Guide pour la conception des planchers de verre

Concevoir un plancher de verre en toute sécurité

Un plancher de verre est un vitrage sur lequel les gens vont marcher: la moindre négligence de conception peut avoir des conséquences graves. 

Ce guide se veut un condensé des points importants à prendre en considération dans la conception des planchers de verre. 

Points abordés: nombre de couches de verre, choix du traitement thermique selon l'intercalaire, risque de bris dû aux impacts de corps durs, risque de chute dû à la glissance, cales d'appui, impact des encoches au niveau du vitrage et rigidité de la structure porteuse.

SÉCURITÉ STRUCTURELLE

La redondance... comment assurer la sécurité suite à un bris?

Le verre est un matériau fragile avec des propriétés mécaniques variables. Il peut donc se briser sans avertissement. Contrairement à un garde-corps auto-porteur en verre, le plancher de verre ne peut être constitué d'un vitrage laminé composé de seulement deux couches.

Pour être conforme aux normes, à moins d'avoir recours à des essais, le plancher de verre doit être laminé avec un minimum de trois couches de verre. Si l'une des couches se brise, les deux autres reprennent la charge et empêchent la chute ou l'effondrement; c'est ce qu'on appelle la redondance. 

Les trois couches sont généralement de même épaisseur puisqu'il est difficile de prévoir quelle couche pourrait se briser. La couche du dessus est plus sujette aux égratignures et aux impacts, mais la couche du dessous est plus solicitée en flexion.

MATÉRIAUX & ASSEMBLAGE

Le laminage: bien choisir l'intercalaire

Un vitrage laminé empile plusieurs feuilles de verre séparées par un intercalaire qui les maintient collées entre elles même après un bris. Par contre, le choix de cet intercalaire change tout.

Le PVB standard (polyvinyl butyral, un polymère viscoélastique) est l'intercalaire le plus courant, mais il est trop souple pour l'utiliser avec trois couches de verre trempé superposées: en cas de rupture simultanée, le vitrage pourrait se décrocher et tomber; un risque catastrophique pour les utilisateurs. Cette composition n'est d'ailleurs plus permise pour les garde-corps (ref.: CSA A500). Ce serait donc un non sens de l'utiliser à l'horizontal pour un plancher de verre. 

Deux solutions potentielles: 

1. Le SentryGlas® (un intercalaire de type ionomère, une centaine de fois plus rigide qu'un PVB standard) permet de laminer trois couches de verre trempé et l'utiliser en toute sécurité dans une application de plancher. 

2. Un PVB à haute résistance est aussi possible, mais avec une réserve importante: sa rigidité chute rapidement dès qu'on excède les 20 degrés Celcius. Il faut donc éviter de l'utiliser là où le vitrage sera exposé à des hausses de température; en extérieur, ou à proximité de grandes baies vitrées orientées vers le soleil.

À noter que l'intercalaire aura généralement 1.5mm (0.060'') lorsque combiné avec le verre traité thermiquement pour compenser les ''roller waves''... petites vagues créées à la surface des verres traités thermiquement lors du processus de trempe.

Lors de la conception, il faut porter une attention aux effets de la température, un vitrage exposé aux rayons du soleil ou à une source de chaleur (éclairage ou autre). Une température plus élevée pourrait avoir un impact sur l'épaisseur des couches de verre. Bien que le SentryGlas® soit moins sensible aux changements de température, il reste tout de même affecté par celle-ci.

↑ ce type de bris de verre laminé est possible avec du verre trempé et du PVB standard

RÉSISTANCE AUX IMPACTS

L'épaisseur et le traitement thermique de la couche supérieure: anticiper la chute d'un objet

Tel que mentionné plus haut, la couche de verre du dessus est celle qui encaisse les chocs: talon, pierre sous un soulier, objet métallique qui tombe, etc. 

Bien qu'il n'est pas proscrit d'utiliser du verre renforcé à la chaleur (semi-trempé) et bien que ce soit favorable pour la réstance en cas de bris, nous ne recommandons pas l'utilisation d'un verre semi-trempé au niveau de la couche supérieure puisque ce dernier est beaucoup moins résistant aux impacts de corps durs. Le verre trempé résiste beaucoup mieux à ce genre d'impact. 

Il faut mentionner que l'épaisseur a aussi son rôle pour la résistance aux impacts. 

Par conséquent, même si des couches de verre trempé de 6 mm d'épaisseur pourraient suffire dans certains cas pour des petites ouvertures, l'utilisation d'une telle épaisseur pourrait ne pas être adéquate pour la résistance à l'impact.

CONFORT D'USAGE

Une surface qui ne glisse pas

Marcher sur du verre, c'est aussi une question d'adhérence. Il faut idéalement prévoir un motif de céramique frittée (un émail cuit directement sur la face supérieure du verre) pour créer une texture antidérapante, surtout lorsqu'exposé à l'humidité. C'est un détail qu'on choisit tôt puisqu'il touche à la fois l'esthétique et la sécurité du plancher.

SUPPORT & APPUIS

Les cales d'appui: un élément primordial

Le vitrage ne repose jamais directement sur la structure: une cale d'appui périphérique (continue d'une dureté 30-45 shore A) répartit la charge et absorbe les légères imperfections de la structure. Sa largeur doit être calculées selon les charges  applicables au projet. À noter que pour une exposition aux conditions extérieures, le néoprène serait à éviter. Dans ce cas, une cale continue en silicone serait préférable. Certains type d'EPDM résistent aussi aux intempéries.

1: Cale d'appui périphérique

FABRICATION

Effet des encoches dans les verres

Une encoche (une découpe locale dans le contour d'un verre) pour contourner un poteau ou une fixation crée une concentration de contraintes. Il faut les éviter autant que possible, car elles exigent généralement un verre plus épais et un rayon généreux au fond de l'encoche. Cela s'applique aussi pour les percements.

STRUCTURE PORTEUSE

Des tolérances plus sévères

Un plancher de verre est plus sensible aux déformations la structure. Étant donné la grande rigidité des verres utilisés pour la conception des vitrages de plancher, une trop grande déformation de la structure pourrait faire en sorte que le vitrage se retrouve en appui ponctuel plutôt qu'en appui de façon continue au périmètre.

Pour un plancher de verre, la déformation de la structure de support doit être limitée à des valeurs plus restrictives (généralement L/500) que celles admises pour une structure supportant des éléments autres que le verre (généralement L/360).

Il faut aussi prévoir des tolérances plus sévères au niveau de la planéité et de l'alignement des différentes composantes. Nous consulter pour plus de détail.

2: Déformation: L/500 et tolérances d'alignement strictes

EN RÉSUMÉ

🔑 Les sept points à valider avant de dessiner un plancher de verre

Sécurité

Trois couches minimum 

Matériaux

SentryGlas plutôt que PVB standard pour trois couches de verre trempé; un PVB haute résistance reste possible si non exposé à des températures élevées.

Impacts

Vérifier l'épaisseur du verre du dessus 6 mm trempé peut être insuffisant, même sur un petit vitrage.

Confort

Céramique frittée antidérapante un motif fritté en face supérieure pour une meilleure adhérence.

Appuis au périmètre

Cales dimensionnées au projet largeur calculée selon les charges du projet

Fabrication

Pas d'encoche si possible sinon: verre plus épais et rayon généreux en fond d'encoche... à confirmer par simulation

Structure

Tolérances de déformation plus restrictives la structure de support doit être plus rigide et plus précise qu'une structure ordinaire, pour ne pas transmettre d'efforts imprévus au vitrage.

Chaque plancher de verre est un projet sur mesure!

Les principes ci-dessus sont fourni à titre d'information. Chaque projet doit être analysé par un ingénieur spécialisé dans les calculs de verre structurel.

Contactez-nous lors de la conception de votre prochain plancher de verre!

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