 et les blocs latéraux 25 60B sont vissés sur les cornières 66 qui sont elles-mêmes collées sur les ailes 68 des fers T 54A, 54B. Un exemple de colle utilisable à cet effet est la colle « LUX-2010-MM » fournie par la société Luxinov. La bande intumescente 62 est fixée, notamment 30 collée, sur les cornières 66. Par exemple, la bande intumescente 62 est du type Flexilodice. En variante, le dispositif d'isolation thermique 56 des fers T 54A, 54B peut comprendre une peinture 35 intumescente appliquée notamment sur la face externe du capot 58. Les dalles10 sont centrées dans les logements 57 et disposées sur les bandes intumescentes 62. L'intervalle I entre chaque dalle est compris entre 5 8 et 15 mm, par exemple sensiblement égal à 9 mm. L'intervalle I est choisi en fonction de la section du fer T utilisé, des charges appliquées et de l'aspect esthétique recherché. Cet intervalle est comblé par un tamis moléculaire 10 70 servant également de fond de joint, par exemple de la poudre de silice, permettant absorber l'humidité et de garantir l'étanchéité aux fumées en cas d'incendie. Un joint de finition et d'étanchéité 72 en silicone neutre recouvre le tamis moléculaire et est traité afin de 15 reproduire la rainure 26, garantissant ainsi l'étanchéité entre les dalles et l'homogénéité du motif décoratif 30 dalles(Figure 2). En variante, le joint 72 peut être remplacé par des inserts métalliques étanches en inox, des barrettes de 20 LEDs, d'autres matériaux tels que le cuivre, le laiton, le bois, etc. L'invention propose donc une dalle verrière multicouche CF 1h1/2 de faible épaisseur et un plancher verrier multicouche CF 1h1/2 qui sont légers et peu 25 coûteux. En effet, la plaque en marbre/verre agit comme une barrière à la chaleur, le marbre accumulant la chaleur et la restituant petit à petit à la couche intumescente, permettant de ce fait de retarder le déclenchement du 30 gonflement et donc l'action coupe-feu de la couche intumescente CF 1/2h. Il est alors possible d'utiliser des couches intumescentes de moindre épaisseur et donc de moindres poids et coût. 35 Comme décrit ici, avec une couche intumescente CF 1/2h, il est ainsi possible d'obtenir une dalle CF 1h1/2, soit 3 fois le degré coupe-feu de la couche intumescente. En outre, la plaque en marbre/verre apporte à la dalle un aspect esthétique inédit et participe à une 5 diffusion tamisée de la lumière au travers de la dalle translucide. Par ailleurs, l'assemblage des différents éléments verriers de la dalle par soudo-collage permet de ne pas introduire d'éléments supplémentaires et donc d'avoir des 10 éléments verriers monolithiques. De plus, le dispositif d'isolation thermique permet de protéger du feu l'ossature de support du plancher et participe de ce fait à garantir le degré CF 1h1/2 du plancher. 15 Les verres utilisés pour les différentes couches de la dalle peuvent être quelconques, par exemple des verres à opacité variable, des verres à couches métalliques, des verres spéciaux divers, etc. De la même façon, l'épaisseur et le traitement des 20 différentes couches en verre peuvent être quelconques (verres float, verres colorés, verres trempés, verres semitrempés, verres sérigraphiés, etc.). Toutes les dimensions données dans la présente description sont purement illustratives et il est entendu 25 que l'homme du métier saura les modifier en fonction des dimensions et des propriétés coupe-feu qu'il souhaite obtenir. Liste des références numériques 30 10 dalle 12 plaque supérieure 14 plaque inférieure 16 couche intumescente 18 espace d'expansion 35 20 sous-couche 20A sous-couche supérieure 20B sous-couche intermédiaire 20C sous-couche inférieure 22 film incolore 24 rainurage 26 rainure 28 surface supérieure 30 motif décoratif 32 première sous-couche 34 deuxième sous-couche 36 première zone d'expansion 38 deuxième zone d'expansion 40 entretoise 42 cale 44 joint d'étanchéité 50 plancher 52 ossature de support 54 profilé métallique 54A fer T longitudinal 54B fer T transversal 56 dispositif d'isolation thermique 57 logement 58 capot 60 bloc isolant 60A bloc isolant central 60B bloc isolant latéral 62 bande intumescente 64 aile du capot 66 cornière métallique 68 aile du fer T 70 tamis moléculaire 72 joint de finition et d'étanchéité REVENDICATIONS1. Dalle (10) comprenant: - une plaque supérieure (12) de circulation 5 adaptée pour former un élément de plancher permettant la circulation de personnes, la plaque supérieure (12) étant adaptée pour laisser passer la lumière ; - une plaque inférieure (14) translucide formant barrière thermique ; 10 - une couche intumescente (16) adaptée pour augmenter de volume à partir d'une température prédéterminée, disposée entre les plaques supérieure et inférieure (12, 14), la couche intumescente (16) étant adaptée pour laisser passer la lumière ; et 15 - un espace d'expansion (18) entre les plaques supérieure et inférieure (12, 14), l'espace d'expansion (18) étant adapté pour permettre l'expansion de la couche intumescente (16). 2. Dalle (10) selon la revendication 1, dans 20 laquelle la plaque inférieure (14) comprend une sous-couche en verre (32) et une sous-couche en marbre (34) fixées l'une à l'autre. 3. Dalle (10) selon la revendication 2, dans laquelle la sous-couche en verre (32) et la sous-couche en 25 marbre (34) présentent chacune une épaisseur comprise entre 4 et 10 mm. 4. Dalle (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle l'espace d'expansion (18) comporte une première zone d'expansion (36) entre la 30 couche intumescente (16) et la plaque supérieure (12), et une deuxième zone d'expansion (38) entre la couche intumescente (16) et la plaque inférieure (14). 5. Dalle (10) selon la revendication 4, dans laquelle chaque zone d'expansion (36, 38) présente une 35 épaisseur au moins égale à 3 mm. 6. Dalle (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle la plaque supérieure (12) comprend au moins trois sous-couches en verre (20, 20A, 20B, 20C). 7. Dalle (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle la couche intumescente (16) est en verre et présente une épaisseur comprise entre 10 et 50 mm. 8. Dalle (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, présentant une épaisseur totale (E) comprise entre 50 et 100 mm. 9. Plancher (50) comprenant une ossature de support (52) et une pluralité de dalles (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 fixées sur l'ossature de support (52). 10.Plancher (50) selon la revendication 9, dans lequel l'ossature de support (52) comprend un maillage de profilés métalliques (54) et un dispositif d'isolation thermique (56) entourant les profilés (54). 11.Plancher (50) selon la revendication 10, dans lequel le dispositif d'isolation thermique (56) comprend au moins un bloc isolant (60, 60A, 60B) en fibrosilicate. 12.Plancher (50) selon la revendication 10 ou 11, dans lequel le dispositif d'isolation thermique (56) 25 comprend au moinsun élément choisi parmi une bande intumescente (62) et une peinture intumescente.