Brevet FR2488320A1 — publié le 19820212

La présente invention concerne des chassis thermique.- ment isolés utilisables dans des bâtiments, et elle a trait plus particulièrement à des chassis comprenant des éléments intérieurs et extérieurs reliés entre eux par une barrière thermique servant à retarder la transmission de chaleur entre l'intérieur et l'ex- térieur d'un bâtiment. Dans la construction de bâtiments modernes, il est bien connu d'utiliser des chassis structuraux en métal pour des com- posants connus tels que des cadres et chassis de portes et fe- nêtres. Des chassis métalliques offrent divers avantages, notaim- ment la durabilité et la facilité d'installation et d'entretien. Cependant, du fait de la conductibilité thermique relativement élevée des métaux, un chassis métallique qui est en liaison à la fois avec l'intérieur et l'extérieur d'un bâtiment établit un trajet de transmission rapide de la chaleur au travers du mur du bâtiment, en réduisant 1' isolation thermique désirée pour la structure. La réduction au minimunÈi telles pertes de chaleur est particulièrement importante du point de vue de la consomma- tion d'énergie. En conséquence, on a proposé de réaliser des chassis métalliques (par exemple des chassis de fenêtres et de portes) sous la forme d'ensembles d'éléments de chassis intérieurs et extérieurs séparés les uns des autres mais reliés entre eux structuralement par ce qu'on appelle un écrou ou barrière ther- mique, c'est-à-dire un ou plusieurs corps formés d'une matière de conductibilité thermique inférieure à celle du métal. Par exemple, la barrière thermique de liaison peut être constituée de polyuréthane coulé et solidifié entre les éléments intérieur et extérieur du chassis tout en étant retenu latéralement par exemple par une paroi métallique initialement formée avec et s'étendant entre les éléments intérieur et extérieur de chassis, mais qui est enlevée par usinage après la solidification du polyuréthane; cependant, de tels agencements sont compliqués et difficiles à réaliser, entre autres parce qu'il faut un temps assez long pour la solidification de la matière de la barrière thermique En variante, une barrière thermique peut être cons- tituée d'éléments en matière plastique extrudée (couramment du chlorure de polyvinyle) du type à blocage par enroulement ou par emboîtement, mais à nouveau les formes connues de tels élé- ments ont tendance à être structuralement complexes, d'une ins- tallation incommode et/ou vulnérables au démontage, notamment lorsqu'un ensemble de chassis o ils interviennent est soumis à une contrainte de torsion. En outre, l'utilisation de ces élé- ments nécessite généralement d'observer des tolérances dimen- sionnelles très serrées La présente invention concerne d'une façon fnérale un chassis thermiquement isolé comprenant des éléments métalliques intérieur et extérieur espacés l'un de l'autre, s'étendant dans des plans mutuellement parallèles et reliés entre eux par deux profilés en U essentiellement rigides, parallèles, allongés et thermniquement isolants qui couvrent l'intervalle entre les élé- ments de chassis et qui sont disposés de manière que les ailes de chaque profilé en U soient dirigés vers les ailes de l'autre profilé en U, chaque profilé en U comportant une aile qui est engagée dans une rainure ménagée dans un élément de chassis et son autre aile qui est engagée dans une rainure ménagée dans l'autre élément de chassis, les deux profilés en U formant avec les éléments de chassis dans ledit intervalle un volume d'air s'étendant longitudinalement et fermé latéralement, les deux parois latérales de chaque rainure étant pourvues de stries orientées longitudinalement et les ailes des profilés en U com- portant sur leurs deux c6tés une pluralité de barbes qui s'ac- crochent dans les rainures pour retenir les ailes dans celles-ci, les dimensions de section droite de chacune des rainures étant 248832 0 suffisamment grandes par rapport à celles des ailes pour per- mettre l'emmanchement serré de l'aile dans la rainure corres- pondante. L'expression "thermiquement isolant" utilisée dans la présente description en référence aux profilés en U signifie que la matière constituant ces profilés a une conductibilité thermique bien inférieure à celle des éléments de chassis. Typi- quement ou de préférence, les profilés en U sont fabriqués par extrusion d'une matière polymère organique, par exemple une ré- sine synthétique telle que du chlorure de polyvinyle, et ils sont non seulement caractérisés par une bonne aptitude de con- servation de forme, mais aussi par une résistance à la traction et à la compression relativement élevée. Dans le chassis selon l'invention, les profilés en U tournés l'un vers l'autre constituent en coopération une bar- rière thermique en forme de caisson ayant la résistance struc- turale désirée, en faisant en sorte que, lorsque l'ensemble est soumis à une contrainte de torsion autour de son axe longitudi- nal, les profilés en U individuels sont en tension et en ccmpres- sion au lieu d'être soumis à une contrainte de flexion, afin d'exploiter avantageusement les propriétés mécaniques d'une matière thermiquement isolante comme le chlorure de polyvinyle qui, bien qu'ayant une faible résistance à la flexion, possède une grande résistance à la traction et à la compression. Il est particulièrement important pour l'obtention des résultats dési- rés qu'il soit prévu des barbes longitudinales sur chaque côté de chaque aile de profilé en U et en complément des stries lon- gitudinales sur les deux parois correspondantes de chaque rai- nure de profilé en U. Le verrouillage ainsi établi (obtenu par emmanchement des ailes dans les rainures, c'est-à-dire par déformation du chlorure de vinyle assez rigide avec fluage à froid des barbes en position de façon que celles-ci soient coincées et retenues en-dessous des stries) empêche un délogement des profilés en U sous l'action de forces de torsion, mais on peut avantageusement l'obtenir avec des tolérances dimensionnel- les relativement larges, du fait de la présence des barbes et des stries correspondantes sur les deux côtés de chaque aile. La réalisation de l'ensemble final est rapide et simple, en ne nécessitant aucun temps de retard pour la solidi- fication de la barrière thermique, ni aucune phase d'enlèvement d'une paroi métallique de retenue initiale de liquide ou de pontet entre les éléments intérieur et extérieur du chassis. La barrière thermique possède des propriétés isolantes très satis- faisantes, du fait du bon effet d'isolation de l'espace d'air formé entre les profilés en U à l'interieur de l'intervalle et également de la faible conductibilité thermique des profilés en U proprement dits. En conséquence, des chassis conformes à l'in- vention peuvent être utilisés pour une grande diversité de composants de batirents, notamment (sans aucun effet limitatif) des chassis de fenetres, des chassis de portes, ou éléments ana- logues. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, et sur les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue partielle en perspective simplifiée d'une forme particulière de chassis selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe à échelle agrandie des profilés en U de la barrière thermique et des parties asso- ciées des éléments métalliques de chassis intervenant dans l'en- semble de la figure 1, et - la figure 3 est une vue en coupe horizontale partielle d'un chassis de fenêtre selon l'invention. Sur les figures 1 et 2, on a représenté un chassis 10 pour structure de bâtiment agencé conformément à la priesente invention, ce chassis comprenant un élément métallique intérieur 11, un élément métallique extérieur 12 et une barrière ou écrou thermique 14 comportant deux profilés en U 16 tournés l'un vers l'autre, thermiquement isolants et qui relient entre eux les deux éléments de chassis. Comme indiqué, l'ensemble 10 est destiné à représenter, d'u.-e manière un peu schématique et simplifiée, un chassis (tel qu'un chassis de fenêtre ou de porte) agencé pour être monté dans un mur de bâtiment de telle sorte que l'élément intérieur de chassis 11 soit dirigé vers l 'intérieur du bâtiment et que l'élément extérieur de chassis 12 soit dirigé vers l'ex- térieur du bâtiment. Chaque élément de chassis 11, 12, est un élément unitaire allongé qui est constitué d'un métal tel que l'aluminium (par exemple de l'aluminium pur ou un de ses alliages) et qui est fabriqué avantageusement par extrusion d'une manière classique. Pour simplifier le dessin, les éléments 11 et 12 sont représen- tés comme ayant des secteurs ou profils qui sont symétriques l'un de l'autre, mais en pratique (comne indiqué plus particu- lièrement sur la figure 3 qui sera décrite dans la suite), ces éléments n'ont pas besoin d'avoir des configurations identiques ou même semblables, excepté dans leurs parties immédiatement adjacentes à la barrière thermique. Les deux éléments 11 et 12 sont placés dans des posi- tions parallèles et étroitemenL espacées de façon à définir entre eux un intervalle allongé 18 à côtés parallèles. Spécifiquement, dans le mode de réalisation représenté, cet intervalle est formé entre une surface longitudinale plane 21 de l'élément 11, qui est tournevers l'élément 12, et une surface longitudinale plane 22 de l'élément 12, qui est tournée vers l'élément 11. Chaque profilé en U 16 est un élément essentiellement rigide formé d'une matière qui a une conductibilité thermique bien inférieure au métal des éléments de chassis 11, 12. Dans le nmde de réalisation considéré, les profilés 16 sont formés de chlorure de polyvinyle et sont fabriqués par extrusion d'une manière classique, en étant dimensionnés de façon à conserver leurs formes par eux-mêmes. Comme indiqué, chacun des profilés en U 16 comporte une âme centrale 24 et deux ailes parallèles et 26 situées respectivement le long de bords opposés de l'âme. Dans l'ensemble des figures 1 et 2, les ailes de chaque profilé 16 sont dirigées vers les ailes de l'autre profilé 16. Les deux profilés s'étendent le long de l'intervalle 18 en étant placés parallèlement l'un en regard de l'autre de façon à couvrir l'intervalle et à relier entre eux les éléments de chassis 11, 12, pour former avec eux un ensemble structuralement stable o un volume d'air, fermé latéralement, est ménagé longitudinalement dans ledit intervalle. Chaque profilé en U con-porte une première rainure 28 s'étendant le long de l'intervalle de façon à recevoir une des ailes d'un des profilés 16, et une seconde rainure 30, ouverte dans le sens opposé et s'étendant le long de l'intervalle de manière à recevoir une des ailes de l'autre profilé 16, afin que les ailes de chaque profilé 16 soient respectivement reçues dans des rainures des deux éléments de chassis sur des côtés opposés de l'intervalle. On voit que la rainure 28 située de chaque côté de l'intervalle est alignée avec la rainure 30 située du méme côté de l'intervalle de façon que les deux profilés en U 16 (qui ont des largeurs égales) soient placés en coincidence l'un avec l'autre pour constituer une barrière thermique ayant une forme de caisson. Chaque rainure 28 comporte deux parois latérales 32a, 32b, placées l'une en regard de l'autre et qui sont chacune pour- vues de plusieurs stries parallèles 34 orientées longitudinale- ment. Ces stries forment des nervures faisant saillie en direc- tion du centre de la rainure à partir des parois et s'étendant sur la longueur de la rainure. De mier, chacune des rainures 30 comporte deux parois latérales 36a, 36b, placées l'une en regard de l'autre et pourvues chacune de plusieurs stries longitudina- les parallèles 38 identiques aux stries 34 des rainures 28. Les stries sont solidaires des parois des rainures et elles peuvent être formées ccmyodément en utilisant une matrice d'extrusion de profil approprié lors de l'extrusion des éléments 10 et 11. Chacune des ailes 25 et 26 des profilés en U coeporte deux surfaces latérales opposées 40a et 40b qui portent plusieurs barbes longitudinales parallèles et élastiquement déformables 42 destinées à s'accrocher simultanément dans les stries de parois latérales 34 ou 38 d'une rainure 28 ou 30 lors de l'engagement de l'aile dans la rainure. Ces barbes sont des saillies s'étendant sur toute la longueur des ailes du profilé en U et elles sont solidaires de celui-ci, en étant formées pendant son extrusion. Les dimensions de section droite de chaque rainure 28 et 30 sont suffisamment grandes, par rapport à l'aile de profilé engagée dans celleci, pour permettre un emmanchement forcé de l'aile dans la rainure. Ainsi, les dimensions relatives de l'aile et de la rainure sont telles que, lorsque les éléments de chassis il et 12 sont positionnés camme indiqué sur les fi- gures 1 et 2, les profilés en U 16 peuvent être rontés (pour relier entre eux les éléments de chassis) par emmanchement forcé de leurs ailes dans les rainures; quand ils sont ainsi nontés, ils sont retenus en place par accrochage des barbes des ailes des profilés dans les stries des parois de rainures des deux côtés de l'aile correspondante. Pour absorber la déformation des ailes de profilé en U nécessaire pour établir 1'emmanchement forcé précité, il est avantageux de profiler et de dimensionner les rainures de telle sorte que, après insertion finale des ailes, il existe un espace 44 entre l'extrémité de chaque aile et le fond de la rainure dans laquelle l'aile est engagée. Il est à noter que, dans l'ensemble de chassis des figures 1 et 2, les éléments intérieur et extérieur 11 et 12 sont complètement isolés thermiquement l'un de l'autre par la barrière thermique 14 constituée des deux profilés en U 16 et pourvue du volume d'air confiné à l'intérieur de l'intervalle 18. Les composants de cet ensemble sont fabriqués correctement et commodément par des procédés d'extrusion classiques et ils sont assemblés avec facilité par un simple positionnement des élé- ments métalliques de chassis et par emmanchement des profilés en U thermiquement isolant. L'ensemble ainsi formé est structu- ralement stable et il est parfaitement capable de résister aux charges auxquelles de tels chassis sont ordinairement soumis en service. A titre d'illustration d'un environnement spécifique d'utilisation de l'ensemble de chassis selon l'invention, on a représenté sur la figure 3 un exemple de cadre de fenêtre comportant le chassis selon l'invention. Ce système, agencé pour être monté dans un mur de bâtiment (non représenté) comprend un ensaecle de chassis de fenêtre 50 agencé pour être fixé dans une ouverture de baie ménagée dans un mur à l'aide d'attaches 52 et pour supporter, en vue de l'exécution de mouvements de glis- sement vertical indépendants, un grillage de fenêtre 54, un cadre supérieur de fenêtre 56 et un cadre inférieur de fenêtre 58, le grillage 54 étant placé sur le côté extérieur du bâtiment. L'ensemble de chassis de fenêtre 50 comprend un élément intérieur de chassis 60 en aluminium extrudé et un élément exté- rieur de chassis 62 en aluminium extrudé qui sont reliés entre eux mais thermiquement isolés par une barrière thermique 14a conformément à la présente invention. La barrière thermique 14a peut être essentiellement identique à la barrière thermique 14 des figures 1 et 2; ainsi, comme indiqué, elle est constituée 248832 0 de deux profilés en U 16 thermiquement isolés et tournés l'un vers l'autre, qui comportent des ailes à barbes emmanchées dans des rainures striées formées dans les éléments de chassis et 62 le long de l'intervalle 18 défini entre ces éléments. De même, le cadre de fenêtre 56 comprend un élément de chassis intérieur 64 en aluminium extrudé et un élément de chassis extérieur 66 en aluminium extrudé qui maintiennent en coopéra- tion un ensemble 68 de vitres en verre. Les éléments de chassis intérieur et extérieur du cadre 56 sont reliés entre eux mais thermiquement isolés à l'aide d'une barrière thermique 14b, qui peut à nouveau être essentiellement identique à la barrière 14 des figures 1 et 2. Le cadre 58 peut avoir une structure sem- blable et comporter des éléments de chassis intérieur et exté- rieur 70, 72, en aluminium extrudé qui sont reliés entre eux par une barrière thermique 14c de rênme type. Il est à noter que, sur la figure 3, les particularités de structure du système à chassis non spécifiques de la présente invention ont été omises pour simplifier le dessin. REVENDICATIONS 1. Chassis thermiquement isolé coaprenant des éléments métalliques intérieur (11) et extérieur (12) espacés l'un de l'autre, s'étendant dans des plans mutuellement parallèles et reliés entre eux par deux profilés en U (16) essentiellement rigides, parallèles, allongés et thermiquement isolants, qui couvrent l'intervalle (18) entre les éléments de chassis, caractérisé en ce que lesdits profilés en U (16) sont disposés de manière que les ailes de chaque profilé en U soient dirigés vers les ailes de l'autre profilé en U, chaque profilé en U (16) com- portant une aile (25) qui est engagée dans une rainure (28; 30) ménagée dans un élément de chassis (11) et son autre aile (26) qui est engagée dans une rainure (28; 30) ménagée dans l'autre élément de chassis (12), les deux profilés en U (16) formant avec les éléments de chassis (11, 12) dans ledit intervalle un volume d'air s'étendant longitudinalement et fermé latéralement, les deux parois latérales (32a, 32b; 36a, 36b) de chaque rainure étant pourvues de stries (34, 38) orientées longitudinalement et les ailes (25, 26) des profilés en U (16) comportant sur leurs deux côtés une pluralité de barbes (42) qui s'accrochent dans les rainures pour retenir les ailes dans celles-ci, et en ce que les dimensions de section droite de chacune des rainures sont suffisamment grandes par rapport à celles des ailes pour permettre 1 'emmanchement serré de l'aile dans la rainure corres- pondante. 2. Chassis selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments de chassis (11, 12) sont formés par extrusion. 3. Chassis selon l'une des revendications 1 ou 2, ca- ractérisé en ce que lesdits profilés en U (16) sont formés par extrusion de chlorure de polyvinyle.