5CI1-A2-Ressources - Académie de Nancy-Metz

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http://www.zapgillou.fr/fillod/origines/origines.php Extrait de la plaquette "L'industrialisation selon
Ferdinand FILLOD" (Conseil d'Architecture d'Urbanisme et d'Environnement de Moselle - ARCELOR) :
Les bâtiments à parois inclinées se composent de travées verticales métalliques, accolées les unes aux
autres. Chaque travée possède deux portiques cintrés en acier profilé à chaud puis à froid, espacés entre
eux par des entretoises. Entre les portiques vient s'emboîter un panneau de bardage en tôle d'acier doux,
nervuré par emboutissage. Ce panneau peut être, selon les besoins, équipé ou non d'un vitrage ouvrant à
l'italienne ou remplacé par un panneau porte. Des tôles faîtières viendront se fixer dessus à l'aide de crapauds et
formeront la toiture du bâtiment. L'ensemble devient ainsi une carcasse métallique continue et pratiquement monobloc,
dont la longueur dépend du nombre de portiques additionnés. A chaque extrémité du bâtiment, les pignons sont emboîtés
dans les derniers portiques et peuvent recevoir des portes ou des fenêtres.
A l'intérieur du bâtiment, des panneaux isolants de dimensions identiques à chaque travée, peuvent être posés contre les
façades. Les cloisons, elles aussi préfabriquées, sont disposées au gré de l'utilisateur.
Produit en très grand nombre, 3 millions de mètres carrés, ce bâtiment était entièrement fabriqué dans les usines Fillod
de Florange selon les besoins précis de chaque utilisateur, et était livré sur le chantier en pièces détachées à assembler
facilement grâce à une notice de montage détaillée.
Le bâtiment à parois inclinées, réalisé en diverses largeurs, possède de grandes possibilités d'adaptabilité. Tous les
éléments le composant étant standardisés, ils peuvent être permutés en vue de modifier son habitabilité. De plus, les
pièces qui le composent peuvent être montées et démontées plusieurs fois sans aucune détérioration, par simple
emboîtement. Le nombre de travées peut être réduit ou augmenté à souhait, de même que différents bâtiments peuvent
être reliés entre eux au moyen de couloir préfabriqué. Des adaptations mineures de la structure étaient proposées selon
les climats : en régions tropicales, par exemple, la toiture est recouverte par des plaques formant parasol. Ces diverses
qualités ont permis à ce bâtiment d'être construit en grand nombre tout en répondant à des modes d'occupation très
diverses : logements, baraquements de l'armée, dortoirs, bureaux, réfectoires, dispensaires, chapelles, écoles, salles de
gymnastique, etc.
Aménagées en vaste salle unique, de nombreuses chapelles ont été réalisées à partir de structures à parois inclinées. La
légère inclinaison des pans de murs assure le contreventement du bâtiment et permet de dégager au maximum l'espace
intérieur.
De même, cette structure a largement été utilisé pour les abris de la ligne Maginot. La forme générale arrondie du
bâtiment, sans arrête saillante, diminuait les ombres portées et procurait une protection sensible contre les vues
aériennes.
Largement destiné à l'exportation grâce à la légèreté des éléments qui le composaient et à sa facilité de transport, ce
bâtiment fut aussi bien utilisé dans les régions polaires que sous des climats tropicaux.
Texte et photos : Conseil d'Architecture d'Urbanisme et d'Environnement de Moselle

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IV. Le comportement au feu des structures métalliqueshttp://membres.lycos.fr/rtmpailleron/types.html
Que demande-t-on à une structure en cas d'incendie? On lui demande deux choses: une stabilité et une résistance au feu.
Il est normal qu'elle ne soit pas un facteur de propagation et cela le plus longtemps possible. C'est pourquoi dans cette
partie nous allons nous intéresser aux facteurs influençant sur la résistance des structures métalliques en cas d'incendie.
1) Propriétés physiques de l'acier
Chaque élément a des avantages et des inconvénients. Un avantage indéniable de l'acier est qu'il est incombustible
(classification M0 des matériaux de constructions). Autre avantage de l'acier, il dispose d'une bonne ductilité, c'est à dire
une capacité à se déformer et à absorber une énergie sans rupture. Cette caractéristique est principalement employée dans
le domaine parasismique. Cependant l'acier a une forte conductibilité thermique. Cela signifie que sa température
augmente rapidement lors d'une exposition à la chaleur. Lors d'un incendie, l'exposition des structures métalliques peut
être le fruit de deux phénomènes: le rayonnement thermique des flammes et la convection, c'est à dire le déplacement des
masses de gaz chauds. De nombreuses études ont aussi démontré que l'acier à un comportement homogène lors de son
exposition à la chaleur. C'est ainsi qu'une formule empirique a pu être établie: On constate que l'échauffement Dqa pour
une période Dt est proportionnelle à la quantité de chaleur Q, qui correspond au rayonnement, à la température ambiante
etc…Il est évident que moins un feu est approvisionné en combustible, moins cette quantité de chaleur est importante.
D'où la nécessité de favoriser les matériaux incombustibles dans les procédés d'isolation notoirement. Cet échauffement
est également proportionnel à la surface échauffée (S). Cette notion est aussi capitale et influe directement sur
l'architecture.
En limitant les surfaces métalliques exposées, on atténue le phénomène de conductibilité thermique. Cp et ra sont les
données intrasèques de l'acier, ra étant sa masse volumique et Cp sa capacité calorifique. On peut jouer sur ces facteurs
lors de l'élaboration de l'acier.Ainsi l'addition de chrome, de vanadium, de molybdène permet d'accroître la résistance aux
températures élevées.
Le dernier facteur de cette relation est le volume à échauffer (V). Bien souvent le rapport S/V, appelé facteur de
massivité est utilisé. Plus ce facteur est grand, plus la surface affectée à l'échauffement est importante, plus
l'échauffement sera rapide. En utilisant la température de ruine (limite au-delà de laquelle une structure ne peut plus
supporter la charge pour laquelle elle a été conçue) déterminée expérimentalement, on peut, grâce à la formule,
déterminer le temps pendant lequel la structure assurera sa fonction. Cette notion correspond en fait à la résistance au feu
de la structure. Une résistance d'au moins 30 minutes est exigée légalement pour les établissements recevant du public
(ERP), mais elle varie en fonction de la nature de l'activité des bâtiments. En outre, tous les matériaux de construction
voient leur résistance diminuer sous l'effet d'une augmentation de la température. A compter de 500°C, l'acier perd ses
capacités portantes, la référence étant la capacité élastique de l'acier, elle aussi déterminée expérimentalement (cf Annexe
n°3 p 1).
2) Procédés d'amélioration du comportement au feu des structures métalliques.
Le risque en cas d'incendie d'une structure métallique est la ruine des parois plus rigides que l'acier. Ainsi ce dernier se
déformerait suite à l'élévation de température de la structure, entraînant des contraintes telles que les matériaux rigides à
son contact pourrait s'écrouler.
a) Intégration des éléments de structure
Dans les constructions, les ossatures métalliques sont fixées aux autres éléments du bâtiment. En intégrant les éléments
métalliques et les éléments de construction adjacents, on peut tirer partie des qualités de capacité calorifique et d'isolation
thermique. Ainsi par l'utilisation de poutres cornières, on réduit la surface exposée (cf Annexe n°3 p2)
On peut également noyer dans les éléments de construction les poutrelles en acier de sorte que seule la partie inférieure
soit exposée au feu.
Une solution économique peut être obtenue en soudant un plat d'acier sur la selle inférieure d'un profil laminé à chaud.
La dalle en béton prend appui sur le plat et protège la poutre contre une exposition directe au feu. La résistance au feu de
ce système varie en fonction de l'épaisseur et du revêtement du 'plat'.
Toutes ces méthodes s'appliquent également aux poteaux.
b) Isolation
L'isolation des éléments métalliques est le moyen le plus couramment utilisé pour protéger l'acier contre le feu. Lorsque
des éléments métalliques doivent impérativement satisfaire à des conditions sévères de résistance au feu, on peut les
protéger par une couche de matériau isolant empêchant le contact direct au feu. Ce matériau doit avoir une grande
capacité d'isolation thermique (norme ISO 834), être, le plus incombustible possible, être stable et ce le plus longtemps

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possible durant la période d'échauffement. Ils ne doivent pas produire de fumées toxiques sous l'effet de températures
élevées.
Dans cette catégorie on retrouve:
Ø les panneaux isolants (à base de plâtre, fibres minérales etc…);
Ø les produits projetés qui forment un caisson autour du profilé et qui se présentent sous la forme de mélanges pâteux ou
fibreux. Ils sont appliqués sur le contour en adhérent directement à l'acier ou projeté sur un grillage métallique formant
un caisson autour du profilé ;
Ø les produits intumescents qui ont la particularité de s'expanser lorsque la température atteint 250 à 300°C, formant une
meringue de quelques centimètres autour des profilés ;
Ø les plafonds suspendus qui font office d'écran et d'isolation thermique contre un échauffement excessif des poutres et
planchers ;
Ø les écrans anti-rayonnement thermique: des panneaux en tôle mince utilisés pour protéger des structures extérieures
entre autre ;
Ø le béton: des poteaux ou des poutres profilés en H enrobés de béton par exemple.
c) Constructions mixtes acier-béton
Une alternative à la protection conventionnelle de l'acier est offerte par la construction mixte acier-béton. Les éléments
structuraux mixtes facilitent la réalisation de structures résistant au feu tout en permettant de mettre en œuvre des
éléments en acier partiellement visibles. Le béton participe à la fonction porteuse de la structure et empêche la
propagation de la chaleur vers l'acier qui est au cœur de la section.
Il existe plusieurs procédés: dalles mixtes acier-béton, planchers à coffrage métallique, poutres mixtes, poteaux mixtes
enrobant ou non entièrement les profilés en acier, poteaux mixtes avec profilés en acier bétonné entre les semelles,
poteaux mixtes ou profilés creux remplis de béton.
d) Refroidissement par l'eau
L'utilisation d'un système d'irrigation par l'eau est une solution pour garder l'ossature métallique visible. Cette opération
est réalisée soit en faisant circuler de l'eau à l'intérieur des profils creux soit en installant des têtes de sprinkleurs
extérieurs.
Pour la circulation d'eau, 3 phénomènes sont utilisés pour l'effet de refroidissement:
Ø l'absorption de la chaleur par l'eau ;
Ø l'évolution de la chaleur par la circulation de l'eau ;
Ø la consommation d'énergie par la vaporisation de l'eau.
L'eau est ainsi remplacée au fur et à mesure de son échauffement.
Deux procédés sont utilisés : soit les éléments structuraux sont remplis d'eau au moment où l'incendie se déclare, posant
le problème du temps de remplissage, soit les structures sont remplies d'eau en permanence posant les problèmes du gel
et de la corrosion.
Dans le cas des sprinkleurs soit les têtes sont installées pour refroidir les éléments portant soit sur le côté non exposé au
feu de parois de compartiments en tôles nervurées destinées à empêcher la propagation du feu ( cf Annexe n°3 p 4 )

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Les maisons «tout acier» de Ferdinand Fillod
Comme Jean Prouvé, Ferdinand Fillod a été un pionnier de la préfabrication métallique. Ce premier
itinéraire invite à découvrir les réalisations de ce visionnaire avant la Seconde Guerre mondiale.
Ferdinand Fillod «a contribué à porter le rêve de sa génération, convaincu que l’accès au logement
confortable pour le plus grand nombre passait par la mise en œuvre de solutions nouvelles »,
expliquait l’architecte Bertrand Lemoine lors d’une exposition réalisée en 2002 par le Caue de
Moselle. Outre l’église de Crusnes édifiée en 1938, on peut découvrir dans la région d’autres œuvres
très originales de cet inventeur.
1. L’usine Fillod (1929)
Notre itinéraire commence devant la mairie de Florange. En sortant, prenez à droite la rue de
l’Ancienne-Tannerie et continuez sur la droite au-delà de la ligne de chemin de fer. On découvre le
long de la voie ferrée l’ancienne usine Fillod depuis le long bâtiment transversal jusqu’aux bureaux
situés au n°8. Ferdinand Fillod est né dans le Jura en 1891. Après avoir reçu une formation de
chaudronnier et de soudeur, il ouvre après la guerre un petit atelier spécialisé dans la fabrication de
matériel de ferme. Afin de se diversifier, il met au point dès 1928 un système de préfabrication de
bâtiments métalliques qu’il fait breveter. Pour faciliter son approvisionnement en acier, il s’installe
en 1929 à Florange et s’associe avec De Wendel pour fonder la société des Constructions
Métalliques Fillod.
2. La cité Fillod de Florange (1932)

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Revenez sur vos pas et, près de la mairie, tournez à droite dans la Grand’Rue. Observez la maison
jaune au n°223 et tournez à droite. Cette cité de maisons "tout acier" a été construite en 1932 pour les
ouvriers de l’entreprise. Aujourd’hui certains pavillons ont été détruits, d’autres transformés. Les
maisons les moins modifiées se situent au bas de la rue. Comme pour l’église de Crusnes, les murs
doubles parois sont composés de panneaux verticaux en tôle d’acier emboîtés sans boulon ni
soudure. La maison de 3 ou 5 pièces, solide, insonore, chaude en hiver, fraîche en été, était vendue
sur catalogue, livrée clef en main en 14 jours, peintures et tapisseries comprises. La préfabrication en
usine, la suppression de nombreux frais de déplacement sur chantier permettaient de diminuer de
moitié le prix par rapport à la maçonnerie.
3. Les immeubles Fillod de Hayange (1937)
Au centre de Hayange, prenez la direction de Neufchef. Les quatre derniers immeubles sur la gauche
du n°127 au n°149 rue St-Théodore ont été construits en 1937 par Fillod pour les mineurs selon la
même méthode. Chaque immeuble d’un étage comprend trois logements avec "pergola" ouverte à
l’entrée. L’ensemble présente des éléments de confort appréciables : grande cuisine et salle à manger
au rez-de-chaussée, trois chambres à l’étage, grands placards, parquets en bois et au sous-sol deux
grandes caves. Ce furent les 1res maisons de la cité Gargan à être équipées de toilettes intérieures et
alimentées par le gaz de ville.
4. Doncourt-cités (1936-1937)
Notre itinéraire nous mène près de Longuyon. Dans les casernes de sûreté de la ligne Maginot, une
partie des bâtiments ont été construits en fer. Trois sociétés se partagent le marché : Fillod, Grames
et Forges de Strasbourg. L’entrepreneur de Florange est le plus innovant. Au-delà de la côte vers
Doncourt-village, on passe devant le quartier des sous-officiers. Au n° 3 route de Baslieux, voici la
dernière maison Fillod de la cité restée en l’état. Elle comprend une salle de séjour, une cuisine, deux
chambres, une salle d’eau ainsi que des W-C. Deux autres maisons Fillod à proximité ont été
modifiées. L’entreprise de Florange avait aussi construit l’agence postale et le mess des officiers.
Ces maisons Fillod "tout acier" ont été vendues avant la guerre à de nombreux exemplaires dans
d’autres régions de France, par exemple à Neuilly-sur-Marne pour l’extension d’un hôpital et à
l’exportation. L’usine de Florange est ensuite occupée par les Allemands et transformée en atelier
d’armement.
Itinéraire proposé par Jean Boucon.A suivre. Publié le 08/02/2009