7. Sécurité et transparence...74

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1 Verre trempé Production Propriétés physiques Résistance aux impacts et aux chocs Résistance à la flexion Effets de la chaleur Anisotropie (fleurs de trempe) Qualité optique Mouillabilité du verre trempé Identification....2 Verre trempé avec test heat soak....3 Verre durci Production Résistance à la flexion Effets de la chaleur Verre feuilleté de sécurité Production Propriétés physiques Résistance aux impacts La sécurité par le verre Sécurité active...82 Résistance aux impacts (chute de bille) selon la EN 356 Résistance à l effraction selon la EN 356 Performances anti-balles selon la EN 1063 Performances anti-explosion selon la EN Sécurité passive...85 Protection contre le risque de blessures Protection contre le risque de défenestration Vitrage en toiture Performances après casse / résistance résiduelle International House of Music, Moscou SunGuard HP Light Blue 62/52 Architectes Yuriy P. Gnedovski + Vladlen D. Krasilnikov 2 3

2 Ces verres sont utilisés dans la construction, individuellement ou en combinaison avec d autres.1 Verre trempé «L isolation transparente» offre des avantages économiques et environnementaux uniques, du confort et de la fonctionnalité. Le verre trempé est un verre float thermiquement traité, ce qui lui confère trois propriétés : il est quatre à cinq fois plus résistant à la flexion qu un verre recuit de la même épaisseur et peut ainsi résister à des contraintes de pression ou à des chocs beaucoup plus importants. La trempe rend également le verre plus résistant à des fluctuations rapides et conséquentes de température, ainsi qu à de grandes différences de température au sein d une même feuille de verre. Si le verre types de verre. Les deux principaux verres de sécurité sont le verre feuilleté et le verre trempé. devait néanmoins se briser suite à une contrainte trop importante, il se casserait en une multitude de petits morceaux non tranchants qui risquent moins de causer des blessures que les éclats de verre ordinaire. Verre trempé cassé Chargement Chauffe Trempe Refroidissement > 600 C Procédé de fabrication du verre trempé (représentation schématique) Lors de la trempe, la surface du verre est refroidie plus rapidement que le cœur, ce qui crée une tension permanente dans le verre. Les surfaces du verre sont mises en compression tandis que le cœur du verre est en extension. Contrainte de compression Tension dynamique Contrainte de traction Tension Tension Déchargement Compression Pas de charge appliquée Compression1.1.1 Production Avant d être trempé, le verre de base est d abord coupé dans des dimensions sur mesure, ses bords sont meulés, les éventuels trous et encoches sont réalisés. Les feuilles de verre sont alors uniformément chauffées à env. 600 C selon un procédé contrôlé, puis elles sont rapidement refroidies par de l air froid pour être enfin «trempées» à température ambiante. Cette structure de tension donne au verre ses propriétés. Elle explique aussi pourquoi tout façonnage du verre doit être effectué avant la trempe. Si l on perce par exemple du verre trempé, il se brisera complètement, parce que le perçage casse, ou interrompt, la structure de tension. Les zones de tension peuvent être observées sous une lumière polarisée et, sous certains angles, peuvent créer des effets d optique colorés. Compression2 Légère flexion Tension Compression Forte flexion Distribution de la tension Tension dynamique rendue visible 4 5

3 .1.2 Propriétés physiques La conductivité thermique, la transmission lumineuse et énergétique, la dilatation thermique, la résistance à la compression et le module d élasticité du verre trempé restent identiques à ceux.1.3 Résistances aux impacts et à la compression Le verre trempé résiste aux impacts d objets mous et déformables comme le corps humain ; il est conforme à la norme EN (test d impact au pendule.1.4 Résistance à la flexion Différents types de verres peuvent être trempés. Le verre trempé peut également être recouvert d une peinture céramique. La résistance à la flexion est par conséquent classifiée selon ces différentes versions : Verre float trempé s = 120 MPa Verre imprimé trempé s = 90 MPa.1.5 Effets de la chaleur Le verre trempé peut supporter des températures de +300 C pendant un temps limité, et de +250 C pendant une période plus longue. Sa résistance aux différences de températures au.1.6 Anisotropie (fleurs de trempe) Des phénomènes inévitables d irisation peuvent se produire sur le verre trempé. Ils sont dus à la distribution de la tension à l intérieur de la feuille de verre. d un verre float de base, tout comme son poids, ses propriétés acoustiques et chimiques. D autres paramètres varient par contre considérablement. pour le verre dans la construction). L épaisseur du verre est définie en fonction du domaine d application. Verre plat trempé émaillé dont la face émaillée est sous contrainte de traction s = 5 MPa sein de la même feuille de verre entre le centre et les bords de la feuille est de 200 Kelvin (K), ce qui est très élevé comparativement à celle du verre float qui est de 40 K En fonction de l angle d observation, on peut observer sous une lumière polarisée des anneaux ou des lignes de couleurs foncées..1. Qualité optique Le verre étant transporté durant le procédé de trempe sur des rouleaux, de légères modifications de sa surface peuvent survenir, appelées «roller waves». C est un phénomène physique inhérent à la technique de production et qui ne peut.1.8 Mouillabilité du verre trempé La mouillabilité de la surface du verre peut être plus importante en présence de traces de rouleaux, de ventouses, de mastic ou de lubrifiant. Ces différences.1.9 Identification Tout verre trempé doit être clairement et définitivement marqué selon la EN être évité. Exceptionnellement et pour les mêmes raisons, des points «roller pick up ou peau d orange» peuvent également se former sur la surface du verre. Ils sont visibles dans des conditions défavorables d éclairage. de mouillabilité de la surface du verre peuvent entraîner la formation de traces d humidité qui ne peuvent être considérées comme un défaut. Identification du verre trempé.2 Verre trempé avec test heat soak Dans tout verre de base, on trouve dans des quantités extrêmement faibles des cristaux de sulfure de nickel inévitablement introduits dans le verre via les matières premières. Ces inclusions n ont pas de conséquence sur le verre float normal ou imprimé. 100 mm Fabriquant Site de production (facultatif) Organisme de certification Marque ou nom du produit EN Particule de sulfure de nickel dans du verre float avec tension mécanique 6

4 Le refroidissement ultra rapide du processus de trempe «gèle» les particules de sulfure de nickel dans un état de modification des cristaux à haute température. Lorsque le verre est par la suite réchauffé, par exemple par absorption de l énergie solaire, la structure des cristaux augmente de volume et peut causer la casse spontanée du verre une fois que les particules atteignent une taille critique. Pour cette raison, tous les verres de sécurité qui sont soumis à des variations importantes de température, comme les verres de façade, doivent être soumis au test heat soak. Ce test, documenté et réalisé selon la norme EN 14 19, «force» les éventuels cristaux de sulfure de nickel à réagir plus rapidement. Les plaques comportant ces cristaux invisibles se rompent pendant le test. Température [ C] U Chauffe 0 t1 t2 Maintien de la température Premier verre à atteindre 280 C Dernier verre à atteindre 280 Température du verre Courbe des températures pendant un test heat soak Four Heat Soak Selon la réglementation, pour qu un verre puisse être marqué «Heat Soaked Glass», il doit être porté à une température de 290 C ± 10 % pendant minimum 2 heures en Allemagne, ce test est effectué selon les normes de la construction locales et il peut durer plus de quatre heures. Refroidissement t1: le premier verre atteint 280 C t2: le dernier verre atteint 280 C U: température ambiante Temps [h] Le processus est vérifié par des contrôles internes et externes. Chaque feuille de verre doit être documentée et visiblement identifiée selon les standards..3 Verre durci.3.1 Production Le procédé de production est le même que pour le verre trempé à la différence que le refroidissement est plus lent et que, par conséquent, les différences de tension dans le verre sont moindres. Ses caractéristiques sa résistance aux différences de température et à la flexion le classent entre le verre float et le verre trempé. Le schéma de casse d un verre durci correspond à celui d un verre float : il irradie depuis le point d impact vers les bords du verre. Grâce à ce schéma de casse, différent de celui du verre trempé, un verre de sécurité feuilleté composé de verre durci offre d excellentes capacités résiduelles. En cas de casse, un verre feuilleté composé de deux feuilles de verre durcies ne présente qu une légère déviation comparativement à l affaissement d un verre feuilleté composé de deux feuilles trempées. C est pour cette raison que le verre durci est de plus en plus souvent utilisé à la place du verre trempé pour Heat Soaked Glass Fabricant Site de production (facultatif) Organisme de certification EN Marque ou nom du produit Identification du verre trempé avec test heat soak Selon la norme EN 1863, le verre durci seul n est pas considéré comme verre de sécurité. Son utilisation dans les structures vitrées en combinaison avec d autres éléments est pourtant pratiquement incontournable. Verre de sécurité feuilleté composé de 2 verres trempés casse du verre supérieur Verre de sécurité feuilleté composé de 2 verres durcis casse du verre supérieur Verre de sécurité feuilleté composé de 2 verres trempés casse des deux verres Verre de sécurité feuilleté composé de 2 verres durcis casse des deux verres 8 9

5 fabriquer un verre feuilleté qui doit offrir une bonne résistance à la flexion et aux différences de températures..3.2 Résistance à la flexion Verre float durci s = 0 MPa Verre imprimé durci s = 55 MPa.3.3 Effets de la chaleur La résistance du verre durci aux différences de températures au.4 Verre feuilleté de sécurité Depuis son invention en 1909 et après plus d un siècle d amélioration continue, le verre feuilleté de sécurité est devenu un élément clé de l architecture contemporaine. L assemblage permanent de deux ou plusieurs feuilles de verre par des films plastiques souples en polyvinyle butyral (PVB), hautement élastiques et résistants, fait du verre un élément multifonction transparent qui peut résister à des charges statiques importantes. Tout type de verre plat peut être feuilleté, que ce soit du verre float, imprimé, émaillé ou à couche. Le risque de casse spontanée due à la présence d inclusions de sulfure de nickel est réduit grâce au processus de refroidissement plus lent. Verre plat durci émaillé dont la face émaillée est sous contrainte de traction s = 45 MPa sein de la même feuille de verre est de 100 Kelvin (K). Les propriétés de sécurité du verre feuilleté sont dues à la limite d élasticité extrêmement élevée de l intercalaire PVB et à sa très bonne adhésion aux surfaces des verres adjacents. En cas de casse due à un stress mécanique tel qu un impact, un choc ou à l influence d autres forces, les fragments de verre demeurent collés au PVB de sorte que le verre feuilleté reste généralement en place. Les ouvertures vitrées restent ainsi fermées, ce qui permet de réduire considérablement le risque de blessure. Pour répondre à des exigences plus élevées en fonction de l utilisation du verre feuilleté, plusieurs intercalaires PVB peuvent être placés entre les deux feuilles de verre..4.1 Production Le verre feuilleté de sécurité est produit selon la norme EN Deux ou plusieurs feuilles de verre bien propres sont superposées dans une salle blanche, séparées par un ou plusieurs film(s) intercalaire(s) PVB. Ce «sandwich» est ensuite pressé à une température d environ 200 C dans l unité de pré-assemblage mécanique. Cet assemblage translucide verre-pvb est alors transporté avec d autres sur un cadre vers l autoclave, un four à haute pression dans lequel le verre est soumis à une pression d environ 10 bars et à une température de Laminage (salle blanche) env. 200 C Eventuels PVB/feuilles de verre supplémentaires Verre float / trempé / durci Intercalaire PVB Verre float / trempé / durci Composition d un verre feuilleté de sécurité 130 C pendant une durée déterminée. Autoclave Chargement Nettoyage Pré-assemblage Déchargement env. 130 C / 10 bar Procédé de production du verre feuilleté de sécurité (représentation schématique) Production du verre feuilleté de sécurité salle blanche 80 81

6 .4.2 Propriétés physiques La résistance à la compression, la conductivité thermique, la dilatation thermique, le module d élasticité, la densité et les caractéristiques chimiques du verre feuilleté sont les mêmes que celles des feuilles de verre individuelles. La transmission lumineuse dépend également des valeurs de transmission des différentes feuilles de verre et des.4.3 Résistance aux impacts Pour simuler l impact d un corps humain, la norme EN prescrit un test d impact au pendule pour le verre dans la.5 La sécurité par le verre Auparavant, les larges surfaces vitrées représentaient un point faible dans la structure d un bâtiment contre les agressions en tous genres. Ce n est plus le cas avec les vitrages d aujourd hui. Le.5.1 Sécurité active Il s agit ici d utiliser le verre comme barrière active contre des attaques dynamiques, généralement afin d empêcher une intrusion pendant une durée déterminée mais aussi en cas de PVB. En fonction de l épaisseur de l assemblage, la transmission lumineuse varie entre 90 et 0 %. Cette dernière, ainsi que l indice de rendu des couleurs, peuvent être améliorés en utilisant du verre float ExtraClear ou mieux UltraClear surtout lorsque le verre feuilleté est épais et composé de plusieurs feuilles de verre et PVB. construction. Vous trouverez les verres GUARDIAN répondant à cette norme au Þ chapitre verre de sécurité peut être divisé en deux catégories : celui utilisé à l intérieur du bâtiment et celui placé dans l enveloppe du bâtiment. surcharge brève et ponctuelle. Pour résister à ces contraintes, les normes EN prescrivent des tests auxquels chaque type de verre doit satisfaire Résistance aux impacts (chute de bille) selon la EN 356 La résistance du verre aux impacts est testée avec une boule en acier de 4 kg et de 10 cm de diamètre (test de la chute de bille). Pour distinguer les différentes classes de résistance, on laisse tomber cette boule de différentes hauteurs plusieurs fois au même endroit. Les résultats du test sont classés comme suite : Classe de résistance selon la norme EN 356 Hauteur de la chute (nombre de chutes) P1 A mm (3) P2 A mm (3) P3 A mm (3) P4 A mm (3) P5 A mm (9) Vous trouverez les verres GUARDIAN répondant à cette norme au Þ chapitre Résistance à l effraction selon la EN 356 Une autre méthode de test est utilisée pour satisfaire à la demande croissante de protection contre les intrusions. En fonction de sa classe de résistance, le verre doit supporter un nombre défini de coups portés au même endroit avec une hache de 2 kg montée sur un axe mécanique. L ouverture réalisée suite aux coups déterminés de hache doit être 400 x 400 mm. Classe de résistance selon la norme EN 356 Nombre de coups de hache P6 B 30 P B 51 P8 B

7 Performances anti-balles selon la EN 1063 La EN 1063 définit les normes pour la protection des personnes et des biens en cas de tirs directs de différentes armes à feu de divers calibres depuis différentes distances. Le verre soumis au test doit résister à 3 tirs d arme de précision. Les verres anti-balles sont classés en deux catégories : splitting (S) possibilité de projections d éclats de verre du côté protégé lors de l impact et not splitting (NS) pas de risque de projection du côté protégé. Tous les verres feuilletés utilisés pour des applications anti-balles ont une composition multicouche asymétrique. Calibre Projectile Classe anti-balles Distance de tir Vitesse Type Poids [g] Splitting Non splitting [m] [m/s].22 LR LRN Balle ronde en plomb 2,6 ± 0,10 BR1-S BR1-NS ± 10 9 mm x 19 FMJ/SC Balle chemisée à tête plate avec noyau tendre 8,0 ± 0,10 BR2-S BR2-NS ± Magn. LSW/SC Balle chemisée à tête tronconique avec noyau tendre 10,25 ± 0,10 BR3-S BR3-NS ± Magn. JSP/SC Balle chemisée à tête plate avec noyau tendre 15,55 ± 0,10 BR4-S BR4-NS ± 10 5,56 x 45 FJ/PB/SCP1 Balle chemisée à tête pointue avec noyau en plomb et chemise en acier 4,0 ± 0,10 BR5-S BR5-NS ± 10,62 x 51 FJ/PB/SC Balle chemisée à tête pointue avec noyau tendre 9,45 ± 0,10 BR6-S BR6-NS ± 10,62 x 51 FJ/PB/HC Balle chemisée à tête pointue avec noyau dur 9,5 ± 0,10 BR-S BR-NS ± 10 Shotgun 12/0* Brenneke 31,0 ± 0,50 SG1-S * SG1-NS * ± 20 Shotgun 12/0 Brenneke 31,0 ± 0,50 SG2-S SG2-NS ± 20 * Le test est réalisé en effectuant un seul tir Performances anti-explosion selon la EN Sécurité passive Classification Caractéristique de l onde de choc compressive Valeurs minimales pour la/l pression positive maximale de l onde de choc réfléchie (Pr) [kpa] Cette norme européenne spécifie les caractéristiques et les méthodes de test pour les verres de sécurité anti-explosion dans la construction. Les caractéristiques sont celles de feuilles de verre d environ 1m 2. Les verres anti-explosion offrent également en parallèle d excellentes performances anti-balles. impulsion positive spécifique (i+) durée de la phase de pression positive (t+) [kpa x ms] [ms] ER 1 50 Pr < i+ < ER Pr < i+ < ER Pr < i+ < ER Pr < i+ < Selon la norme EN Par opposition au verre de sécurité active qui a pour fonction de protéger contre des impacts violents et délibérés, le verre de sécurité passive est destiné à résister à des impacts involontaires de la vie de tous les jours. En l attente d une norme européenne harmonisée, chaque pays possède ses propres normes pour les vitrages de sécurité passive et leur mise en œuvre. En France, ces directives sont reprises dans la FD DTU 39 P5 : Travaux de bâtiment - Travaux de vitreriemiroiterie - Partie 5 : Mémento sécurité. En Belgique, vous les trouverez dans la NBN S vitrerie. Vous pouvez également consulter notre service technique pour toute question relative à ce sujet

8 Protection contre le risque de blessures Quelle que soit son application portes entièrement vitrées, douches, ameublement ou grandes surfaces vitrées dans des espaces publics, il faut toujours veiller à ce que le verre ne représente pas un risque de blessure grave en cas de casse. Le type de verre de sécurité doit être scrupuleusement choisi en fonction de son utilisation. Les spécifications pour les vitrages dits accessibles, c est à dire sur lesquels on peut marcher pendant un court laps de temps à des fins d entretien, sont les mêmes que pour les vitrages de toiture. Un périmètre de sécurité doit impérativement être délimité sous la zone en cours d entretien Protection contre le risque de défenestration Il existe des normes strictes en ce qui concerne l utilisation de verre dans des structures placées en hauteur et qui présentent un risque de défenestration si elles venaient à céder. Les structures concernées vont du simple garde-corps aux baies vitrées placées à plus d un mètre de hauteur par rapport au niveau du sol. La norme détermine le type de verre et son assemblage en fonction de son utilisation. Il est possible de déroger à cette règle à condition que l application ait été testée et approuvée par un organisme officiel Performances après casse / résistance résiduelle La stabilité résiduelle est la capacité d un verre à rester tel qu il a été installé pendant une période définie et limitée sans exercer aucune charge. Elle ne concerne que les vitrages placés à la verticale. La résistance résiduelle d un vitrage en toiture exprime sa capacité à supporter son propre poids pendant une période déterminée en cas de casse. Les spécificités du bâtiment déterminent le type de verre qui doit être utilisé Vitrage en toiture Tout vitrage incliné de ± 10 par rapport à la verticale est considéré comme vitrage de toiture. En plus de devoir résister aux forces habituelles telles que le vent, les variations de température et la neige, le verre doit également pourvoir supporter son propre poids, c est pourquoi on distingue les vitrages de toiture des vitrages verticaux. Il est important de s assurer qu en cas de casse, le vitrage de toiture ne se répande pas en éclats ou en gros morceaux tranchants. 86 8