Brevet FR2387348A1 — publié le 19781110

L'invention concerne une fenêtre acoustique, c'est-à-dire une fenêtre présentant des propriétés d'insonorisation. Elle a plus précisément pour objet une fenêtre équipée d'un vitrage simple ou multiple et présentant, en essais en laboratoires, un indice d'affaiblissement acoustique, pour un bruit de trafic routier, compris entre 34 et 38 décibels acoustiques pondérés tels que définis ci-après. On sait que les mesures conduisant à la détermination de l'indice d'affaiblissement acoustique R d'un vitrage ou d'une fenê- tre sont décrites par exemple > dans la recommandation R 140 de l'Organisation Internationale de Normalisation ISO. On considere que le bruit engendré par un trafic routier moyen est défini par un certain niveau de pression correspondant à dix-huit fréquences prédéterminées, se succédant par tiers d'octave de 100 Hz 5 000 Hz. Ce niveau est exprimé en décibels (dB) par rapport au niveau de la pression acoustique minimum qui est perceptible. Pour chacune des fréquences considérées,#on affecte le niveau de pression acoustique d'un facteur de pondération ", bien connu des acousticiens et décrit, par exemple, dans la recomman- dation ISO R 123, et l'on obtient ainsi des niveaux pondérés T, exprimés en décibels acoustiques#dB(A)0 Pour chacune des fréquences considérées, on calcule la différence T-R et l'on obtient le niveau résiduel pondéré A correspondant au tiers d'octave associé de la suite des fréquences. L'ensemble des niveaux N représente le bruit du trafic routier extérieur tel qu'il serait perçu dans un local normalisé, séparé de l'extérieur par la paroi étudiée. Pour caractériser cet ensemble de niveaux par un seul nombre, on effectue une sommation sur les valeurs P des rapports des carrés des pressions acoustiques, c'est-à-dire sur les exponentielles des niveaux Na Autrement dit, pour un niveau N, on calcule la valeur PN #N îoN/lO associée, et l'on effectue ensuite la somma- tion des dix-huit valeurs correspondant aux dix-huit fréquences considérées Si l'on effectue cette sommation pour les niveaux acoustiques T, on obtient un niveau pondéré A de bruit extérieur égal A 70 dB (A), de sorte que, pour un vitrage ou une fenêtre déterminée ayant fait l'objet des calculs ci-dessus et de la sommation N, l'indice d'affaiblissement acoustique pondéré A, pour un bruit de trafic routier, est égal à 70 - EN. Deux laboratoires, en France, ont été agréés officiellement pour effectuer de telles mesures et la détermination de l'indice d'affaiblissement acoustique. Ces laboratoires sont le C.S,T,B,- (Centre Scientifique et Technique du Batiment) et le C.E.B.T.P. (Centre d'Etude du Bâtiment et des Travaux Publics). Devant l'élévation des niveaux sonores et les nuisances qui en résultent, les pouvoirs publics se sont donnés corme but de normaliser des fenêtres ayant un pouvoir d'affaiblissement acoustique élevé et un seuil qui est généralement retenu est 1'indice d'affaiblissement acoustique, en essais de laboratoires, de 35 dB (A) vis-à-vis du trafic routier. Dans ce but, on a déjà proposé d'utiliser des doubles fenêtres ou des fenêtres simples équipées d'un panneau vitré rapporté, dit "survitrage1. Outre que ces solutions se révèlent peu#satis- faisantes dans la pratique, sur le plan de l'insonorisation des locaux, elles nuisent a l'esthetique des fenêtres et compliquent l'ouverture de celles-ci. La Demanderesse, qui a longuement étudié ces proclames, a conçu un certain nombre de dispositions propres à conférer un tel indice d'affaiblissement acoustique à des fenêtres, notamment aux fenêtres ouvrantes (fenêtres à ouvrant à la française, fenêtres coulissantes, etc...), qui comportent un vitrage susceptible d'être monté en une seule opération sur le vantail, c'est-a-dire un vitrage monolithique ou un vitrage multiple scellé, sans panneau vitré rapporté. L'invention a précisément pour objet une fenêtre de ce type équipée d'un cadre standard et présentant,aux essais en laboratoire, un indice d'affaiblissement acoustique compris entre 34 et 38 dB (A). Dans la présente description et dans les revendications anne xées, on désigne par cadre standard des cadres utilisés communément pour la fabrication de fenêtres thermiquement isolantes. L'épaisseur de ces cadres varie en fonction de la nature du matériau constitutif et est généralement la suivante - cadres en bois t 44 à 52 mm t - cadres formés de profilés métalliques s 25 à 50 mm - cadres formés de profilés de matière plastique 40 à 60 mm. Selon une première caractéristique de l'invention, le vantail de la fenêtre est équipé d'un vitrage ayant une masse surfacique 2 inférieure ou égale à 40 kg/m et une épaisseur inférieure ou égale à 30 mm, qui présente un indice d'affaiblissement acoustique propre égal au moins à 31 dB (A) vis-à-vis du trafic routier et inférieur a 36 dB (A). Cette caractéristique des fenêtres conformes a l'invention est extrumement surprenante, puisque la Demanderesse a établi qu'S partir d'un tel vitrage ayant une masse et une épaisseur relativement faibles et présentant en essai en laboratoire un coefficient d'affaiblissement acoustique de 32 dB (A) seulement, par exemple, il est possible de réaliser une fenêtre ayant un coefficient d'affaiblissement acoustique supérieur et de l'ordre de 35 dB La Demanderesse ne peut avancer d'explication scientifique de ce phénomène inattendu et elle suppose simplement qu'il existe une interaction acoustique entre le vitrage et le cadre de la fenêtre. Comme vitrage, on pourra utiliser un vitrage simple, constitué par exemple d'une glace d'environ 10 mm d'épaisseur, ou un vitrage multiple. Parmi les vitrages multiples qu'elle a essayés, les préférences de la Demanderesse vont aux vitrages suivants s - vitrage double du type 10 (6) 4, c'est-d-dlire comprenant deux veuilles de verre ayant respectivement une épaisseur de 10 et 4 mm, séparées par an volume d'air de 6 mm d'épaisseur et préassemblées de façon étanche par des joints butyl (caoutchouc butyl additionné de polyisobutylène et de produits absorbants tels que les tamis moléculaires) 7 - vitrage double complexe du type 44 - 2 (6) - 5, c'est-àdire comprenant une première plaque de verre feuilleté , constitué de deux feuilles de verre de 4 mm d'épaisseur séparées par une feuille de 0,76 mm de polyvinylbutyral, et une seconde plaque de verre de 5 mm d'épaisseur séparée de la première plaque par un volume d'air de 6 mm d'épaisseur, avec des joints du même type que précédemment. Avantageusement, dans le cas d'un ouvrant, ce vitrage sera monté dans le cadre a l'aide d'un mastic mou (polyisobutylène, par exemple) que l'on applique sous forme de bandes préformées ou à la spatule, ou avec un joint souple (néoprène, par exemple) mais non avec du mastic oléorésineux usuel de vitrier. La pose du vitrage dans l'ouvrant devra naturellement être effectuée avec soin et l'on se conformera avantageusement à la norme du Document Technique Unifié D-T-U-39 .4. Selon une autre caractéristique de l'invention, la masse surfacique du cadre de l'ouvrant sera au moins égale a 0,8 fois et de préférence supérieure à 1,3 fois celle du vitrage. La Demanderesse a, en effet, constaté que le cadre de l'ouvrant doit présenter une certaine masse surfacique critique pour contribuer aux propriétés d'isolation phonique. C'est ainsi, par exemple, que les profilés en alliages légers, qui sont d'un usage courant pour réaliser des cadres de fenêtre, se révèlent inutilisables dans le cadre de la présente invention, à moins d'injecter & l'intérieur de ces profilés des matières plastiques denses, par exemple des mousses à cellules fermées et à peau intégrée, ou des résines polyesters comprenant des charges minérales telles que du carbonate de calcium. Des profilés ainsi chargés de matière plastique dense présentent l'avantage de pouvoir être ensuite usinés aux cotes exactes du cadre de l'ouvrant.Pour réaliser ce cadre, on peut aussi utiliser des profilés constitués en partie d'alliages légers et en partie de matière plastique t cette solution a l'avantage de combiner les propriétés d'isolation thermique et celles d'isolation phonique. C'est ainsi, par exemple, que, pour un cadre pour vitrage double, on pourra utiliser sur chaque face un profilé métallique et interposer une matière plastiquequi rompt ainsi le pont thermique entre profilés. On notera d' ail- leurs, à ce propos, que, Si la fenetre doit présenter aussi des propriétés d'isolation thermique, on utilisera de préférence un vitrage présentant un coefficient k de transmission inférieur 2 ou égal a 3 kcal/h/0C/n . Il est clair, enfin, qu'on pourra utili- ser du bois pour réaliser le cadre de l'ouvrant. Les travaux effectués par la Demanderesse ont montré que les exigences sont moindres pour le cadre du dormant que pour celui de l'ouvrant. Dans le cas où ce cadre du dormant est réalisé en profilés d'alliages légers, il est néanmoins préférable de remplir ces profilés de matière plastique dense, mais ce n'est pas impératif. Par contre, la Demanderesse a établi qu-'il est important de prévoir des joints entre le dormant et l'ouvrant, et qu'il est de loin préférable d'utiliser deux joints, disposés suivant les deux faces de la fenêtre. Ces joints pourront être des joints de types variés, par exemp#le des joints toriques en caoutchouc ou des joints en mousse. On préférera toutefois des joints & l##p#1esfenêtres à ouvrant à la française et des joints brosse à fibres de nylon, par exemple, d'une largeur d'environ 1 om, pour les fenêtres coulissantes. Entre le dormant et la maçonnerie, il faut éviter un montage avec du platre, car ce matériau transmet les vibrations et se révèle peu satisfaisant pour l'insonorisation. On utilise de préférence un montage souple avec des cales en matière plastique et des joints au néoprène. On notera que, dans ses essais de laboratoire, la Demanderesse utilise avantageusement des joints préformés de caoutchouc butyl entre dormant et maçonnerie, ou encore qu'elle met en place la fenêtre dans la feuillure en laissant subsister un interstice dans lequel un mastic est ensuite injecté sous pression, au pistolet. La Demanderesse a également constaté que le rapport des surfaces respectives du cadre de la fenêtre et du vitrage présente un certain caractère de criticalité. C'est ainsi, par exemple, que pour les fenêtres à ouvrant a la française, il est préférable que le cadre représente au moins environ i de la surface totale etie 3 vitrage les 3 de cette surface, tandis que, pour une fenêtre 3 1 coulissante, le cadre représentera au moins 4 de la surface totale 3 4 et le vitrage les 4 de cette surface. Outre leurs propriétés d'insonorisation, les fenêtres acoustiques conformes à l'invention présentent l'avantage d'être simples, peu épaisses et d'un coùt peu élevé, tout en présentant un aspect agréable à l'oeil. En outre, pour le fabricant, de telles fenêtres présentent l'avantage de-ne pas nécessiter une gamme de fabrication entièrement différente des articles usuels, puisque seul le vitrage peut changer entre fenêtres d'un type standard et fenêtres acoustiques, tandis que les autres organes peuvent servir indifféremment dans les deux versions. A titre d'exemple, deux formes de réalisation de fenêtres conformes à l'invention vont être décrites ci-après en référence aux dessins annexés. Sur ces dessins s La figure 1 est une coupe transversale partielle d'une fenêtre å ouvrant å la française, montée sur la maçonnerie du bâtiment t La figure 2 est une coupe analogue d'une fenêtre à vitrage coulissant. Dans le cas de la figure l, à laquelle on se réfèrera d'abord, le vitrage est un vitrage multiple du type 44-2(6)-5 rappelé cidessus, c' est-à-dire qu'il comprend deux feuilles de verre 1 et 2, ayant respectivement une épaisseur égale à 4 in, séparées par un film 3 de polyvinylbutyral de 0,76 s, puis un volume d'air 4 de 6 mm d'épaisseur et enfin une plaque de verre s de 5 mm d'épaisseur. Ce vitrage est d'un type connu, commercialisé par la Deman- deresse sous l'appellation Biver acoustique.Il est maintenu dans le cadre en bois 6 de l'ouvrant par du mastic mou 7 du type poly isobutylène et par uneparclose 6a. Entre l'ouvrant 6 et le dormant 8 sont interposés, sur les deux faces de la fenêtre, deux joints à lèvre 9, disposés en sens inverse l'un de # aautre et fixés respectivement sur l'ouvrant et le dormant. Le dormant 8 est solidaire de la maçonnerie 10 par des pattes de scellement Il fixées sur le cadre 8 par des vis 12. Entre la maçonnerie 10 et le cadre 8 sont interposés des joints préformés 13 de polylsobutylêne. Dans cette fenêtre, le cadre représente le quart de la surface totale de la fenêtre, tandis que le vitrage représente les troisquarts restants. Sur la figure 2, la fenêtre comprend un vantail fixe 20 et un vantail 21 monté coulissant par rapport au précédent. Ces deux vantaux sont identiques et comprennent chacun, comme dans le cas de la figure 1 un vitrage multiple 22 du type 44-2(6)-5. Ces vitrages sont montés dans la feuillure d'un cadre constitué de profilés 23 en aluminium, dans lesquels a été injectée une mousse 24 de matière plastique dense. Les vitrages 22 sont maintenus dans les feuillures par des joints 25 en néoprène. Des joints brosse 26 à fibres de nylon sont fixés sur les profilés 23 de façon telle que, dans la position de fermeture du vitrage représentée sur la figure 2, les joints d'un cadre soient en contact avec le cadre de l'autre vitrage. Dans ce vitrage coulissant, les profilés métalliques ont 28 mm d'épaisseur et le cadre qu'ils forment couvre le quart de la surface totale de la fenêtre. De telles fenêtres, ainsi équipées de vitrages présentant un indice propre d'affaiblissement acoustique de l'ordre de 32 dB (A) par exemple, montés dans des cadres standard, présentent, de façon surprenante, lors des tests d'essai en laboratoire du type rappelé ci-dessus, un indice d'affaiblissement acoustique d'au moins 35 dB (A). On rappelle queRdans ces essais de laboratoire, l'ouverture du mur de mesure qui est occupée par la fenêtre 9 tester est une ouverture rectangulaire Je 1,45 m X 1,43 (hauteur X largeur). Elle comporte une feuillure d'environ 2cm de large, permettant donc d'y placer des fenêtres d'environ 148X145cm (hauteur x largeur), un joint tel que celui référencé 13 sur la figure I comblant-le jeu périphérique entre cadre dormant et fond de feuillure REVENDICATIONS 1.- Fenêtre acoustique à cadre standard présentant aux essais en laboratoire un indice d'affaiblissement acoustique compris entre 34 et 38 dB (A) vis-à-vis du trafic routier, caractérisée en ce qu'elle comporte un vitrage simple ou multiple ayant une 2 masse surfacique inférieure ou égale à 40 kg/m et une épaisseur inférieure ou égale à 30 mm, qui présente un indice d'affaiblissement acoustique propre compris entre 31 et 36 dB (A). 2.- Fenêtre acoustique selon la revendication 1 présentant aux essais de laboratoire un indice d'affaiblissement acoustique d'au moins 35 dB (A) vis-à-vis du trafic routier, caractérisée en ce que le vitrage dont elle est équipée présente un indice d'affaiblissement acoustique propre d'environ 32 dB (A). 3.- Fenêtre acoustique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un vitrage simple constitué d'une glace présentant au moins environ 10 nua d'épaisseur. 4.- Fenêtre acoustique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un vitrage double du type 10 (6) 4. 5.- Fenêtre acoustique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un vitrage double complexe du type 44 - 2 (6) - 5. 6.- Fenêtre acoustique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le vitrage est monté dans le cadre de l'ouvrant à l'aide d'un mastic mou ou souple, éventuellement préformé en bande. 7.- Fenêtre acoustique A ouvrant selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la masse flurfacique du cadre de l'ouvrant est au moins égale à 0,8 fois et de préférence supérieure à 1,3 fois la masse surfacique du vitrage. 8.- Fenêtre acoustique selon la revendication 7, caractérisée en ce que le cadre de l'ouvrant est formé de profilés en alliage léger dans lesquels a été injectée une matière plastique dense. 9.- Fenêtre acoustique selon la revendication 7, caractérisée en ce que le cadre de l'ouvrant est formé de profilés constitués en partie d'alliage léger et en partie de matière plastique. 10.- Fenêtre acoustique à ouvrant selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que deux joints sont interposés entre le cadre de l'ouvrant et le cadre du dormant. 11.- Fenêtre acoustique à ouvrant à la française selon la revendication 10, comportant un ouvrant à la française, caractérisée en ce que lesdits joints sont des joints à lèvre. 12.- Fenatre acoustique coulissante selon la revendication 10, caractérisée en ce que lesdits joints sont des joints brosse. 13.- Fenêtre acoustique selon l'une des revendications 1 a 12, caractérisée en ce que le cadre du dormant est monté sur la maçonnerie suivant un montage souple, comprenant de préférence des cales en matière plastique et des joints.