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"Ossature de cloison pare-feu"
L'invention se rapporte à la construction des cloisons comprenant des montants, traverses et autres éléments d'ossature analogues, assurant le maintien de panneaux ot autres structure s de remplissage, et concerne plus particulièrement une nouvelle ossature pour cloison du type pare-feu satisfaisant aux normes réglementaires pour la construction des immeubles de grande hauteur.
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S'il est relativement facile de conférer aux panneaux de remplissage d'excellentes propriétés d'isolation, il est par contre difficile d'éviter que leur ossature, formée d'élé- ments nécessairement rigides et le plus souvent métalliques, constitue un shunt thermique et acoustique créant localement des lignes de faiblesse dans l'isolation,
L'invention vise précisément à la réalisation d'une ossature notamment pour cloison pare-feu, dont les éléments présentent par construction des caractéristiques d'isolation semblables à celles des panneaux de remplissage, pour ainsi permettre la réalisation de cloisons susceptible d'assurer ef- ficacement leur fonction de coupe-feu durant une heure au moins en cas d'incendie d'un local de charge thermique 25 kilo... calories par mètre carré,
la différence des températures sur les deux faces de la cloison étant de l'ordre de 400 C.
Conformément à une caractéristique essentielle de l'inven- tion, les éléments de l'ossature de la cloison précitée sont essentiellement constitués d'un profilé à section en forme générale de Z inscrite dans un rectangle, et de préférence un carré, dont chaque face présente au voisinage de ses arêtes deux portées extérieures longitudinales, et de pare-closes fixées sur deux faces opposées dudit profilé, de préférence avec interposition d'une bande de matériau isolant,
Selon d'autres caractéristiques de l'invention, l'épaisseur de la section en Z du profilé précité est sensiblement constante, et les faces dudit profilé correspondantes aux branches paral- lèles de sa section présentent un retrait médian séparant les deux portées précitées.
Les deux portées précitées de chaque face du profilé en Z précité sont de préférence de largeur totale sensiblement égale au tiers de celle de ladite face,
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Les pare-closes précitées sont de préférence fixées sur les faces du profilé en Z précité perpendiculaires aux branches parallèles de sa section,
Il apparaît immédiatement qu'une ossature de cloison conforme à l'invention présente une très faible conductibilité thermique transversale, en raison de la configuration parti- culière du profilé utilisé, de la faible étendue des contacts entre les pare-closes et ledit profilé, de la disposition , relative préférée de ces dernières et enfin de l'éventuelle interposition d'un matériau isolant ;
en outre, un élément d'ossature conforme à l'invention comporte des canaux intérieurs longitudinaux isolés les uns des autres par les branches du profilé, lesdits canaux constituant d'une part des matelas d'air propices à l'isolation tant acoustique que thermique, et pouvant d'autre part en cas d'incendie faire office de cheminées de ventilation à l'intérieur de l'ossature, pour ainsi réduire le risque d'apparition de pointschauds. Par ailleurs, un élément d'ossature conforme à l'invention présente une excellente rigidité mécanique, puisqu'il peut être assimilé à un tube de section rectangulaire entretoisé par une cloison diagonale.
Enfin, la facilité d'accès aux canaux sua-mentionnés par simple dépose d'une pare-olose, permet de les utiliser pour le passage de lignes électriques, téléphoniques ou d'autres conduits, dont la vérification et l'entretien ne posent aucun problème d'accessibilité.
Conformément à d'autres caractéristiques de l'invention, les pare-closes précitéessont constituées d'un profilé à âme plate, de largeur au moins égale à celle des faces du profilé en Z précité et dont les rebords nt conformés pour permettre l'encastrement des panneaux précités, lesdites pare-doses étant avantageusement fixées sur ledit profilé au moyen de vis,
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boulons, ou analogues, ou éventuellement de clips élastiques.
Il apparatt ainsi que l'ossature conforme à l'invention est de très faible coût, compte tenu de ce que la fabrication du profilé et des pare-bloses peut être effectuée par simple pliage de bandes de tôle ou bien par extrusion, et de ce que leur montage peut être facilement assuré par un personnel sans qualification particulière, pourvu d'un outillage sommaire,
Bien entendu, l'ossature conforme 4 l'invention peut comporter divers éléments accessoires, permettant par exemple l'assemblage des montants et traverses, le montage de panneaux de remplissage transversaux et de semelles d'appui au sol ou plafond, ainsi que des éléments complémentaires, tels que des boudins d'étanchéité ou des profilés de parements ;
.Selon une autre caractéristique de la présente invention, la cloison précitée prend appui sur le sol, le plafond ou autre structure rigide concernée par l'intermédiaire de butées élastiques interdisant tout déplacement de ladite cloison hors de son plan et dont l'action élastique est supprimée, ou au moins fortement réduite, au-.dessus d'une température déter- minée.
,Ainsi, en cas d'élévation anormale de la température, résultant par exemple d'un incendie, la cloison reste maintenue en place, mais est libre de se dilater dans son propre plan, de sorte qu'aucune contrainte appréciable n'est exercée sur les panneaux de remplissage de la cloison, dont la rupture et/ou le désencastrement par flambage ou bombement sont ainsi évités ; de la sorte, la cloison pare-feu garde toute son efficacité.
En outre et comme il est bien connu, le montage élastique de la cloison améliore ses propriétés d'isolation acoustiques dans les conditions normales.
Les butées élastiques précitées comprennent un organe
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dont les propriétés mécaniques et/ou la forme sont sensiblement modifiées au-dessus de la température précitée, ledit organe pouvant être conetitué soit par un ressort ou autre élément perdant ses propriétés élastiques au-dessus de ladite tempéra- pure, soit par un élément de transmission de force perdant sa rigidité au-dessus de cette température, soit enfin par un élément d'arrêt s'effaçant au-dessus de cette même température.
D'une manière avantageuse, les butées élastiques précitées permettent le réglage de l'appui de la cloison précitée.
Selon un mode de réalisation préféré, les butées élastiques précitées comprennent un écrou vissé sur une tige filetée et monté ooulissant dans une pièce de guidage sur laquelle il prend directement ou indirectement appui par l'intermédiaire d'un ressort ou autre élément élastique.
Compte tenu des dispositions qui précèdent, il apparaît immédiatement que dans ce mode de réalisation, l'organe précité peut être constitué par exemple,ou bien par le ressort, à cet ,effet réalisé en un acier de caractéristiques appropriés, ou bien par l'écrou, à cet effet réalisé par exemple en résine synthétique, ou encore par un élément de butée interposé entre le ressort et l'écrou ou la pièce de guidage, ledit élément étant susceptible de fluer, de se briser ou de s'effacer au- dessus de la température précitée.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention corrolaire des dispositions qui précèdent, les bandes de matériau isolant interposées entre le profilé et les pare-closes de chaque élément d'ossature précité sont pourvues de boutonnières longi- tudinales traversées par les vis, boulons, clips, ou autres organes de fixation desdites pare-closes sur ledit profilé.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description
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détaillée qui suit d'un exemple de réalisation non limitatif, illustré par les dessins annexés, sur lesquels : - les figures 1 et 2 représentent respectivement en section horizontale un montant courant et un montant d'angle d'une ossature de cloison conforme à l'invention; - la figure 3 illustre l'assemblage d'un montant et d'une traverse ; - la figure 4 illustre le montage d'une semelle d'appui au sol; - la figure 5 représente en coupe axiale une butée élas- tique conforme à la présente invention - la figure 6 est une vue en coupe transversale de la butée, indiquée par la ligne V-V sur la figure 5 - la figure 7 est une coupe transversale partielle d'un élément d'ossature de cloison ;
et - la figure 8 est une vue de face d'une bande de matériau isolant incorporée à l'élément d'ossature de la figure 3.
Le montant représenté en coupe horizontale sur la figure
1, est essentiellement constitué par l'assemblage d'un profilé et de deux pare-closes métalliques désignés dans leur ensemble par Z et P1, P2, respectivement, assurant le maintien de deux panneaux de remplissage R1, R2, en matériau isolant incombustible.
Le profilé Z, dont la section est de forme générale en Z et s'inscrit dans un carré, comporte une âme diagonale 10 et deux ailes parallèles 11, 12 ; la portion médiane de chacune des ailes parallèles 11, 12 est déprimée de manière 4 former sur sa face extérieure, un évidement longitudinal 13, 14, sépa- rant une portée 15,16 formée à la racine de ladite aile, d'une portée 15', 16', voisine de son extrémité libre ; ainsi, les faces du profilé Z correspondant à ses ailes parallèles 11, 12 présentent chacune deux portées espacées 15, 15', et 16, 16',
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situées le ong de ses arêtes, et de préférence dans un même plan perpendiculaire au plan médian de ladite aile.
D'une ma- nière similaire, les deux autres faces du profilé Z présentent des portées 17, 17' et 18, 18' de même disposition, les portées
17 et 18 étant constituées par des méplats formés à la jonotion de l'âme centrale 10 et des ailes 11, 12 du profilé, tandis queles portées 18',17', sont constituées par les rebords libres rabattus desdites ailes respectivement.
Les deux portées 15-15', 16-16',
17-17' et 18-18' d'uneme face du profilé présentent une lar- geur totale au plus égale au tiers de celle de la face concernée du profilé ; d'une manière avantageuse, les deux portées des quatre faces du profilé sont de même largeur et également espa- cées, afin que ledit profilé puisse être utilisé indifféremment dans l'une ou l'autre de ses deux orientations transversales possibles, celle représentée sur les dessins étant toutefois préférée pour des raisons qui apparaîtront ci-après ; d'une manière corollaire, toutes oes portées, ou au moins les portées 17-17' et 18-18' sont percées de trous 19-identiques et de même distribution relative, de façon à faciliter la fixation des pare-aloses P1 et P2.
Les pare-closes P1, P2 sont identiques et chacune cons- tituée d'un profilé métallique dont l'âme plate 20, de largeur supérieure à celle des faces du profilé Z, comporte des rebords rabattus, 21, 22, de hauteur sensiblement égale à la moitié de la différence entre la largeur dos faces dudit profilé et l'épaisseur des panneaux de remplissage R1, R2 ;
dans l'exemple de réalisation représenté, l'épaisseur des panneaux étant moindre , que la largeur du profilé, les pare-closes sont fixées aux deux @ faces opposées du profilé Z, de manière que leurs rebords 21,
22 se présentant en vis-à-vis. La fixation des pore-closes P1,
P2 sur le profilé Z peut être assurée par des boulons ou clips
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traversant les trous 19, mais de préférence et comme représenté, est assurée par des vis 23, engageant les trous 19, préalablement taraudés si besoin est, et dont la tête fraisée est noyée dans l'épaisseur de l'âme 20 de la pare-close.
Afin de réduire la conductibilité thermique de l'assemblage, une bande 24 en maté- riau isolant et incombustible, par exemple un tissu ou feutre d'amiante, est interposée entre chaque pare-close P1, P2 et la face concernée du profilé Z. Par ailleurs, un cache-vis 25 ou autre parement de nature indifférente, peut être fixé, par exemple par oollage, sur la face apparente de chacune des pare- doses.
Le mode de fixation des pare-closes qui vient d'être décrit a pour avantages d'une part, de permettre leur facile montage ou démontage sans compromettre la tenue de l'assemblage, notamment en cas d'incendie, et d'autre part, d'assurer le maintien des panneaux de remplissage par pincement positif, en mettant à profit la relative compressibilité de la bande isolante 20, qui par ailleurs permet d'accommoder les inévitables irrégu- larités ou variations de l'épaisseur des panneaux ou des dimen- sions transversales des éléments de l'ossature, A ce dernier égard, on remarquera que la disposition représentée du profilé Z permet d'exercer un effort de serrage important sur les pan- neaux de remplissage, sans que ledit profilé risque d'être déformé.
Cette disposition a également pour avantage d limiter les éventuels déplacements des panneaux R1, R2, dans leur propre plan, par butée positive de leur champ sur les ailes 11, 12, du profilé Z et de permettre l'insertion entre lesdites ailes et le champ desdits panneaux de bourrelets, boudins ou boyaux B1, B2, en matériau plastique et/ou élastique de prêté- rence incombustible, en vue d'assurer l'étanchéité de la jonction
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entre les panneaux R1, R2 et/ou d'améliorer les performances acoustiques de la oloison, qui dans ce cas, peut assurer une atténuation de l'ordre de 30 dB.
En outre, cette disposition du profilé Z permet d'accéder facilement, par simple dépose des pare-closes P1, P2, aux canaux délimités entre l'âme centrale 10 et les ailes 11,12 du profilé Z, lesdits canaux pouvant dès lors être utilisés pour le passage de conducteurs électriques, téléphoniques et/ou de conduits, dont le montage, la vérifica- tion ou l'entretien sont ainsi exempts de toute servitude parti- culière. Toutefois, on évitera autant que possible que les boyaux B1, B2, les oonduteurs ou conduits précités, ou tout autre remplissage, n'obturent totalement le canal concerné en un point quelconque, de façon à permettre la libre circulation de l'air le long dudit oanal, et ainsi faciliter, en cas d'incen- die, la dissipation par conveotion des calories apportées en un éventuel point chaud.
Sur la figure 2, on a représenté en coupe horizontale un montant d'angle maintenant deux panneaux de remplissage R1,R3, disposés perpendiculairement. Le montant représenté comprend un profilé Z et deux pare-closes P1,'P2, disposés et assemblés de la manière précédemment décrite ;le maintien du panneau d'angle R3 est assuré par un profilé C fixé sur la pare-close P2 et dans lequel est enoastré le champ du panneau R3. Le profilé C vu en section comprend essentiellement une âme 30, pouvant être plate, ou da préférence et comme représenté, déprimée de façon à ménager un canal de ventilation supplémentaire, et deux rebords doublement repliés 31, 32, entre lesquels est encastré le panneau R3.
Bien entendu, le profilé C pourraié être subdivisé longitudinalement en deux parties fixées indépendamment sur la pare-close P2, par exemple pour faciliter la mise en place du panneau R3. Un profilé 40 est de préférence inséré sous les
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rebords 22 des pare-closes P1, P2, tant pour améliorer l'aspect du montant que pour protéger le profilé Z des agents extérieurs, Bien entendu, le panneau R3 pourrait former partie intégrante d'une cloison en épi, auquel cas le panneau de remplissage R2 serait maintenu par le montant comme précédemment décrit, et comme montré en traits mixtes sur la figure 2, qui montre par ailleurs une autre disposition possible des bourrelets d'étan- chéité B'1, B'2.
La figure 3 illustre un exemple d'assemblage des profilés Z, Z', respectivement intégrés à un montant et une traverse d'ossature. Ces deux profilés sont assemblés à l'aide d'une équerre E, dont une aile est fixée par deux vis ou boulons sur le fond et dans l'axe de l'évidement 14 du profilé Z du montant, et dont l'autre aile, vissée sur l'âme 10' du profilé Z' de la traverse, présente une inclinaison latérale correspondant à celle de l'âme du profilé. Bien entendu, les deux ailes de 1'équerre E pourraient être inclinées latéralement, pour permettre de fixer au profilé Z une traverse perpendiculaire à celle repré- sentés.
La figure 4 illustre en coupe verticale un exemple de réalisation de l'appui au sol d'une cloison conforme à l'inven- tion. Comme il apparaît, cet appui est assuré par l'intermé- diaire d'une semelle S maintenue par les extrémitésinférieures des pare-closes P1, P2, montées sur le profilé Z d'une traverse inférieure de l'ossature de cloison.
La semelle S, représentée comme un simple tasseau profilé en matériau isolant, pourrait bien entendu, présenter une structure plus complexe, permettant par exemple le réglage de l'appui au sol, ou assurant un appui élastique, comme il est décrit cl-après:
Les figures 5 et 6 illustrent un exemple non limitatif de réalisation d'une butée élastique représentée en place entre
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le plafond et le rebord supérieur d'un panneau de remplissage
R de la cloison ; bien entendu, cette butée pourrait être aussi bien utilisée pour l'appui de la cloison sur le sol, sur un mur, . ou sur un élément de charpente ou d'huisserie.
La butée élastique 50 comprend un étrier 51 chevauchant le rebord du panneau de remplissage R, ledit étrier étant soli- darisé par soudure d'une douille 52, dont le diamètre intérieur, comme il apparaît clairement sur la figure 2, est de préférence supérieur à la largeur de l'étrier, pour des raisons qui seront justifiées ci-après. Un ressort 53 est comprimé entre l'étrier 51 et un éorou cylindrique 54 monté coulissant dans la douille 52 ;l'extrémité supérieure dudit éorou comporte par exemple des plats 55 ou autre structure permettant de le déplacer sur la portée filetée d'un boulon 56 dont la tête 57 pourvue d'un ergot 58 est emprisonnée dans une plaquette 59 fixée au plafond par tous moyens appropriés.
Il apparaît immédiatement que la butée élastique 50 qui vient d'être décrite assure un maintien efficace de la cloison: en effet, le boulon 56 étant immobilisé par rapport au plafond, le déplacement latéral de la cloison est interdit par l'engage- ment coulissant de l'écrou 54 dans la douille 52, elle-même solidaire de l'étrier 51 dans lequel le rebord du panneau R est encastré. D'autre part, la manoeuvre de l'écrou 54 permet d'ajus- ter à volonté la force exercée sur la cloison par la butée élastique 50, en dépit des inévitables irrégularités de la hau- teur entre sol et plafond.
Conformément à une caractéristique essentielle de l'inven- tion, la force exercée sur la cloison par la hutte élastique 50 doit disparaître, ou au moins être fortement réduite, au cas où la température ambiante, du fait d'un incendie, atteindrait uno valeur anormale, par exemple de l'ordre de 300 à 4000 0. A cet effet, le ressort 53 peut Etre réalisé en acier ou autre alliage
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élastique de nuance appropriée, présentant une température de transition de l'ordre de grandeur indiqué, pour laquelle son module d'élasticité est fortement réduit, Dans une variante de réalisation, l'écrou 54 pourrait être fait d'une résine synthé- tique appropriée, présentant une température de fusion pâteuse de l'ordre de grandeur indiqué,
de sorte que l'effacement des filets de l'écrou par fluage au-dessus de ladite température permette son coulissement sur le boulon 56. Selon encore une autre variante de réalisation, le ressort 53 pourrait prendre appui non plus sur l'étrier 51, mais par exemple sur un cavalier . ou une cuvette accrochée sur le rebord de la douille 52, ledit cavalier ou ladite cuvette étant susceptible de se briser ou de fluer au-dessus de la température indiquée, de manière à per- mettre la libre détente du ressort 53.
Bien entendu, pour que les dispositions qui viennent d'être décrites soient efficaces, il est préférable que le ressort 53, l'éorou 54 ou bien le cavalier ou la cuvette d'appui dudit ressort selon le cas soit directement exposé à la température ambiante, A cet effet, il suffit d'établir une libre communication entre l'espace intérieur de la douille 52 et l'atmosphère ambiante, par exemple au moyen de trous pratiqués dans ladite paroi, ou plus simplement et comme montré sur la figure 6, en utilisant un étrier 51 de largeur moindre que le diamètre intérieur de la douille 52.
Les figures 7 et 8 illustrent un autre perfectionnement conforme à l'invention, qui comme celui précédemment décrit, vise essentiellement à garantir l'efficacité de la cloison pare- feu en cas d'incendie. En effet, la bande de matière isolante interposée entre le profilé Z de chaque élément de l'ossature et les pare-closes P fixés audit profilé pour maintenir les panneaux de remplissage R, est constituée d'un matériau tel que
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l'amiante dont les propriétés mécaniques, et en particulier la fragilité et les coefficients de dilatation, sont fort différentes de celles des métaux ou alliages constituant le profilé Z et les pare-closes P.
En conséquence, en cas d'incendie, il convient d'empêcher que la dilatation du profilé et des pare-closes n'exerce sur la bande isolante des contraintes excessives sus- ceptibles d'entraîner sa rupture, et par suite la suppression de l'isolation qu'elle assure.
A cet effet, comme il apparaît clairement sur les figures 7 et 8, la bande isolante 24' est pourvue de boutonnières longi- tudinales 26 traversées par les vis 23 assurant la fixation de la pare-close P sur les portées longitudinales 18, 18' de la face concernée du profilé Z. De la sorte, la dilatation du profilé Z de la pare-close P n'exerce sur la bande isolante 24' par l'inter- médiaire des vis 23 aucun effort localisé susceptible d'entraîner la rupture de ladite bande.
Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés, qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En partioulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, exécutées selon l'esprit de l'invention.