PRANCE Metalwork est l'un des principaux fabricants de systèmes de plafonds et de façades métalliques.
Faut-il utiliser du verre feuilleté ou du verre trempé pour un mur-rideau ?
Ce sont tous deux des verres de sécurité. Leur mode de défaillance est totalement différent, et c'est cette différence qui constitue le critère principal de choix entre eux.
Le verre trempé se brise en petits fragments non coupants et la vitre entière sort de son cadre. Le verre feuilleté se fissure, mais la couche intermédiaire maintient les morceaux en place, de sorte que la vitre reste dans son cadre.
Sur une vitrine de rez-de-chaussée, les deux scénarios sont acceptables. Vingt étages plus haut, une vitre qui se détache de son cadre est un événement bien différent d'une vitre qui se fissure et reste en place ; c'est pourquoi la plupart des immeubles de grande hauteur finissent par opter pour du verre feuilleté sur au moins une de leurs faces, indépendamment des résultats des calculs de résistance.
Cet article explique le comportement de chaque type, leur place respective et pourquoi leur combinaison est si fréquente. PRANCE fournit systèmes de murs-rideaux en verre avec vitrage feuilleté, trempé et renforcé thermiquement.
Systèmes de murs-rideaux en verre trempé
Le verre trempé, également appelé verre à haute résistance, est chauffé à environ 620 degrés Celsius puis refroidi rapidement. Les surfaces se contractent et se solidifient tandis que le cœur est encore chaud, ce qui comprime les surfaces et met le cœur en tension.
C’est cette contrainte interne qui lui confère sa résistance. Sa résistance à la flexion est environ quatre à cinq fois supérieure à celle du verre recuit de même épaisseur, ce qui explique pourquoi il supporte les charges du vent et les contraintes thermiques qui briseraient du verre ordinaire.
Régie par la norme ASTM C1048 en Amérique du Nord et par la norme EN 12150 en Europe.
Comment ça se casse
Lorsque la couche superficielle compressive est pénétrée, l'énergie emmagasinée est libérée instantanément. La vitre se désintègre en petits fragments plus ou moins cubiques, un phénomène généralement décrit comme un découpage en dés.
Ces fragments sont bien moins dangereux que les longs éclats produits par le verre recuit, ce qui constitue un avantage en matière de sécurité. En revanche, ils ne sont pas retenus. La vitre se vide et, à une certaine hauteur, les fragments tombent.
Inclusions de sulfure de nickel
Le mode de défaillance qui incite les prescripteurs à la prudence quant à l'utilisation du verre trempé en façade.
Des particules de sulfure de nickel se présentent parfois sous forme d'inclusions microscopiques dans le verre flotté. Dans le verre recuit, elles sont inoffensives. Dans le verre trempé, elles se logent dans la zone de tension et, avec le temps, un changement de phase provoque une légère dilatation. Si une inclusion est mal positionnée, cette dilatation suffit à déclencher une rupture.
Il en résulte une rupture spontanée sans impact, parfois des années après l'installation.
Les essais de maintien en température réduisent considérablement le risque. Les vitres sont maintenues à environ 290 degrés Celsius pendant plusieurs heures, ce qui accélère le changement de phase et permet de détecter les défaillances des vitres sensibles en usine plutôt que sur le bâtiment. Cette méthode est conforme à la norme EN 14179 en vigueur en Europe.
Le trempage thermique ne supprime pas totalement le risque. Il le réduit à un niveau acceptable pour la plupart des projets, et sur tout immeuble de grande hauteur doté de vitrages trempés, il devrait être spécifié plutôt que présumé.
Verre renforcé thermiquement
Une option intermédiaire souvent négligée.
Le verre trempé thermiquement est refroidi plus lentement que le verre revenu, ce qui lui confère une résistance environ deux fois supérieure à celle du verre recuit, au lieu de quatre. Il se brise en fragments plus gros qui ont tendance à rester plus longtemps dans le cadre, et il est beaucoup moins sensible à la rupture par sulfure de nickel car la tension interne est plus faible.
La plupart des normes interdisent son utilisation seule comme vitrage de sécurité. Intégré à un ensemble, il est très fréquemment employé dans les murs-rideaux, offrant une bonne résistance et un meilleur comportement après bris que le verre trempé.
Systèmes de murs-rideaux en verre feuilleté
Deux ou plusieurs panneaux collés par un intercalaire polymère sous l'effet de la chaleur et de la pression. Conforme aux normes ASTM C1172 et EN 14449.
La propriété déterminante est la rétention des fragments après bris. Lorsque le verre se fissure, la couche intermédiaire retient les morceaux, de sorte que la vitre reste en place et continue d'assurer l'étanchéité et la protection contre les chutes de pierres jusqu'à son remplacement.
Types de couches intermédiaires
PVB, polyvinyl butyral : couche intermédiaire standard, généralement de 0,76 mm, bonne rétention et largement disponible
PVB acoustique : formulation plus souple ajoutant 2 à 4 points STC, couvert par couches intermédiaires acoustiques et réduction du bruit
SGP, ionoplaste : considérablement plus rigide et plus résistant, utilisé lorsqu’une capacité structurelle après rupture est requise.
EVA: utilisé dans certaines applications et pour encapsuler des éléments au sein du stratifié
Les intercalaires SGP sont essentiels lorsque le verre doit conserver ses propriétés structurelles après une rupture, notamment pour les balustrades, les auvents et les verrières. Leur coût est plus élevé et leur rigidité modifie considérablement la conception.
Notation d'épaisseur
Le verre feuilleté est généralement décrit par sa composition. Un verre feuilleté de 10,8 mm est composé de deux vitres de 5 mm séparées par une couche intermédiaire de 0,76 mm. Un verre feuilleté de 11,52 mm est composé de deux vitres de 5 mm séparées par une couche intermédiaire de 1,52 mm, soit deux couches de PVB.
Doubler la couche intermédiaire améliore la rétention d'humidité et les performances acoustiques, et c'est une amélioration courante aux étages supérieurs.
Comparaison des comportements de rupture
| Propriété | Tempéré | stratifié renforcé thermiquement | stratifié recuit |
|---|---|---|---|
| Force relative | 4 à 5 fois recuit | Environ 2 fois recuit | Identique à recuit |
| Taille du fragment | petits dés | Fragments plus gros, conservés | Grandes fissures, conservées |
| Reste dans l'ouverture | Non | Oui | Oui |
| Risque de rupture spontanée | Présent, réduit par trempage à chaud | Faible | Aucun |
| résistance aux contraintes thermiques | Haut | Modéré à élevé | Faible |
| Utilisation typique de la façade | Vitrage extérieur, étages inférieurs | Vitrage extérieur ou intérieur, toute hauteur | Vitrage intérieur, faible hauteur |
Comparaison indicative. Le choix final sera déterminé par les exigences du code et les calculs structurels.
À quel type appartient chaque chose ?
La plupart des murs-rideaux utilisent les deux, à des positions différentes au sein d'une même unité.
vitre extérieure
Supporte la charge du vent, les contraintes thermiques dues à l'apport solaire et les impacts extérieurs. Trempé ou renforcé thermiquement, selon le calcul structurel.
Lorsque la vitre extérieure est trempée et que le bâtiment est haut, il est judicieux de spécifier les tests de résistance à la chaleur selon la norme EN 14179 en standard plutôt qu'en option.
vitre intérieure
Face aux occupants, c'est là que le verre feuilleté prend tout son sens : une vitre intérieure fissurée, restée dans son cadre, ne risque pas de tomber dans la pièce.
De nombreuses juridictions exigent des vitrages intérieurs feuilletés au-delà d'une certaine hauteur, et même là où ce n'est pas le cas, c'est une pratique courante sur les immeubles de grande hauteur.
Vitrage en pente et incliné
Le verre feuilleté est pratiquement obligatoire. En cas de bris, le verre situé au-dessus d'un espace occupé ne doit pas tomber ; par conséquent, la rétention est le critère déterminant plutôt que la résistance.
Les codes exigent généralement du verre feuilleté sur la face inférieure de tout assemblage incliné ou en surplomb, souvent avec des plis renforcés thermiquement plutôt que trempés.
Balustrades et garde-fous
Lorsque le verre constitue une barrière antichute, l'utilisation d'un intercalaire rigide laminé est la norme. Les intercalaires SGP sont courants car l'assemblage doit conserver sa capacité structurelle après la rupture d'une couche.
Zones d'écoinçon
Les zones opaques subissent d'importantes contraintes thermiques dues à l'absorption solaire derrière le panneau. On utilise généralement du verre trempé ou renforcé thermiquement, et la construction feuilletée est moins souvent nécessaire puisqu'il n'y a pas d'espace occupé directement derrière.
Exigences du code de sécurité
Les exigences varient selon les juridictions et doivent être vérifiées au regard du code en vigueur plutôt que d'être présumées.
En Amérique du Nord, les normes CPSC 16 CFR 1201 et ANSI Z97.1 définissent les exigences relatives aux vitrages de sécurité, tandis que le Code international du bâtiment (IBC) précise les emplacements dangereux où leur utilisation est obligatoire. En Europe, la norme EN 12600 est utilisée pour la classification de la résistance aux chocs.
Les éléments déclencheurs courants de l'obligation de vitrage de sécurité comprennent le vitrage dans et à proximité des portes, le vitrage en dessous d'une hauteur de seuil définie, le vitrage adjacent aux surfaces de circulation, le vitrage dans les zones humides et le vitrage en toiture.
Les murs-rideaux rencontrent fréquemment plusieurs de ces types de vitrages simultanément, ce qui explique en partie la présence des deux types de verre dans une même façade.
Exigences en cas de typhon, d'ouragan et d'impact
Les juridictions sujettes à des épisodes de vents violents ajoutent des exigences qui rendent de fait obligatoire le verre feuilleté.
Les vitrages résistants aux impacts doivent supporter l'impact d'un projectile suivi de cycles de pression simulant une tempête. Le verre trempé seul ne remplit pas cette condition, car la vitre se détache de l'ouverture après l'impact, perforant ainsi l'enveloppe du bâtiment et provoquant une pressurisation interne.
Le verre feuilleté muni d'une couche intermédiaire appropriée est accepté car il conserve l'ouverture après l'impact. Documentation des vitrages pour une juridiction en cas de typhon couvre les exigences de soumission qui suivent.
Traitement et coordination
Trois points pratiques qui peuvent poser problème s'ils sont négligés.
Le verre trempé ne peut être ni coupé ni percé après trempe. Toute la fabrication a lieu avant le traitement thermique ; par conséquent, toute modification de dernière minute implique de nouvelles vitres et un nouveau délai de livraison.
Les revêtements à faible émissivité réagissent au processus de trempe. Les revêtements tendres standard ne résistent pas à la cuisson au four ; il faut donc soit utiliser un revêtement thermorésistant, soit appliquer le revêtement sur le verre après trempe. Revêtements à faible émissivité et leurs surfaces couvre la sélection du revêtement.
Déformation due au laminage. Le verre trempé et renforcé thermiquement passe dans un four à rouleaux, ce qui introduit une légère ondulation. Sur une façade très réfléchissante, cela se traduit par une distorsion visible des reflets, et des tolérances plus strictes peuvent être exigées lorsque l'esthétique est importante.
La vérification de l'un de ces éléments lors de la soumission nécessite des preuves, et comment les assemblages sont validés avant approbation décrit les tests applicables. Publié documentation de certification constitue un point de départ raisonnable pour évaluer un fournisseur.
Foire aux questions
1. Lequel est le plus sûr : le verre feuilleté ou le verre trempé ?
Ces deux types de verre sont classés comme verres de sécurité, mais leur mode de sécurité diffère. Le verre trempé produit de petits fragments non coupants plutôt que des éclats tranchants. Le verre feuilleté, quant à lui, retient les morceaux de verre brisé dans l'ouverture. En hauteur, la rétention des fragments est généralement primordiale, c'est pourquoi les vitrages intérieurs feuilletés sont la norme sur les immeubles de grande hauteur.
2. Pourquoi le verre trempé se brise-t-il parfois sans impact ?
Inclusions de sulfure de nickel. Les particules microscopiques présentes dans le verre se dilatent légèrement avec le temps. Dans le verre trempé, le noyau est soumis à des tensions ; une inclusion mal placée peut donc provoquer une défaillance des années après la pose. Les essais de maintien en température selon la norme EN 14179 réduisent considérablement ce risque.
3. Le verre feuilleté est-il obligatoire sur les façades rideaux des immeubles de grande hauteur ?
Dans de nombreuses juridictions, et notamment au-delà d'une certaine hauteur, son utilisation est obligatoire. Même lorsque les normes autorisent le verre trempé, les vitrages intérieurs feuilletés sont courants sur les immeubles de grande hauteur, car une vitre fissurée qui reste dans son cadre évite la chute d'éclats de verre.
4. Un mur-rideau peut-il utiliser à la fois du verre feuilleté et du verre trempé ?
Oui, et la plupart le sont. Une unité typique utilise une vitre extérieure trempée ou renforcée thermiquement, choisie en fonction de la résistance au vent et aux charges thermiques, avec une vitre intérieure feuilletée assurant la rétention après bris vers l'espace occupé.
5. Qu'est-ce que le verre trempé thermiquement et quand est-il utilisé ?
Le verre refroidit plus lentement que le verre trempé, ce qui lui confère une résistance environ deux fois supérieure à celle du verre recuit, au lieu de quatre. Il se brise en fragments plus gros et présente un risque d'intoxication au sulfure de nickel bien moindre, ce qui explique son utilisation fréquente comme couche de revêtement dans les éléments feuilletés des murs-rideaux.
Choisir entre eux
Commencez par le calcul de structure, car il détermine la résistance minimale. Appliquez ensuite les exigences du code du bâtiment en vigueur à cet endroit, qui imposent souvent un vitrage de sécurité. Enfin, demandez-vous ce qui se passe en cas de bris de vitre à cet endroit précis du bâtiment, car la rétention des débris est une question à laquelle le calcul ne répond pas.
Sur la plupart des façades commerciales, la solution consiste en une vitre extérieure renforcée thermiquement ou trempée avec une vitre intérieure feuilletée, imprégnée de chaleur là où le verre trempé est placé en hauteur.
PRANCE fournit des systèmes de murs-rideaux avec vitrages trempés, renforcés thermiquement et feuilletés, incluant des intercalaires acoustiques et structurels, ainsi que la documentation de traitement et de test pour la configuration fournie. Veuillez nous envoyer vos plans d'élévation et vos données de charge de vent. demander un cahier des charges de vitrage .