Fiches Pathologie

ENVELOPPES ET REVÊTEMENTS EXTÉRIEURS

« Vieillissement et déformation des plaques translucides »

Le constatLes désordres affectant les plaques translucides utilisées en bardage ou en toiture peuvent être esthétiques (diminution de la transparence, brunissements, jaunissements) ou techniques (cassures, déformations par fluage, fuites, arrachements sous l'effet du vent). Le vieillissement du matériau en est souvent à l'origine.

Le diagnostic des désordres

Effet du rayonnement UV sur le PVC

Les plaques translucides sont constituées d'un matériau polymère de synthèse. Leurs propriétés sont différentes d'un polymère à l'autre.

Le Polychlorure de Vinyle (PVC)

Le Polychlorure de Vinyle (PVC) est un matériau rigide naturellement sensible aux ultraviolets (UV).

Sous l'effet du rayonnement UV, deux atomes de carbone voisins perdent, l'un un atome d'hydrogène, l'autre un atome de chlore. Une double liaison se forme alors entre les deux atomes de carbone. Une succession de telles doubles liaisons forme un chromophore qui absorbe la lumière dans le spectre visible. D'où la perception d'une coloration brune.

Cette réaction s'accompagne d'une modification des propriétés mécaniques, la succession de doubles liaisons formant une chaîne plus rigide. Le polymère devient donc plus cassant.

Cet inconvénient du PVC a été contourné ces dernières années par la production de plaques co-extrudées avec un film anti-UV protecteur.

La température a aussi un rôle important : une plaque de PVC commence à se déformer sous l'effet de son propre poids à partir de 60°C, même si les portées admissibles sont respectées.

Le polycarbonate (PC)

Le polycarbonate (PC) est un matériau sensible aux effets combinés des UV et de l'humidité. Son vieillissement se traduit par une coupure des chaînes du polymère qui entraîne un jaunissement et à terme une fragilisation. Les produits sont maintenant protégés sur leur face exposée par coating ou par co-extrusion. Il arrive toutefois que les faces soient interverties par erreur lors du montage.

Les plaques de polycarbonate supportent un certain cintrage à froid. Pour aller au-delà du rayon de courbure autorisé, il faut envisager de créer des pièces thermoformées.

Le nettoyage des plaques nécessite certaines précautions : les produits d'entretien abrasifs ou alcalins sont à proscrire.

Le polyméthacrylate de méthyle (PMMA)

Le polyméthacrylate de méthyle (PMMA) est assez résistant aux UV mais ne présente en revanche qu'une faible résistance aux chocs. Le cintrage à froid est déconseillé.

Le vieillissement se produit en surface. Il se traduit par une coupure des chaînes polymères et l'apparition de microcraquelures qui peuvent être l'amorce de ruptures sous contrainte.

Les polyesters renforcés fibres de verre (PRV)

Les polyesters renforcés fibres de verre (PRV) ont des caractéristiques beaucoup moins homogènes que celles des PVC, PMMA et PC, d'où une durabilité variable. En revanche, ces matériaux sont normalisés par l'AFNOR depuis 1983 (NF P 38-301, NF P 38-402, NF P 38-405 et NF P 38-504).

Les points sensiblesConcernant leur mise en oeuvre, ces produits sont, pour la plupart, sous Avis Techniques.

En toiture, les DTU de référence sont :

● Le DTU 40.32 - Plaques ondulées métalliques ;

● Le DTU 40.35 - Plaques nervurées métalliques.

La série de normes européennes EN 1013-2 à 1013-5 publiée de novembre 98 à avril 2000 (Indice de classement NF P-38-301-2 à 5), traite des spécifications de chacun des matériaux.

Le Cahier 2015 de juillet-août 1985 du CSTB donne une bonne idée de leurs propriétés de base.

Lire également le dossier du CSTB Magazine - Les Matériaux de Synthèse - N°102 mars 1997

Les conseils de prévention

● Tous les sinistres ne relèvent pas d'un vieillissement du matériau. Pour s'assurer du bon comportement mécanique de ces plaques, il est important de respecter les portées, le nombre de fixations (pour résister aux effets du vent) et les jeux nécessaires aux dilatations.

● Le PVC étant sensible aux élévations de température, il faut être attentif à la ventilation, l'exposition et à la couleur des ouvrages en contact avec la sous-face.

Fiche mise à jour : février 2009

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Fiches Pathologie - Glossaire

ENVELOPPES ET REVÊTEMENTS EXTÉRIEURS

« Vieillissement et déformation des plaques translucides »

PolymèreDésigne un corps stable dont chaque molécule (ou macromolécule) est constituée par l'association de plusieurs molécules monomères identiques d'un corps : par ex., le benzène (C6H6) est un polymère de l'éthylène (C2H2).

Les hauts polymères, tels que la cellulose, sont ceux dont la molécule est une répétition en chaîne d'associations de monomères.

La polymérisation désigne la soudure de molécules analogues sous l'action d'un agent extérieur (chaleur, pression, catalyseur, etc.)

Polychorure de vinyle (PVC)

Aspect

● Couleur naturelle : Cristal

● Transparent

Thermoformage

● Facile à thermoformer.

Propriétés Mécaniques

● Médiocre résistance au choc encore plus à basse température.

● Excellente rigidité.

● Excellente résistance à l'abrasion.

Propriétés chimiques

● Bonne résistance aux acides et bases.

● Bonnes résistance aux hydrocarbures aliphatiques, mauvaise résistance aux hydrocarbures aromatiques et chlorés, aux cétones et esters.

Tenue en température et tenue au feu

● Bonne tenue en température.

● A faible température, il devient cassant.

● Au feu, il brûle avec une flamme en dégageant des atomes de chlore qui inhibent la combustion. Il est autoextinguible.

UV

A l'état brut, le PVC est sensible à l'action des UV (Vieillissement accéléré). Les fabricants ajoutent au mélange des photostabilisants très efficaces.

ChromophoreQualifie une molécule colorée, la couleur étant due à un phénomène de résonance entre une double liaison chimique et la lumière d'excitation.

Co-extrudéL'extrusion désigne le procédé de fabrication d'un profilé (joint, moulure, etc.) en continu au cours duquel la matière en granulés, est fondue avant de sortir de manière continue par un orifice appelé filière qui lui donnera une forme permanente.

La co-extrusion suit le même principe, mais en associant plusieurs couches, chacune d'entre elles conférant une performance supplémentaire au matériau initial (amélioration de l'aspect, de la tenue aux UV, au choc …).

FilièrePièce d'outillage évidée suivant la forme d'un profil (cornière, fil, moulure, joint, tige, etc.), servant à la fabrication des profilés par étirage, tréfilage ou extrusion d'un matériau ductile ou plastique.

Polycarbonate (PC)

Aspect

● Aspect : Brillant

● Couleur naturelle : Cristal

● Transparent

Thermoformage

● Délicat à thermoformer.

Propriétés Mécaniques

● Excellente résistance au choc.

● Grande rigidité.

● Propriétés chimiques

● Très facilement attaquable par des bases fortes.

● Résistant aux acides minéraux et organiques dilués.

Tenue en température et tenue au feu

● Bonne tenue en température jusqu'à 135°C.

● Il est pratiquement autoextinguible.

UV

Tenue aux UV correct mais il a tendance à jaunir s'il n'est pas coloré. Il faut le traiter anti-UV dans ce cas.

Polyacryliques : PMMA ( polyméthacrylate de méthyle)

Aspect

● Aspect : Brillant

● Couleur naturelle : Cristal

● Transparent C'est le polymère qui offre la meilleure transparence. Il est très utilisé en optique.

Thermoformage

● Facile à thermoformer. Il faut le préparer en étuve de façon à réduire son humidité et à relâcher les contraintes.

Propriétés Mécaniques

● Médiocre résistance au choc

● Fragile et rayable.

Propriétés chimiques

● Très facilement attaquable par les hydrocarbures, l'alcool, ainsi que les acides et bases fortes.

Tenue en température et tenue au feu

● Bonne tenue en température jusqu'a 80 °C.

● Au feu, il brûle avec une flamme sans fumée excessive. Il est autoextinguible.

UV

● Bonne tenue aux UV.

● Il a tendance à se charger en humidité et ce qui peut entraîner d'importantes variations de dimension.

Avis techniqueDocument officiel de constat d'aptitudes relatif à un procédé, matériau, élément ou équipement de construction, en application de l'arrêté du 2 déc.1969.

L'Avis Technique est établi à la demande du fabricant ou de l' importateur (le "demandeur") si la technique ou le produit concerné est trop récent ou trop innovant pour avoir fait l'objet d'une normalisation, ou être intégré dans un Document Technique Unifié (DTU).

L'Avis Technique est élaboré par l'un des 14 Groupes Spécialisés de la Commission des Avis Techniques, dont le secrétariat est assuré par le CSTB. Ce dernier organise et conduit, en particulier, toute l'instruction technique du dossier.

JeuxJeu permettant la dilatation. Extrait des conditions générales d'emploi et de mise en oeuvre panneaux translucides alvéolaires en PVC du GS2.

3.4.1 prise en feuillure

Normalement, les panneaux en PVC sont livrés sur chantier, coupés à dimension en atelier, et ne nécessitent aucune recoupe. Cette fourniture à longueur, sur la base d'un calepinage préalable de la baie tient compte :

● d'un appui minimal résiduel de 20 mm sur l'aile du profilé la plus courte en traverse haute, dans le cas de température d'utilisation la plus basse en hiver ;

● d'un jeu de dilatation dû à l'allongement et au retrait des panneaux en fonction des variations de températures d'hiver et d'été (le coefficient de dilatation du PVC étant de 65 _ 10-6 ).

Par exemple : " pour des panneaux de 6 m, les ailes du profilé supérieur doivent avoir une hauteur de 55 mm minimum ".

L'expositionExposition des panneaux translucides. Extrait des conditions générales d'emploi et de mise en oeuvre panneaux translucides alvéolaires en PVC du GS2.

3.1 conditions d'emploi

Ces conditions sont définies par la carte ci-après , tenant compte à la fois du rayonnement solaire et de la température d'été. Cette carte définit quatre zones différentes.

Les départements 71 et 01 sont en zone 2, sauf les arrondissements de Châlons, Louhans, Mâcon et Bourg à classer en zone

3. 3.1.2 tableau des expositions, hauteur et inclinaisons

Les zones hachurées représentent les expositions exclues. Les autres cas d'exposition sont visés dans les Avis Techniques dont relèvent les procédés.

Conditions d'emploi Tableau des expositions, hauteur et inclinaisons

Bibliographie

Textes de référence

● Panneaux translucides alvéolaires en PVC. Conditions générales d'emploi et de mise en œuvre du GS2.

● Norme européenne EN 1013-2 (Indice de classement NF P-38-301-2) Plaques profilées éclairantes en matière plastique pour couverture en simple paroi - Partie 1 : exigences générales et méthodes d'essai (Boutique Afnor).

● Norme européenne EN 1013-3 (Indice de classement NF P-38-301-3) Plaques profilées éclairantes en matière plastique pour couverture en simple paroi - Partie 3 : exigences spécifiques et méthodes d'essai pour plaques en polychlorure de vinyle (PVC) (Boutique Afnor).

● Norme européenne EN 1013-4 (Indice de classement NF P-38-301-4) Plaques profilées éclairantes en matière plastique pour couverture en simple paroi - Partie 4 : exigences spécifiques, méthodes d'essai et performance pour plaques en polycarbonate (PC) (Boutique Afnor).

● Norme européenne EN 1013-5 (Indice de classement NF P-38-301-5) Plaques profilées éclairantes en matière plastique pour couverture en simple paroi - Partie 5 : exigences spécifiques, méthodes d'essai et performance pour plaques en polyméthylméthacrylate (PMMA) (Boutique Afnor).

● Cahier 2015 de juillet-août 1985 du CSTB.

Documentation

● Dossier du CSTB Magazine n° 102 (mars 1997) : "Les Matériaux de Synthèse".

● Edition Juillet 2009 des Communiqués de la Commission Prévention Produits mis en oeuvre (C2P) de l'AQC à télécharger au format PDF : ❍ communiqué n° 12 « Emploi de plaques en polycarbonate utilisées en couvertures ou en parois inclinées (NT) ».

Fiche mise à jour : juillet 2009

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