Technique d'application

En principe, les ouvrages doivent être protégés avec fiabilité contre les défaillances et être capables de garantir l’utilisation prévue pour la durée prévue, y compris en tenant compte de considérations économiques. Toutes les constructions en verre ou comprenant du verre doivent donc être conçues et réalisées de manière à résister aux effets prévisibles et à rester utilisables pendant toute leur durée de vie. Les caractéristiques du verre, l’épaisseur et les dimensions des vitrages ainsi que les structures des vitrages doivent être correctement définies selon des critères objectifs. On détermine d’abord les exigences, puis on détermine la capacité de charge de l’élément. Dans le domaine de l’ingénierie, cela s’appelle la mesure ou le dimensionnement, qui doit normalement être réalisé par un ingénieur spécialisé. La mesure du verre est désormais réglementée par de nombreuses normes, par exemple la norme DIN 18008 (Allemagne) ou encore le cahier technique SIA 2057 (Suisse), introduit mi-2021. Ces normes réglementent le dimensionnement du verre utilisé dans les bâtiments.

Les règles de calcul et les normes essentielles qui s’y rattachent pour la Suisse sont décrites plus en détail ci-après.

Le cahier technique SIA 2057 s’applique à la conception de structures porteuses et d’éléments de construction en verre ainsi qu’aux constructions temporaires. Il régit l’analyse de la structure porteuse et le dimensionnement des éléments de construction en verre suivants :

> Vitrage vertical (SIA 2057 / 5.2.)

> Vitrage horizontal (SIA 2057 / 5.3.) 

> Vitrage isolant (SIA 2057 / 5.4.)

> Vitrage antichute (SIA 2057 / 5.5.)

> Vitrage accessible (SIA 2057 / 5.6.) 

> Vitrage praticable (SIA 2057 / 5.7.) 

> Vitrage carrossable (SIA 2057 / 5.8.) 

> Éléments de construction en verre sous pression (flambement) (SIA 2057 / 5.9.)

> Éléments de construction en verre sollicités en flexion autour de l’axe robuste (basculement) (SIA 2057 / 5.10.)

À l’instar de normes comparables (par ex. DIN 18008), il se peut que d’autres normes et réglementations doivent être respectées en plus de la norme de dimensionnement afin de réaliser un vitrage conforme aux règles de l’art (par ex. protection des personnes, protection au travail, etc.).

Outre les informations relatives au calcul et aux exigences minimales en matière de construction, des informations obligatoires sont également fournies pour les mesures expérimentales.

La présente fiche est la « première édition. » Dans quelques années, elle devrait donner naissance à la norme SIA 268.

L’analyse de la structure porteuse des verres de sécurité feuilletés permet également d’effectuer les essais GZT et GZG en tenant compte de la connexion au cisaillement du film. Les hypothèses de température et les durées d’action de la charge nécessaires à cet effet sont définies dans le cahier technique (annexe A).

Pour le prédimensionnement, la méthode simplifiée doit être utilisée sans tenir compte de l’articulation poussée.

Preuve de sécurité structurelle

Le format de cette preuve (par calcul) est analogue aux normes connues. Les preuves suivantes doivent être fournies :

> Preuve de la résistance du verre à la traction (éventuellement résistance à la compression, ou détection des tensions de traction transversale dans la zone d’appui)

> Preuve de stabilité

> Preuve éventuelle de la résistance aux chocs sur des éléments soumis à une contrainte dynamique. Toutefois, ces preuves ne sont pas obligatoires. La nécessité d’une preuve dynamique est déterminée par l’ingénieur dimensionneur lui-même. Le cahier technique règle uniquement la manière dont la preuve doit être produite (calculée ou empirique).

Preuve de l’aptitude à l’emploi

Le cahier technique donne des indications détaillées sur les déformations autorisées en fonction du type de stockage et de l’utilisation du vitrage.

Démonstration du comportement sûr à la rupture

La preuve doit être apportée par le choix approprié du verre, des spécifications de construction également appropriées ou par des essais sur les composants.

Vue d’ensemble des éléments en verre pour lesquels les spécifications de dimensionnement détaillées sont définies et réglementées dans le cahier technique. Si plusieurs des applications définies doivent être attribuées à un élément de construction en verre, tous les critères de dimensionnement correspondants doivent alors également être respectés.

> Inclinaison > 15° par rapport à la verticale, vitrage vertical avec situation dangereuse particulière (par ex. vitrages Shed).

> Le vitrage inférieur doit être en VSF (flotté ou VPP) (en cas de double feuilleté). Pour les verres feuilletés à 3 vitres individuelles ou plus, le VST peut également être utilisé.

> Il existe des restrictions ou des réglementations distinctes pour la saillie du bord libre.

> Le rapport d’épaisseur maximal des verres individuels dans le verre feuilleté est de 1 :1.7.

> L’épaisseur minimale du film est généralement de 0,76 mm (sauf pour les petits verres disposés en ligne).

> La capacité de charge à l’état cassé pour les vitrages au-dessus des surfaces utiles selon SIA 261 n’est pas démontrée pour les vitrages disposés sur toutes les faces avec un support linéaire (rapport latéral < 3 :1), ni pour les vitrages disposés sur 2 et 3 faces d’une envergure < 1,2 m. Toutes les autres situations nécessitent une preuve NB3A ou NB3B. Il est possible de déroger aux exigences du cahier technique pour un projet spécifique si cela est justifié par une analyse des risques.

La démonstration de l’exposition aux influences climatiques dans le vitrage isolant doit être prise en compte dans la preuve pour le vitrage et, le cas échéant, dans celle relative à l’assemblage des bords.

Si les charges d’une ou de plusieurs vitres sont supportées par les joints périphériques, l’assemblage de bord doit être prouvé statiquement. Cela nécessite impérativement un joint de bordure en silicone statiquement porteur selon la norme SN EN 15434.

Pour les vitrages d’une surface inférieure ou égale à 2 m², des constructions en verre sont mentionnées pour des constructions minimales définies et une charge due au vent inférieure ou égale à 1,1 kN/m², qui sont généralement démontrées.

Pour les vitrages isolants dans lesquels la dimension est dominée par une « charge climatique », la preuve de sécurité structurelle (sans charge climatique) peut être produite pour la couche de verre qui échoue en dernier sous la charge climatique. Cela facilite considérablement l’établissement de la preuve. Mais il faut aussi garder à l’esprit que l’exposition des verres individuels du vitrage isolant aux contraintes climatiques existe bel et bien. Cette pratique de dimensionnement accroît donc le risque de rupture du verre par rapport à l’application stricte du dimensionnement de tous les verres individuels. Toutefois, cette réduction des exigences en matière de preuve a été délibérément reprise dans le cahier technique car, en pratique, l’on réalise sans problème depuis longtemps des constructions en verre qui ne sont tout simplement pas certifiables avec des dimensions strictes. La réduction des exigences en matière de preuve doit permettre aux fabricants de vitrages isolants d’apporter leur expérience. En fin de compte, cela ne limite pas la sécurité structurelle nécessaire.

Le dimensionnement des vitrages isolants, en particulier en combinaison avec une protection antichute supplémentaire, est très complexe. C’est la raison pour laquelle Glas Trösch a établi ses propres tableaux de charges selon le cahier technique, qui peuvent être utilisés pour la combinaison des charges climatiques, des charges dues au vent et des charges des éléments de structure. Dans le cadre du cahier technique SIA, un accent particulier a été mis sur le dimensionnement des structures économiques. Les carrosseries sont classées en fonction du poids au m². Dans l’hypothèse d’une charge des éléments de structure de 0,8 kN/m pour toutes les dimensions, les tableaux indiquent la charge due au vent maximale admissible.

1. Sur les lieux de grand passage (par ex. dans les tribunes de spectateurs, les voies d’évacuation, etc.), q_k doit être porté à 3,0 kN/m.
2.  Les valeurs caractéristiques des charges utiles pour la catégorie E doivent être définies en fonction du projet.

La norme définit précisément les types de vitrages possibles pour les différentes applications pour les vitrages simples et les vitrages isolants, ainsi que les épaisseurs de film pour les VSF. En outre, il existe des prescriptions concernant les vitrages sans protection horizontale des bords et d’autres indications sur la manière de protéger les bords de vitrage.

Glas Trösch dispose de différents systèmes de balustrades en verre qui répondent aux exigences susmentionnées. Pour les produits suivants, Glas Trösch fournit des types de verre spécifiques qui, en fonction de la charge et des dimensions, permettent de spécifier avec précision comment appliquer les solutions système en respectant les normes. Ces systèmes sont testés selon les standards statiques et les structures en verre sont conçues selon la nouvelle norme SIA 2057 :

> SWISSRAILING FLAT

> SWISSRAILING LIGHT

> SWISSRAILING TWO SIDED

Retrouvez plus d’informations ici : Systèmes de garde-corps en verre | Glas Trösch (glastroesch.com)

Outre ses systèmes complets de garde-corps, Glas Trösch propose également des structures en verre spécifiques qui mentionnent des structures en verre dans le respect de conditions de stockage définies. Les structures sont contrôlées statiquement et peuvent être utilisées dans le cadre de la norme SIA 2057.

Les vitrages accessibles offrent un accès limité aux travaux de maintenance et de nettoyage selon la catégorie H de la norme SIA 261. Dans certaines circonstances, il convient de considérer que plusieurs personnes peuvent participer à la charge sur le vitrage. L’obligation de preuve peut être supprimée si des travaux d’entretien sont possibles s’il n’est pas nécessaire de marcher sur le verre et que cela est stipulé dans la convention d’utilisation conclue avec le maître d’ouvrage.

En principe, les exigences de construction et de résistance à la rupture du vitrage horizontal s’appliquent. Le cas échéant, la résistance à la rupture doit être démontrée au moyen d’un calcul ou d’essais spécifiques au projet.

Les vitrages praticables doivent être conçus pour la circulation des personnes selon les catégories A, B, C et D de SIA 261. Il convient de garantir une résistance suffisante à la rupture. À cet égard, il s’agit de respecter des normes et réglementations plus poussées (SUVA, SIGAB, etc.). En principe, les exigences de construction du vitrage horizontal s’appliquent.

Aussi :

> la vitre supérieure doit toujours être constituée de VSF

> en cas de VSF double, seule l’utilisation de verre flotté ou de VPP est autorisée 

> Pour les VSF triples et plus, il est également possible d’utiliser le VST si les bords sont protégés 

> La largeur d’appui à l’état monté ne doit jamais être inférieure à 20 mm. Les tolérances et mouvements correspondants de l’ouvrage doivent être pris en compte 

> Il faut empêcher que le vitrage ne glisse ou ne se détache 

> La couche d’usure recommandée par la norme peut prêter à confusion. Il s’agit d’un verre feuilleté (c’est-à-dire un verre VSF multiple) dont la vitre supérieure ne peut pas être remplacée en cas d’usure.

Les vitrages carrossables doivent être conçus pour être utilisés conformément à la norme SIA 261, chapitre 8, catégorie F ou G, ainsi qu’aux chapitres 9 et 10. Il convient de garantir une résistance suffisante à la rupture. À cet égard, il s’agit de respecter des normes et réglementations plus poussées (SUVA, SIGAB, etc.). En principe, les exigences de construction du vitrage horizontal s’appliquent.

Aussi :

> la vitre supérieure doit toujours être constituée de VSF ;

> Pour les VSF doubles et triples, seule l’utilisation de verre flotté ou de VPP est autorisée ;

> Pour les VSF quadruples et plus, il est également possible d’utiliser du VST si les bords sont protégés ;

> La largeur d’appui à l’état monté ne doit jamais être inférieure à 20 mm. Les tolérances et mouvements correspondants de l’ouvrage doivent être pris en compte ;

> Il faut empêcher que le vitrage ne glisse ou ne se détache ;

> La couche d’usure recommandée par la norme peut prêter à confusion. Il s’agit d’un verre feuilleté (c’est-à-dire un verre VSF multiple) dont la vitre supérieure ne peut pas être remplacée en cas d’usure.

> Les charges ponctuelles élevées doivent être prises en compte lors de la réalisation du vitrage et de la structure de stockage ;

> Les bords des vitrages carrossables doivent être protégés.

Les éléments de construction en verre sous pression sont soumis, dans leur axe de construction, à des forces de compression et éventuellement à une flexion autour de l’axe faible. Le certificat d’absence de flambement doit être produit avec la longueur de flambement correspondante de l’élément de construction en verre. L’application de la charge doit générer une répartition aussi uniforme que possible de la pression dans l’élément de construction.

Le certificat des éléments de construction en verre contre le basculement doit être produit pour une sollicitation autour de l’axe fort de section transversale, par exemple pour les supports de vitrages (piliers et traverses). Le certificat de stabilité doit être produit pour l’axe d’élément le plus faible avec la longueur de flambage correspondante. En particulier, les appuis et les éléments stabilisateurs latéraux doivent être contrôlés en ce qui concerne leur rigidité et leur capacité de charge (détection correcte des torsions, etc.). Le certificat peut être produit à l’aide d’un calcul non linéaire selon la théorie deuxième ordre, ou encore, en tenant compte des imperfections indiquées, à l’aide d’un calcul non linéaire FEM et de courbes de dimensionnement.

Le cahier technique SIA 2057 donne des indications détaillées sur le stockage du verre et les assemblages en général, ainsi que sur certaines formes de stockage :

> Support linéaire pour verre

> Fixation ponctuelle du verre

> Rondelles de reprise d’efforts

> Assemblages collés