Brevet FR2697281A1 — publié le 19940429

L'invention concerne un nouveau type de vitrage pour la protection solaire des bâtiments ou des véhicules automobiles. Elle s'applique plus particulièrement aux constructions ou véhicules avec des usagers "publics't tels que des immeubles de bureau, des centres administratifs, véhicules ferroviaires, ... Dans de nombreux cas et notamment dans les régions fortement ensoleillées, il est souhaitable de limiter les apports thermiques dus au soleil de façon à réduire les dépenses de climatisation. Par ailleurs, un éclairement direct non tamisé est souvent considéré comme désagréable. Dans des locaux ou des véhicules destinés au public, l'usage de rideaux ou de stores traditionnels pose de délicats problèmes liés notamment aux risques de dégradation par malveillance ou simplement méconnaissance de mode de fonctionnement, c'est pourquoi il est fréquent de mettre en place des dispositifs par exemple de type jalousie, fixés à demeure sans possibilité d'être manoeuvrés. Mais l'entretien de ces dispositifs s'avère souvent très onéreux. De plus, leur pose est généralement effectuée par une entreprise autre que l'entreprise de menuiserie d'où une gestion complexe pour le maître d'oeuvre. Il a été proposé pour remédier à ces divers inconvénients des vitrages avec des stores traditionnels, par exemple du type jalousie, intégrés, montés en sandwich entre les deux feuilles de verre dans la lame d'air intercalaire du double vitrage, l'orientation des lamelles pouvant éventuellement être modifiée par exemple par un aimant. De tels vitrages présentent toutefois l'inconvénient d'être très épais, par exemple de l'ordre de 3 cm ou plus, ce qui d'une part nuit à l'esthétique et ceci d'autant plus que les parois moins exposées du bâtiment sont réalisées avec des doubles vitrages d'épaisseur usuelle, et d'autre part impose des fenêtres avec des feuillures adaptées et de ce fait impose de changer de fenêtre s'il s'agit d'une opération de rénovation ou d'embellissement. Par ailleurs, il est connu d'intégrer des croisillons dans des vitrages multiples pour leur donner l'aspect d'un vitrage à l'ancienne avec des petits bois. Un exemple d'un tel produit est connu de la demande de brevet PCT/WO-91/15649. Dans ce cas, les croisillons sont formés à l'aide de profilés fixés au cadre espaceur métallique du double vitrage. L'opération de fixation est relativement malcommode et difficile à industrialiser. D'autre part, dès que le vitrage s'échauffe, les croisillons vont se dilater et se déformer, ce qui peut poser des problèmes de résistance du vitrage si les pièces de fixation au cadre espaceur ne sont pas conçues correctement et de toute façon, conduit à un aspect assez désagréable si tous les vitrages d'une même paroi ne sont pas échauffés de façon homogène et ne se déforment donc pas de façon identique.Par ailleurs, il doit être bien noté que ces croisillons n'ont pas d'effet sensible sur le facteur solaire du vitrage et ne constituent en aucune façon une solution au problème de la limitation des apports thermiques. La présente invention a pour but un vitrage de protection solaire du type à store intégré qui soit d'un encombrement sensiblement identique à celui d'un vitrage ordinaire et qui ne présente pas, en cas d'échauffement, de déformations d'aspect remarquables pour un observateur moyen. Ce problème est résolu selon l'invention par un vitrage isolant de protection solaire comportant deux feuilles de verre, assemblées par un cadre périphérique qui enferment une lame intercalaire d'un gaz, notamment de l'air, deshydraté et entre lesquelles est positionné, sans être maintenu, un écran de protection solaire dont la largeur est égale à l'épaisseur de la lame intercalaire moins un jeu correspondant au moins à la plus grande dilatation de l'écran susceptible de se produire sous l'effet du rayonnement solaire. Le vitrage ainsi défini dispose de l'équivalent d'un store, ici l'écran solaire, qui peut se déplacer librement dans la lame de gaz intercalaire, et qui n'est fixé ni aux feuilles ni au cadre périphérique intercalaire ; le jeu laissé entre les feuilles de verre étant suffisamment faible pour que l'écran solaire reste en place. L'écran solaire est par exemple constitué par un jeu de lamelles verticales ou de préférence horizontales. Dans une variante préférée de l'invention, cet écran solaire est analogue à une jalousie et est constitué par une série de fines lamelles étroites assemblées par exemple sur un métier à tisser par des fils de chaînes verticaux. Ce type d'écran peut en effet être découpé à dimensions de manière simple, notamment à l'aide d'une simple paire de ciseaux. De plus, il présente à la fois une bonne tenue qui lui évite de "gondoler" et néanmoins une certaine souplesse qui lui permet de s'adapter sans difficulté à des vitrages bombés tels que notamment des vitrages latéraux automobiles. Par cadre périphérique, on entend tout type usuel d'espaceur pour double vitrage. Il peut ainsi s'agir d'un cadre métallique fait de profilés par exemple en aluminium contenant un agent deshydratant et collé aux faces de verre par un mastic d'étanchéité tel que du caoutchouc butyl ou encore directement d'un cordon en matière plastique du type caoutchouc butyl, extrudé in-situ associé à un second cordon, assurant d'une part les fonctions d'intercalaire et d'autre part les fonctions d'étanchéité à l'eau liquide, en polyuréthane, polysulfure ou silicone. Les panneaux de verre utilisés sont de préférence en verre dit sécurisé, soit par une trempe, par voie thermique ou chimique, soit par feuilletage, la préférence étant donnée pour les verres trempés qui peuvent supporter des différences de températures très importantes, ce qui est plus particulièrement justifié pour la paroi tournée vers le soleil, échauffée non seulement par celui-ci mais aussi par le rayonnement réfléchi par l'écran de protection solaire. Pour assurer à la fois une bonne vision au travers du vitrage et un maximum d'efficacité en tant qu'écran solaire, ces lamelles sont de préférence inclinées par rapport à l'horizontale selon un angle compris entre 15 et 450, les valeurs les plus grandes correspondant à un maximum d'efficacité du point de vue protection solaire mais au prix d'une forte diminution de l'incidence sous laquelle le vitrage est transparent. Un bon compromis est obtenu pour des inclinaisons voisines de 300, comprises par exemple entre 25 et 350. Comme indiqué plus haut, le jeu doit rester avantageusement petit ce qui favorise les stores à lamelles étroites et en particulier d'une largeur inférieure à 2 mm. D'autre part l'assemblage sur un métier à tisser devient difficile si la largeur des lamelles est grande, sauf à utiliser des paires de fils de chaînes qui sont moins esthétiques. Par ailleurs, des lamelles trop étroites n'ont d'efficacité qu'employées en très grand nombre, ce qui augmente beaucoup le prix de revient du produit ; on se limitera donc à des largeurs d'au moins 1 mm et typiquement comprises entre 1 et 1,5 mm, avec des densités par exemple comprise entre 400 et 1200 et de préférence entre 600 et 1000 lamelles-par mètre, et des épaisseurs de lamelles avantageusement comprises entre 0,1 et 0,3 mm et de préférence entre 0,15 et 0,2 mm. Dans ces conditions, l'épaisseur de la lame de gaz intercalaire sera généralement comprise entre 1 et 2,5 mm. Les lamelles écrans solaires utilisées peuvent être réalisées en matière plastique ou de préférence dans un matériau métallique, réfléchissant, traité anti-corrosion par exemple par un revêtement de type laque déposé par électrophorèse. On choisira de préférence un matériau relativement inaltérable, peu déformable, tel que du bronze, du laiton ou de l'inox, avec une laque noire ou de toute autre couleur selon l'aspect recherché, le bronze se prêtant tout particulièrement bien au tissage. Le vitrage isolant selon l'invention peut être utilisé tel quel dans des applications où le caractère isolant est secondaire par rapport au problème de la protection solaire, comme par exemple des applications pour vitrages automobiles, vitrages de voitures ferroviaires, etc... Le verre étant sécurisé par trempe ou association en feuilleté, l'aspect sécurité est bien assuré. Pour ce type d'application en double vitrage, il est bien sûr obligatoirement associé au cadre un joint organique constituant une deuxième barrière d'étanchéité.Dans le cas des vitrages bâtiments, le vitrage isolant selon l'invention est de préférence incorporé dans un double vitrage dont il remplace le panneau extérieur de sorte que le vitrage final se présente sous la forme d'un triple vitrage avec de 1' extérieur vers 1' intérieur, une première feuille de verre, un écran solaire, une seconde feuille de verre, une lame d'air intercalaire "épaisse" et notamment d'au moins 6 mm d'épaisseur et une troisième feuille de verre.La feuille de verre centrale est plus petite que les feuilles de verre d'extrémité et maintenue par un première cadre périphérique dit cadre intérieur et un second cadre dit cadre extérieur utilisé pour associer les deux feuilles d'extrémité, le cadre extérieur étant obligatoirement doublé d'une seconde barrière d'étanchéité du type joint organique en polysulfure, polyuréthane ou silicone, seconde barrière qui ntest par contre par nécessaire pour le cadre intérieur. Pour améliorer encore les performances thermiques des vitrages selon l'invention, il est avantageux d'utiliser des feuilles de verre munies d'un revêtement bas émissif, de préférence face 4 ou en face 5, les faces d'un vitrage étant de façon conventionnelle numérotée à partir de l'extérieur. Il est aussi possible d'utiliser des feuilles de verre teintées dans la masse. D'autres détails et caractéristiques avantageuses de l'invention ressortent de la description faite ci-après en référence à la planche unique annexée qui représente une coupe périphérique d'un triple vitrage selon l'invention. Le vitrage schématisé à la figure 1 comporte trois feuilles de verre trempées 1, 2, 3, la feuille de verre extérieure 1 étant chauffée directement par le soleil comme v l'indique la flèche F. Les deux feuilles de verre périphériques 1 et 3 sont assemblées en un double vitrage par un cadre extérieur constitué de profilés métalliques creux 4, par exemple en aluminium anodisé et éventuellement laqué, assemblés par des pièces d'équerre ici non représentées. Les profilés ou du moins les profilés des cotés du vitrage sont remplis d'un agent deshydratant 5 par exemple du type tamis moléculaire de 3 et 4 Angströms. Les profilés 4 sont collés aux feuilles de verre par un mastic d'étanchéité par exemple à base de caoutchouc butyl et/ou polyisopropylène qui est extrudé à chaud sur les flancs des profilés pour constituer ainsi une première barrière d'étanchéité 6.Des orifices 7 sont prévus dans la face du profilé tournée vers l'intérieur du vitrage pour placer l'agent deshydratant en contact avec la lame d'air intercalaire. Dans la gorge ménagée au pourtour du vitrage par ce cadre extérieur est injecté un produit de scellement, de préférence de type silicone, dont la polymérisation est effectuée à l'ambiante ou éventuellement en étuve dans des conditions permettant sa réticulation. A noter que le cadre extérieur est tel qu'il maintient les deux feuilles de verre séparées par une épaisseur de par exemple 12 mm, ou plus si on souhaite une isolation thermique encore supérieure. Entre les deux feuilles de verre périphériques est placée la feuille intérieure 2, éventuellement plus mince que les feuilles de verre périphériques, encore que son épaisseur doit être compatible avec une trempe thermique.Cette feuille de verre 2 est associée à la feuille intérieure 3 par un cadre intérieur 8 dont les flancs sont collés au verre par une fine couche 9 d'un mastic d'étanchéité (caoutchouc butyl). Comme pour le cadre extérieur, les profilés métalliques utilisés pour la constitution du cadre intérieur 8 sont remplis d'un agent deshydratant, mis en contact avec la lame d'air intercalaire 10 par des orifices 11. La feuille de verre 2 permet de positionner un écran solaire 12 formé par des rangées de lamelles, inclinées par exemple à 25-350 par rapport à l'horizontale, et assemblées sur un métier à tisser par des fils de chaîne verticaux ici non représentés. On pourra par exemple utiliser les écrans commercialisés sous la dénomination Koolshade, marque déposée de la société BEE-Schuhl, Paris, qui comportent par exemple 20 lamelles par pouce (2,54 cm), chacune de 1,27 mm de large et 0,18 mm d'épaisseur, inclinées de 2806 par rapport à l'horizontale. Ces écrans sont en bronze laqué par électrophorèse avec cuisson à haute température. Avec un tel écran, il est de préférence choisi une distance de 2 mm entre les feuilles 1 et 2. Autrement dit, pour un vitrage globalement de 12 mm de lame d'air, avec des feuilles de verre de 4 mm, on aura un ensemble 4/2/4/6/4. A noter que l'écran solaire est positionné dans un volume de 2 mm d'épaisseur alors que son épaisseur n'est que 1,12 mm. Il dispose donc d'un certain jeu et n'est pas bridé de sorte que sa dilatation éventuelle ne poste pas de problème particulier. Par contre, ce jeu et la rigidité de l'écran, sont tels qu'il ne se produit pas de phénomènes de gondolement et que l'aspect extérieur du vitrage reste inchangé. Sur la figure 1, on peut également remarquer la présence de points de colle 13, répartis sur le pourtour du cadre à raison par exemple d'un point de colle de 50 mm de long tous les 250 mm. Ces points de colle, par exemple de colle silicone, sont destinés à assurer un parfait collage du cadre intérieur sur le panneaux extérieur 3. On peut de plus noter que ni la feuille de verre 2 ni le cadre intérieur 8 ne sont pas en contact avec le cadre extérieur 4, un volume d'une hauteur voisine par exemple de 2 mm étant réservé, ceci afin d'assurer que les orifices 7 ne soient pas obstrués ce qui interdirait le desséchage de la lame d'air intercalaire entre les feuilles de verre 1 et 2 étant donné que les profilés standards ont des orifices ménagés en partie centrale. Avec des profilés spécifiques, ou dans le cas où on substitue à l'intercalaire métallique un cordon extrudé de caoutchouc butyl contenant du desséchant dans la masse, cette précaution n'est pas nécessaire mais de toute façon, il est avantageux d'utiliser des feuilles de verre légèrement moins grandes que la surface libre intérieure définie par le cadre extérieur, ne serait-ce que pour éviter tout problème lié aux tolérances d'épaisseur. Les performances thermiques d'un produit selon l'invention sont excellentes comme l'indiquent les résultats suivants . vitrage témoin : verre clair (4mm)/air (2mm)/verre clair (4mm)/air (6mm)/verre clair (4mm) facteur solaire : 0,70 . Vitrage selon l'invention : idem témoin mais en interposant un écran solaire du type indiqué plus haut . facteur solaire : 0,26 0,22 Les facteurs solaires ont été mesurés en supposant une température extérieure de 350C, une température intérieure de 200C et pour un flux énergétique reçu de 750 W/m2 avec une incidence de 300 sur l'horizon). A noter que compte tenu de la présence de l'écran, les performances ne sont pas sensiblement modifiées ou même très légèrement dégradées si on utilise un verre teinté en face intérieure ou extérieure. De plus, le cas le plus négatif correspond à un verre teinté en face 1 - ce qui est contraire à l'exemple des doubles vitrages standards. Mais de toute façon, les facteurs solaires restent inférieurs à 0,30 ce qui correspond dans tous les cas à des produits très performants, l'option d'un vitrage teinté reste donc possible REVENDICATIONS 1. Vitrage isolant de protection solaire comportant deux panneaux de verre, assemblés par un cadre périphérique, qui enferment une lame intercalaire d'un gaz, notamment de l'air, deshydraté entre lesquels est positionné, sans être maintenu, un écran de protection solaire dont la largeur est égale à l'épaisseur de la lame intercalaire moins un jeu correspondant au moins à la plus grande dilatation de l'écran susceptible de se produit sous l'effet du rayonnement. 2. Vitrage isolant selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit écran solaire est constitué par des lamelles assemblées par des fils de chaînes verticaux. 3. Vitrage isolant selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites lamelles sont maintenues par les fils de chaînes en formant un angle compris entre 15 et 450 et de préférence entre 25 et 350 par rapport à l'horizontale. 4. Vitrage isolant selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdites lamelles ont une largeur comprise entre 1 et 2 mm et de préférence entre 1 et 1,5 mm. 5. Vitrage isolant selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites lamelles ont une épaisseur comprise entre 0,1 et 0,3 et de préférence entre 0,15 et 0,2 mm. 6. Vitrage isolant selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'écran comporte entre 400 et 1200 et de préférence entre 600 et 1000 lamelles par mètre. 7. Vitrage isolant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites lamelles sont métalliques et traitées anti-corrosion. 8. Vitrage isolant selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites lamelles sont en bronze, laiton ou inox laqué. 9. Vitrage isolant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les panneaux de verre sont bombés. 10. Vitrage isolant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les panneaux sont constitués par des produits verriers sécurisés, feuilles de verre trempées thermiquement ou chimiquement ou vitrages feuilletés. 11. Vitrage isolant du type double vitrage, caractérisé en ce que le panneau extérieur est constitué par un vitrage isolant selon l'une des revendications précédentes. 12. Vitrage isolant selon la revendication 11, caract6- risé en ce que les deux feuilles de verre débordent de la feuille intérieure. 13. Vitrage isolant selon l'une des revendications 11 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte un revêtement bas émissif en face 4 et ou en face 5. 14. Vitrage isolant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les feuilles de verre sont en verre clair non teinté dans la masse.