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NOTE DE L'ÉDITEUR
La norme NF EN ISO 527-1 d'avril 2012 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 527-1 (T51-034-1) : Plastiques - Détermination des propriétés en traction - Partie 1: Principes généraux (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1909 (Octobre 2019).
La norme NF EN 1991-1-4/NA de mars 2008 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN 1991-1-4/NA/A3 (P06-114-1/NA/A3) "Eurocode 1 : Actions sur les structures - Parties 1-4 : actions générales - Actions du vent - Annexe nationale à la NF EN 1991-1-4:2005 - Actions générales - Actions du vent" (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1903 (mars 2019).
RÉSUMÉ
Cet article lève un coin du voile sur les films intercalaires entrant dans la composition des verres feuilletés pour les applications bâtiment. La chimie des intercalaires et la caractérisation de leurs propriétés physiques, mécaniques et viscoélastiques permettent de mieux comprendre et appréhender le comportement et les performances des verres feuilletés. Les films PVB (butyral de polyvinyle) sont les plus connus et les plus prescrits. Les différents types d'intercalaires (PVB ou non) seront dévoilés dans cet article.
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Gérard SAVINEAU : Dr en physique-chimie - Expert verre feuilleté
INTRODUCTION
Le verre est souvent perçu comme étant un matériau fragile, cassant et transparent. Il protège des éléments naturels comme la pluie et le vent. Cependant en cas d'accident fortuit avec le verre (heurt direct, glissade, chute, mouvement de foule…) ou de catastrophes naturelles ou industrielles (ouragans, séismes, explosion d'usine…) ou pire d'actes criminels (attentat terroriste à la bombe, attaque à mains armées, cambriolage, vandalisme…), le verre ordinaire est de peu d'utilité et aggrave même les risques de blessures et de mortalité.
Le concept du verre « incassable », donc de sécurité, est né à la fin des années 1800 et début 1900 pour aboutir à la fabrication du verre trempé (Alfred de la Bastie-1874, Victor de Lyunes-1875) et des verres feuilletés (Charles Wade-1899, Benedictus-1903 et Wood-1905). Les intercalaires pour verre feuilleté furent d'abord développés pour satisfaire au besoin de l'automobile (fabrication des pare-brises) avant de trouver d'autres débouchés commerciaux dans le marché du bâtiment et plus récemment dans le marché du photovoltaïque et du verre structurel.
Dans cet article nous ne traiterons que des intercalaires permettant de fabriquer les verres feuilletés et verres feuilletés de sécurité pour le marché du bâtiment : PVB (butyral de polyvinyle), EVA (acétate de vinyle-éthylène), Ionoplast, TPU (polyuréthane thermoplastique) et CIP (résines de coulée).
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MOTS-CLÉS
EVA PVB Résine de coulée TPU Ionoplast verre feuilleté de sécurité photovoltaïque sécurité
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2. Chimie des intercalaires « non PVB » pour verre feuilleté
2.1 Résine et films d'acétate de vinyle éthylène (EVA)
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Généralités
Au début des années 1950, de nombreux groupes chimiques furent impliqués dans le développement des copolymères EVA (acétate de vinyle éthylène). Imperial Chemical Industry (ICI) – racheté depuis par Akzo Nobel – déposa le premier brevet EVA en 1950 et commença la commercialisation du produit. Dupont déposa aussi un brevet en 1956 et introduisit la gamme de produits « Elvax » en 1960. Depuis, les principaux producteurs d'EVA copolymères sont Bridgestone, Dupont, Exxon Mobil Chemicals et beaucoup d'autres. En ce qui concerne l'encapsulation des cellules pour modules photovoltaïques, on retiendra principalement les noms de Bridgestone (gamme de produits « Evasky® »), Sekisui (« S-LEC »), Tohso (« Nippoflex »), Dupont (« Elvax® »), Eastman (« Vistasolar® »), Exxon (« Escorène™ »).
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Chimie
La production de la résine EVA est basée sur la copolymérisation de l'éthylène (9) et de l'acétate de vinyle (3). Le procédé de fabrication à partir de l'acétylène est aussi possible (voir ci-dessus la première étape de fabrication du PVB) mais plus cher.
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1re étape : l'éthylène (9) (C2H4) réagit d'abord avec l'acide acétique (CH3CO2H) pour former l'acétate de vinyle :
![]()
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2e étape :
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L'EVA est normalement produite soit par un procédé de polymérisation en masse continue ou en solution. Le premier procédé produit des copolymères à bas poids moléculaire, alors que le second procédé donne des produits à haut poids moléculaire. Lorsque le niveau d'acétate de vinyle dans le polymère augmente, alors le niveau de cristallinité trouvé dans le polyéthylène seul diminue de 60 % à 10 %. Cela conduit...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BENNISON et al - High Performance Laminated Glass for Structurally Efficient Glazing. - HKIE/IStructE Joint Structural Division Annual Seminar : Innovative Light-weight Structure and Sustainable Façades, Hong Kong (2008).
-
(2) - STELZER - High Performance Laminated Glass. - Proceedings of Challenging Glass 2 – Conference on Architectural and Structural Applications of Glass, Delft, p. 467-474 (2010).
-
(3) - STELZER et al - High Performance Laminated Glass for Structurally Efficient Glazing. - Proceeding of International Symposium on the Applications of Architectural Glass (ISAAG). Munich, p. 65-77 (2008).
-
(4) - COLLETTE (D.) - Feuilles et films de polyuréthane thermoplastique (TPU). - Revue Technique de l'ingénieur. Plastiques et composites. ISSN 1762-8776 (2000).
-
(5) - WELLER (B.) et al - Technische Universität Dresden, Institute of Building Construction D-01062 Dresden, Germany. - Thermal Mechanical Behavior of Polymeric Interlayer Materials – Glass Performance Days (GPD 2009). Proceedings Book, p. 734-737 (2009).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Abaqus 2008, FEM (Finite Element Analysis), Abaqus, Inc. – Abaqus version 6.8-1. Manuals, 2008
COSMOS /M2.0, FEM (Finite Element Analysis), Advanced Modules (1998)
SJ Mepla version 3.5.8 – (Finite Element Analysis), Software for Structural Glass Design (logiciel pour le design des verres structurels-2012)
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Dusseldorf Glass Fair + « Engineered Transparency » (Glasstec 2012 – Allemagne – Toutes les années paires...
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