Et donc vous pensez être en sécurité? (partie 1)
Récemment, je me suis mis au défi de créer un nouvel article chaque semaine pour essayer d'aider les gens à mieux comprendre comment fonctionne le verre et quels sont les pièges. Pour être honnête, c'est un énorme défi pour moi… avec mes deux filles, ma femme qui travaille sur des chiffres de 12 heures comme infirmière, mes deux entreprises, les comités dans lesquels je participe, le temps pour créer du contenu pour un article est définitivement limité. Mais je pense vraiment que les gens en ont besoin avec toutes les informations contradictoires que nous voyons partout.
Alors hier soir, en lisant, avant de me coucher, j'ai eu une idée d'article. Récemment, j'ai eu deux conversations différentes concernant les garde-corps en verre avec pinces (spigots). Comme celui que nous voyons ci-dessous.
La première conversation que j'ai eue était avec mon associé Christian au sujet d'un garde-corps sans main courante et avec du verre monolithique (non laminé) et bien sûr installé avec des pinces. J'ai été étonné d'entendre ça parce que sans aucun calcul, on savait que le garde-corps n'était pas conforme aux codes et normes.
Je sais ce que vous pensez probablement, oui, mais si c’est pour une application résidentielle? Malheureusement, la partie 9 du code national du bâtiment canadien, qui concerne les petits bâtiments de type résidentiel, fait référence à la norme canadienne pour le calcul du verre CAN/CGSB-12.20-M89 ou à la norme américaine ASTM E1300… Même chose pour les bâtiments commerciaux (voir 9.6 .1.3 et 4.3.6.1.). Selon la norme canadienne, on ne peut même pas fournir un garde-corps en verre sans main courante :
C’est basé sur le fait que le verre est un matériau fragile aux propriétés variables. On a donc besoin de redondance quand on conçoit un élément structurel en verre. La redondance c’est seulement un terme sophistiqué pour dire que le verre structurel doit être conçu en s’assurant d’avoir un filet de sécurité en cas de défaillance d'un ou plusieurs morceaux de verre.
Sans aller trop dans le détail, il existe maintenant une norme relativement nouvelle, la CSA A500 pour les garde-corps, qui n'est pas encore adoptée par le code national du bâtiment, mais qui fournit quand même d'excellentes lignes directrices pour les garde-corps en verre. Selon cette norme, on peut concevoir un garde-corps sans main courante, mais sous certaines conditions. La première étant que le verre doit être laminé avec une certaine épaisseur pour permettre la redondance. La norme mentionne également qu’on ne peut pas utiliser de verre trempé combiné au PVB. On peut seulement combiner du verre trempé avec une couche intermédiaire rigide comme le SentryGlas (SGP) ou d'autres produits similaires.
Donc le premier problème avec le garde-corps en verre installé avec des pinces qu’on a vues plus haut: pas de main courante et verre non laminé → ce qui est clairement incorrect.
Le deuxième problème concerne l’épaisseur, que je n’avais pas mentionné. Le verre était censé être un monolithique trempé de 12mm. Je savais déjà que c'était incorrect pour le type de supports (pinces/spigots).
Même pour un immeuble résidentiel, parce que les charges des bâtiments résidentiels ne sont pas si différentes de celles des bâtiments commerciaux. En fait, la charge ponctuelle (1 kN [± 225 livres]) est la même pour les bâtiments résidentiels (partie 9) et commerciaux (partie 3). La charge linéaire est différente (0,5 kN/m vs 0,75 kN/m) en raison du taux d'occupation.
J'ai donc décidé de faire une simulation avec un logiciel d'analyse par éléments finis, autrement dit on met toutes les informations dans un logiciel et on le laisse travailler pour nous!
Sans entrer dans les détails, j'ai obtenu 209 MPa et la norme canadienne n'autorise que 96 MPa pour la dimension analysée. On est donc à plus de deux fois le maximum autorisé par la norme !
Peut-être que la personne avait prévu d'ajouter des pinces entre les verres… c’est possible, voyons voir ce que ça donne.
Avec les pinces entre les verres dans le haut, on obtient 118.5 MPa (123 %) pour un verre de 1220 mm de large. C’est quand même 23% de trop.
Au cas où vous vous demanderiez ce que ça donnerait avec un verre laminé 2 x 6mm trempé avec du PVB, pour le même cas de charge au lieu de 123%, on obtient 273% pour le verre laminé (263 MPa ÷ 96 MPa)… 2.7 fois ce que le verre peut supporter… loin d'être une solution viable. Et de toutes façons, la norme A500 ne permet pas d'utiliser du verre trempé avec du pvb. Et un verre 2 x 6mm laminé et trempé ne résisterait pas aux exigences de post-bris… même avec un Sentryglas.
Si on a les pinces dans le haut et que le garde-corps est à l’intérieur, on obtient 93,9 MPa (98%), avec le verre 12mm trempé, mais toujours aucun filet de sécurité. Rappelons nous que la norme CAN/CGSB-12.20-M89 exige d’avoir un élément qui reprend les charges en cas de bris (redondance) et que le code du bâtiment réfère à cette norme pour le calcul du verre.
Il faut aussi mentionner qu’on a fait aucune vérification pour des verres avec des formes autres que rectangulaire (escalier). Les verres d’escalier sont toujours plus critiques étant donné la forme de parallélogramme.
Conclusion
Comme on l’a vu plus haut, on ne peut pas utiliser une seule couche de verre trempé de 12 mm car ça ne respecte pas le principe de redondance qui est à la base de tout calcul de verre structurel.
On a aussi discuté du fait qu'un verre 2 x 6mm trempé et laminé même avec SentryGlas (SGP) ne suffirait pas à supporter la charge après la rupture d’une couche de verre, même avec des pinces dans le coin supérieur. Ce qui fait que dans tous les cas, l'épaisseur sera supérieure à 2 x 6mm … l'épaisseur sera vérifiée en fonction des conditions du projet (nombre de pinces, la forme des verres, la rigidité des cales de néoprène entre le verre et les pinces, charges de vent, largeur du verre, etc.).
Avis important!
Les pinces doivent être vérifiées ou testées pour s'assurer qu'elles peuvent reprendre les charges de garde-corps. Même chose pour les vis qui les relient à la structure.
Assurez-vous également que les pinces peuvent accueillir un verre laminé. Beaucoup de support à vitrage ne sont pas fait pour les verres laminés.
Si vous ne souhaitez pas de main courante ou de lisse supérieure, les calculs seront à faire avec un verre laminé et intercalaire rigide (SentryGlas ou équivalent). L'épaisseur du verre laminé devra être calculée en considérant la rupture d'au moins une couche de verre.
Je dirais également que les pinces entre les panneaux de verre dans le coin supérieur sont un ‘’MUST’’ parce que ça va réduire la contrainte dans la couche de verre restante en condition post-bris. Tout ça en transférant une partie de la charge aux autres panneaux de verre. Ce qui va permettre d’optimiser l’épaisseur globale de l’assemblage.
Chaque projet doit être vérifié par un ingénieur qualifié spécialisé dans le calcul du verre structurel parce que le verre est un matériau différent nécessitant des considérations et des connaissances particulières.
J'espère que ces informations vous aideront dans votre processus de sélection.
Rendez-vous dans la deuxième partie de ''Et donc vous pensez être en sécurité?''
À bientôt!
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