Brevet FR2570409A1 — publié le 19860321

2s5 70409 La présente invention concerne une série de fenêtres de toit, s'adaptant aux matériaux de couverture courants et à une variété de pentes. Elles sont destinées à l'aménagement de combles et ce qui les distingue, tout particulièrement c'est d'avoir leurs surfaces transparentes disposées en relief par rapport à la toiture. Autrement dit, il s'agit de fenêtres possé- dant trois, et non deux dimensions. Cette particularité confère aux fengtres en question bon nombre de leurs justifications, à savoir qu'elles conjuguent l'ensemble des qualités dont les solutions classiques (lucarnes traditionnelles et fenêtres de toit "Velux" ou similaires) ne sont que partiellement pourvues, tout en ne comportant aucun des inconvénients de ces dernières. En effet, à la manière des lucarnes traditionnelles, elles permettent à l'endroit de la fenêtre la station debout sur toute la profondeur de la pièce, et donc de bénéficier d'un volume complémentaire, gagné sur l'extérieur. Avantages qui s'ajoutent à ceux généralement admis pour les fenêtres de toit, c'est-à-dire qu'elles procurent à surface éclairante égale, beaucoup plus de lumière qu'une lucarne traditionnelle, o la fenêtre est disposée verticale- ment dans un caisson en saillie et non dirigée vers le haut et les sources na- turelles de lumière. S'agissant de produits industriels, prgts à poser, s'installant avec leurs raccordements en quelques heures, les fenêtres selon l'invention, ne su- bissent pas non plus les contraintes liées à la mise en oeuvre des lucarnes traditionnelles. Ces ouvrages, en effet, nécessitent avant exécution, une démarche techni- que et esthétique complexe - (faisabilité par rapport à la structure existante, désir d'éviter une détérioration de l'harmonie générale, etc *o) - et naturel- lement, des travaux bien plus importants et onéreux. Enfin, les fenêtres Ctidimensionnelles échappent à une objection majeure par rapport aux fenêtres de toit habituelles, à savoir que l'usager ne peut s'approcher de l'allège en raison de l'inclinaison du vitrage. Particularité qui interdit une vision convenable vers le bas de la maison (sauf en position ou- verte). Mieux, les fengtres selon l'invention offrent en position fermée une vue véritablement panoramique dans toutes les directions, celle-ci étant simplement limitée par le toit. Avec un jeu de stores posés extérieurement et intérieurement, on peut préserver l'intimité de la pièce, ou au contraire, laisser largement pénétrer la nature, favorisant ainsi un rapport neuf - plus direct, à la façon des vé- randas - entre milieux intérieur et extérieur. Les volumes géométriques, proposés par l'invention, concernent des pyra- mides et des prismes triangulaires à base polygonale carrée ou rectangulaire 2 2570409 limitant les fenêtres au droit de la toiture. Pour leur ouverture, les fenêtres selon l'invention, sont pourvues d'un ensemble bâti fixe (ou dormant), surmonté d'un cadre semi-fixe, ou d'une struc- ture tridimensionnelle, également semi-fixe, coulissant horizontalement sur des rails agencés sur le bâti fixe, et sur lequel sont assemblés en leur partie su- périeure horizontale au moins un battant pivotant. Avec le mouvement pivotant du/battant (s) on assure le serviîedlouverture quotidien, et, en faisant coulisser les éléments semi-fixes plus le/battant (s), de part et d'autre de l'ouverture pratiquée dans le toit, on permet l'accès aux (des) parois extérieures du battant (s) afin de procéder à leur nettoyage ou à leur entretien. Le cadre ou la structure tridimensionnelle est dénommé "semi-fixe" dans la mesure o ces éléments demeurent immobiles sur le bâti fixe, sauf pour le nettoyagee Des lucarnes possédant des principes d'ouverture se rapprochant de ceux qui viennent d'être décrits sont connus du Brevet Francais 2 335 666 qui concerne une construction composée d'un bâti fixe et dedeuxcadres superposés, dont le premier se positionne comme un battant pivotant avec un ressort pneumatique pour surmon- ter le poids, tandis que l'autre, agencé sur le dessus du premier se déplace hori- zontalement, afin que le vitrage extérieur de celui-ci puisse être atteint et net- toyé. A l'inverse de la présente invention, o les ressorts pneumatiques ne sou- lèvent que le battant, et o le cadre inférieur semi-fixe demeure immobile, les ressorts pneumatiques selon le Brevet Français 2 335 666 ont pour objet de lever un double cadre pour le mouvement vertical quotidien. D'o un ensemble battant Iourd pour un service quotidien, et des sections très importantes. D'autre part, le Brevet Allemand 1 246 456 révèle Une lucarne comportant un bâti fixe et un battant qui peut coulisser par l'intermédiaire de deux rails de guidage parallèles aux c'tés horizontaux du bâti. Ce dernier, de son côté, est pourvu de deux rails porteurs, l'un assemblé sur le côté horizontal supérieur du bâti, l'autre étant réglable en hauteur par l'intermédiaire d'un mécanisme à ma- nivelle et situé à l'opposé sur le côté horizontal inférieur du bâti. Ce dispositif présente différentes insuffisances. Les deux rails porteurs sur lesquels le battant peut coulisser horizontalement,ne présentent aucune liai- son directe entre eux, de sorte que les dits rails de guidage peuvent coincer dans les rails porteurs. De plus, le mécanisme à manivelle décrit ne permet pas de lever très haut le rail porteur inférieur, de sorte que le mouvement vertical du battant reste limité. En outre, l'espace ainsi dégagé entre bâti fixe et battant demeure très en- combré par le mécanisme de levage. Le dispositif selon l'invention apporte une solution à ces problèmes. 3 2570409 Il va être décrit plus en détail ci-après en référence aux figures 1 à annexées. Les figures 1, 4, 7 et 10 sont des illustrations, présentant quatre modèles dans différents contextes théoriques. Les figures 2, 5, 8 et 11 sont des coupes verticales expliquant comment les volumes des combles seront modifiés en employant les fenêtres selon l'in- vention. Le repérage permet de situer leurs principaux composants. Les figures 3, 6, 9 et 12 sont des perspectives rapprochées avec repé- rages. Les figures 13 et 14 illustrent les modes d'ouvertures communs à tous les modèles et enfin, les figures 15 à 20 montrent les détails pour le rac- cordement de l'ensemble à la toiture, la forme des différents composants, leur assemblage et leur interaction. Les différents composants communs à toutes les variantes définies ci- après par les lettres A,B,C et D correspondant à: A: Pyramide, B et D: Prisme triangulaire à faces latérales orientées selon une génératrice hori- zontale, et C: Prisme triangulaire à faces latérales orientées selon une génératrice correspondant à la pente du toit, sont les suivants: Un ensemble bâti fixe inscrit dans la pente du toit L'ensemble est composé d'un cadre rectangulaire ou carré en bois, métal ou matière plastique rigide (1). Il est revêtu en partie haute d'un profilé en métal ou en matière plastique rigide, formant cadre de couronnement (2)o Deux profilés (faisant office de rails de guidage) sont assemblés cha- cun sur l'un des deux côtés horizontaux de l'ensemble bâti fixe (3). La hauteur de l'ensemble bâti fixe est variable selon la nature de la couverture employée, et reçoit, pour assurer l'étanchéité entre l'ensemble bâti et. la toiture, des relevés et des joints (4). La fixation de l'ensemble bâti fixe sur la charpente se réalise par l'intermédiaire de cornières en fer (5). Une grille réglable d'amenée d'air (6) protégée contre les intempéries par le cadre de couronnement, est incorporée dans la traversée basse du bâti. Un store d'occultation, un store anti-insectes, ou un assemblage de deux - genres de stores (7) sont incorporés dans la traversée haute du bâti. Le (les) store (s) coulissend2ns des rails incorporés dans l'épaisseur des montants latéraux du bâti. Les battants Les battants destinés aux variantes A, B et C sont constitués par un cadre (9) en métal ou matière-plastique rigide, et réalisé pour permettre l'adjonction des 4 surfaces planes formant le relief saillant propre à cha- que modèle. Les surfaces saillantes constituent, en principe, autant de parties transparentes (10). Elles sont réalisées avec des doubles parois isolantes, en verre ou en matière plastique ("Altuglas" ou produit approchant). Dans le cas des fenêtres Type B, les triangles latéraux peuvent recevoir des matéri- aux de remplissage translucides ou opaques pour éviter une vue latérale non compatible avec certains règlements d'urbanisme. Si le volumesaillant est réalisé en produit verrier, les faces planes sont assemblées entre elles par le moyen de profilés de liaison (11). Ces profilés peuvent ne pas exister si le volume est-exécuté en un seul élément en matière plastique moulée (voir exemple fig. 14). A l'extérieur, les battants peuvent être équipés sur les parties en relief les plus exposées à l'ensoleillement, ou sur toutes les parties, d'un ou plusieurs stores de protection solaire (12). Ils seront à enroulement au- tomatique, et commandés de l'intérieur. Une structure secondaire légère (13) sera utilisée pour suspendre les éléments de store au-dessus du volume transparent, si ce dernier est réalisé en une seule pièce en matière plastique moulée (voir exemple fig. 14). La fenêtre Type D (voir fig. 10, 11 et 12) possède un battant (24), éventuellement deux (24) et (25). Ils sont constitués d'un cadre en métal ou en matière plastique rigide, et reçoivent une double paroi isolante en verre ou en matière plastique. Les battants peuvent être équipés d'un store de pro- tection solaire. Tous les battants sont montés façon pivotante en leur partie supérieure par le moyen d'articulations horizontales (16) et (16a) sur leurs éléments porteurs respectifs (8) et (23). Les éléments intermédiaires semi-fixes (8) et (23) et divers articles de liaison entre bâti fixe, éléments semi-fixes et battant (s) Dans le cas des modèles Types A, B et C, l'élément intermédiaire, semi- fixe, porteur d'un seul battant tridimensionnel, est le cadre (8). Dans le cas du modèle Type D, l'élément intermédiaire, semi-fixe, por- teur d'un ou deux battants, est l'élément (23): constitué d'un ensemble de profilés prenant appui sur un cadre de type (8) et composant conjointement avec celui-ci une structure prismatique triangulaire rigide. Au cas o celui- ci n'est équipé que d'un seul battant (24), la face latérale supérieure de ce prisme recevra, à la place du battant (25) une paroi transparente fixe. Les deux polygones triangulaires de ce prisme reçoivent un remplissage fixe en matériaux transparents ou, en cas de nécessité pour éviter une vue latérale incompatible avec certains réglements d'urbanisme, des matériaux translucides ou opaques. Il en résulte que deux méthodes sont utilisées pour réaliser la qualité tridimensionnelle de ces fenêtres. Dans le cas de modèles Types A, B et C le volume à trois dimensions est obtenu avec la forme géométrique donnéeau battant tandis que l'élément porteur (8) est à deux dimensions. A l'inverse, dans le cas du modèle Type D, c'est l'élément porteur, la structure prismatique (23) qui produit l'effet tridimensionnel, alors (les) que le battant (s) est à deux dimensions. Les éléments (8) et (23) sont munis en leurs sous faces de six galets de roulement (14). Trois sont situés en la partie horizontale basse, trois autres en la partie horizontale haute de ces mnêmes éléments. Les galets cou- lissent sur les rails de guidage (3). Deux entailles sont agencées dans chacune des rives latérales des élé- ments (8) et (23). Ce dispositif permet le passage des rails, compte tenu que l'arête supérieure de ces derniers est située plus haut que l'arête in- férieure des dites rives latérales (voir fig. 17 et 19). Des joints périphériques (15) et (17) assurent l'étanchéité à l'air et l'isolation thermique entre les éléments semi-fixes (8), (23), et le bâti fi- ( es) xe d'une part, le'battant (s) d'autre part. Dans le cas des modèles Types A, B et C deux vérins pneumatiques (27) ayant pour objet d'équilibrer les masses des battants, sont dissimulés entre les élnéments (8) et (9). Ces vérins faciliteront la manoeuvre d'ouverture et permettront le blocage des battants dans plusieurs positions de verrouillage. Les modes d'ouverture La configuration du bâti fixe (1) et (2), les éléments coulissants semi- (les) fixes (8) et (23), ainsi que le/battant (s) (9), (24), (25) - assemblés pivo- tants sur les éléments serai-fixes - confèrent à ces fengtres de toit leurs caractéristiques de fonctionnement en ceci qu'ils autorisent deux modes dis- tincts d'ouverture: en soufflet pour le service quotidien et en coulissant pour donner accès aux faces, extérieures des battants et ainsi permettre leur nettoyage. L'ouverture des battants en soufflet, o aucune des parties de ceux-ci ne réduit la hauteur de la baie, ou ne fait saillie à l'intérieur, offre aux usagers les meilleures conditions de fonctionnement pour une fenêtre de toit. Dans le cas des modèles Types A, B et C le battant (9) libère ainsi au gré de l'utilisateur,et grâcé aux ressorts pneumatiques (27) une ouverture aux di- mensions variables. En raison de ses débords confortables - environ 0, 10 m par rapport à la baie libre, et sur tout le pourtour - celle-ci est largement abritée. A demi ouverte, ou entrebaillée pour aérer en permanence, avec des sto- res anti-moustiques et des stores d'occultation disposés sur le bâti, l'inté- rieur est de la sorte protégé aussi bien contre les intempéries que contre les insectes ou une clarté extérieure indésirable. es) Dans le cas du modèle Type D, le battant (s) est maintenu en position 6 2570409 ouverte par des compas réglables et la manoeuvre d'ouverture est assurée par des articulations à ressort (16a). Le mode d'ouverture par coulissement, est exposé ci-après. L'élément semi-fixe (8) et les différentes formes de battants (9) forment, (de la mè- me manière que l'élément semi-fixe 23 et les battants 24 et 25) les ensembles chariot (26) présentés en exemple sur la figure 14. Coulissant horizontalement sur les rails de guidage (3),- de part et d'autre de l'axe vertical de la baie, et sur une distance correspondant à la moitié environ de leur longueur, le chariot libère tour à tour près de la moi- tié de l'ouverture pratiquée dans la toiture. A chacun de ces déplacements, dans l'une ou dans l'autre direction, la moitié des parois extérieures du bat- tant devient facilement accessible (voir fig. 14, 17, 19). Aidsi que l'explique la figure 14, un escabeau ou une chaise sont toute- fois nécessaires pour atteindre la partie la plus élevée du battant. Il suffit cependant, même pour une personne de petite taille, de s'élever d'envrion 0,50 m (le deuxième marchepied d'un escabeau) pour atteindre une position de travail convenable. Plusieurs problèmes techniques et pratiques liés au principe de coulisse- ment du chariot ont été surmontés grâce à une réalisation particulière de rails de guidage (3). Il s'agit des problèmes d'étanchéité à l'air et à l'eau, généralement délicats pour toute fenêtre coulissante, et, en outre, ceux qui concernent la manipulation des usagers pour déplacer le chariot. En effet, chaque rail (d'une longueur légèrement supérieure à la longueur de l'ensemble) possède au milieu et à chacune de ses extrémités une et IQ lign inecri.ure4 eSo4 rcnces n soub Tat zone dont la ligne supérieure présente une moindre hauteur Ceci, par le fait que les rails à ces endroits s'incurvent vers le bas en formant un "V" aplati (18). Les galets de roulements (14) situés sous le chariot s'imbriquent dans chaéuiie de ses incurvations quand ce dernier et l'ensemble bati fixe se su- perposent en position centrale (voir fig.-7). - Il en résulte que l'ensemble chariot possède deux positions dans le plan vertical: l'inférieure o, dans un cas, les éléments semi-fixes (8) et (23) sont immobiles et "font corps" avec l'ensemble bâti fixe (voir fig. 13, 15 et 18), et dans l'autre cas, font une halte momentanée dans l'une ou l'autre des positions latérales (voir fig. 14 et 19), et la supérieure, o le chariot est en mouvement horizontalement (fig. 16 et 20). Dans la position inférieure centrale (fig. 13, 15, 17, 18), le chariot comprime avec son poids le joint (15) contre le bâti et assure ainsi une par- faite étanchéité à l'air entre les deux ensembles. Dans le même temps, cette particularité des rails procure un autre avan- tage. A savoir que l'arête limitant les éléments semi-fixes vers le bas (8) 7 2570409 et (23) recouvre la partie supérieure du bâti (2) formant ainsi un couvercle protégeant la jonction entre les deux ensembles contre les intempéries. L'élément (22a): un profilé ayant la longueur de l'ensemble, assemblé sur le bord supérieur du chariot et prolongeant les éléments (8) et (23) vers le bas, renforce cette protection en partie haute. En exerçant une force de traction sur les poignées (19) disposées sur les côtés latéraux intérieurs du chariot (8), l'usager amorce le déplacement latéral. Le chariot se déplace alors sur ses galets, vers la partie supéri- eure des rails: mouvement qui libère le joint (15) précité. Ayant atteint la position supérieure (fig. 20), le déplacement du cha- riot se poursuit ensuite sans contact entre le joint et le bâti et, de ce fait, pratiquement sans frictions jusqu'à l'une ou l'autre des positions in- férieures latérales (fig. 19). Dans ces positions, dites de nettoyage et d'entretien, o la moitié du chariot et deux des six galets de roulement se trouvent en porte-à-faux au- dessus de la toiture (fig. 14), deux butées (20) fixées au centre intérieur de l'ensemble bâti fixe interdisent la poursuite du mouvement. De même, deux paires de roulettes (21) disposées sous les rails par l'intermédiaire des deux pattes de fixation (22) et du profilé (22a) précité, agencé sur les éléments (8) et (23), maintiennent/les galets sur ces rails et l'ensemble chariot en position parallèle à la toiture. Autrement dit, elles s'opposeront à une force tendant à faire basculer celui-ci, en position de porte-à-faux, vers la toiture. Les six galets de roulement sont du type "à gorge" à la- fois pour faci- liter la remise sur les rails de deux galets situés à chaque extrémité du chariot, lors du retour de celui-ci vers la position centrale et pour limiter les surfaces de frottement entre ceux-ci et les rails. Le mode d'ouverture par coulissement, exposé précédemment peut donner lieu à la réalisation d'une variante du système de guidage. Selon cette éven- tualité, les galets de roulement (14) et les rails de guidage (3) échangent leurs emplacements respectifs, c'est-à-dire que les deux séries de trois galets sont montées sir les c8tés horizontaux extérieurs du bâti fixe, tfidis que les rails- (avec les incurvations en "y' pointées vers le hauts décrites ci-dessus), sont situés surlélément semi-fixe coulissant.(8) et (23). La variante du système de guidage donne au chariot la même capacité de mouvement et de stationnement dans les plans horizontaux et verticaux, et pro- cure les mnmes effets de fonctionnement. Pour écarter un danger de chute, ou un sentiment d'insécurité lors des opérations d'entretien des parois extérieures, les fenêtres peuvent être équi- pées d'un garde-corps amovible permettant d'augmenter la hauteur de protection 8 X 2570409 au droit de l'allège. Différents dispositifs de blocage, non repérés sur les dessins, sont prévus pour interdire l'ouverture des fenêtres à partir de l'extérieur. Les systèmes de guidage et d'ouverture décrits précédemment concernant des fenêtres à constitution tridimensionnelles sont également utilisables pour des fenêtres de toit du type bidimensionnelles, c'est-à-dire planes. 9 2570409 REVENDICATIONS 1) Fenêtre de toit du type comportant un bâti fixe par rapport auquel la dite fen'treest pivotante en partie haute et coulissante horizontalement, caractérisée d'une part par des reliefs saillants par rapport à la toiture, permettant de cette manière d'agrandir le volume intérieur des combles, ainsi que de bénéficier d'une vue panomarique, seulement limitée par la toiture, et d'autre part, en ce que l'ensemble bâti fixe (1), (2) est surmonté d'un cadre semi-fixe (8), ou une structure tridimensionnelle, également semi-fixe (23), coulissant horizontalement sur des rails (3) agencés sur le bâti fixe, et sur le (ou laquelle) sont assemblés, de façon pivotante, au moins un battant (9), (24), (25). 2) Fenêtre de toit selon la revendication 1, caractérisée en ce que la base limitant les fenêtres au droit de la toiture est un polyg8ne carré ou rectangulaire surmonté d'une pyramide ou d'un prisme triangulaire à face la- térales orientées selon une génératrice disposée horizontalement ou suivant la pente du toit. 3) Fenêtre de toit selon la revendication 1, caractérisée en ce que les rails (3) présentent des parties incurvées vers le bas formant un "V" aplati (18) permettant de positionner, ou de faire coulisser les éléments semi-fixes (8), (23) sur deux niveaux différents; l'inférieur o ces éléments, en position au-dessus du bâti fixe compriment un joint d'étanchéité entre eux, et le supérieur, o l'élément semi-fixe coulisse vers l'une ou l'autre des positions latérales, dites "de nettoyage". 4) Fenêtre de toit selon la revendication 3, caractérisée en ce que le niveau inférieur des "V" des rails est tel qu'il permet de positionner l'arê- te inférieure de l'élément semi-fixe (8), (23) - en position immobile sur le bâti fixe - en-dessous de la face supérieure du bâti fixe, abritant de la sorte la jonction entre ces deux éléments. ) Fenêtre de toit selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caracté- risée en ce que les galets de roulement (14) sont du type "à gorge" permet- tant la remise sur les rails de deux galets situés à chaque extrémité du cha- riot (26) lors du retour de celui-ci vers la position semi-fixe centrale. 6) Fenêtre de toit selon la revendication 1, caractérisée en ce que des vérins pneumatiques (27) permettant à l'utilisateur d'ouvrir et de fermer le battant sans effort physique important et de bloquer celui-ci dans plusieurs positions de verrouillage, sont dissimulés entre la face inférieure du battant et l'élément semi-fixe porteur. 7) Fengtre de toit selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une grille réglable d'arrivée d'air (6) est incorporée dans la traverse basse du bâti fixe, celle-ci étant protégée contre les intempéries par le cadre de couronnement (2). 2570409 8) FenUtre de toit selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bâti fixe reçoit, incorporés dans l'épaisseur de celui-ci, un ou deux stores (7) ayant pour objet soit l'occultation, soit l'éloignement des insectes, soit les deux simultanément. 9) Fenêtre de toit selon la revendication 1 du type comportant des stores extérieurs, caractérisée en ce qu'elle comporte des stores extérieurs (12) sur les parties en relief les plus exposées à l'ensoleillement ou sur toutes les parties.