Brevet FR2721065A1 — publié le 19951215

La présente invention est relative à un châssis de porte, fenêtre ou analogue, en menuiserie métallique, notamment constitué de profilés d'aluminium convenablement assemblés, comportant des moyens propres à assurer une rupture de pont thermique, c'est-àdire à réduire, sinon quasi-totalement interdire un transfert de chaleur entre la face externe du châssis en contact avec l'atmosphère extérieure, généralement plus froide et la face interne, en contact avec le local ou autre, comprenant la porte ou fenêtre considérée, à une température plus élevée. On sait que le problème du transfert de chaleur entre l'intérieur et l'extérieur d'un local par l'intermédiaire des châssis métalliques de porte ou fenêtre du genre précité, est particulièrement délicat à résoudre, les profilés qui forment ce châssis conduisant les calories en créant à leur contact, dans le local, une sensation de froid, favorisant l'apparition de phénomènes de condensation sur les faces intérieures de ce châssis, avec le cas échéant un ruissellement tout à fait préjudiciable. Pour pallier cet inconvénient, on a déjà prévu de créer, dans les profilés formant le châssis de la porte ou fenêtre, une rupture de pont thermique, empêchant ce transfert des calories, notamment en intégrant entre les faces externe et interne du châssis une zone de faible conductivité thermique, qui cependant ne doit pas nuire à la rigidité de l'ensemble et en particulier à la cohésion mutuelle des profilés qui forment ces faces. Les solutions les plus classiques consistent ainsi à constituer les profilés métalliques qui forment l'encadrement du châssis, soit au moyen de deux demi-profilés venus de fabrication séparément, soit réalisés par découpe et séparation de deux parties d'un même profilé initial unique, ces demi-profilés étant assemblés par l'intermédiaire d'un organe intercalaire à faible conductivité thermique. Une première variante consiste à remplir une feuillure ou une gorge ouverte du profilé, dont la section vue en coupe a approximativement la forme d'un U, avec une résine isolante thermodurcissable, du genre polyuréthane, pour combler l'espace délimité entre deux voiles métalliques généralement parallèles du profilé et le fond de la gorge qui relie ces voiles. Une fois le bloc de résine durci et solidarisé des parois de la gorge en U, on procède à un usinage mécanique pourx éliminer le fond de la gorge sur la hauteur ou longueur du profilé selon le cas, les deux voiles étant alors reliés l'un à l'autre uniquement par le bloc de résine isolante qui les sépare thermiquement et assure la rupture de pont thermique souhaité. Cette technologie est rendue délicate, en raison en particulier de l'opération de fraisage nécessaire pour retirer l'élément de liaison métallique entre les deux voiles qui forment les demi-profilés en regard réunis par le bloc de résine durci, le passage à réserver à l'outil limitant les formes de profilés susceptibles d'être utilisées. Un perfectionnement également connu dans la technique consiste à réaliser successivement deux dépôts de résine afin d'obtenir deux barrettes séparées par un espace d'air. Cette configuration présente une meilleure isolation thermique mais exige une mise en oeuvre relativement compliquée et augmente le coût final du profilé. Cette solution est toutefois limitée à un profilé présentant une dimension en largeur limitée, les barrettes réalisées ne pouvant comporter une épaisseur supérieure à 10 mm. En outre, cette technologie est à exclure pour des demi-profilés devant présenter des colorations différentes, vers l'intérieur et l'extérieur du châssis. Enfin, la coulée du bloc de résine peut conduire à une déformation des deux demi-profilés, modifiant leur parallélisme avec le cas échéant un dépassement des tolérances de fabrication admissible. Une seconde variante consiste à réaliser séparément des barrettes d'un matériau isolant, du genre polyamide, avec renforcement par des fibres de verre, ces barrettes présentant par elles-mêmes une rigidité suffisante, et à disposer ces barrettes entre les deux demi-profilés du châssis, leur assemblage étant obtenu par sertissage des extrémités de ces barrettes dans des gorges préalablement formées dans ces demi-profilés. Or, cette seconde réalisation, plus classique, présente aussi des inconvénients, notamment pour réaliser un sertissage convenable des extrémités des barrettes dans leurs gorges de réception. Ces barrettes doivent en effet avoir une forme spéciale qui conduit à des surplus de matière et à des largeurs du profilé final notable. De plus, pour obtenir une liaison suffisante, il est souvent nécessaire de réaliser, à l'intérieur des gorges de réception de ces barrettes, des crans ou analogues, permettant un ancrage du métal dans la matière de la barrette. Cependant, dans ce cas et comme pour la solution précédente, la forme des profilés susceptibles d'être réalisés, est limitée, du fait de la nécessité de laisser aux galets de sertissage un accès adéquat aux têtes des gorges de réception. De plus, la liaison réalisée n'est pas étanche par elle-même, notamment dans le cas de profilés anodisés, ce qui exige des interventions complémentaires lors de la fabrication ultérieure du châssis de la porte ou de la fenêtre, qui augmentent son prix de revient, le coût des barrettes étant par ailleurs non négligeable en lui-meme. Enfin, du fait des différences de température entre les deux demi-profilés réunis par les barrettes de polyamide et du mode d'assemblage des uns avec les autres, on constate que, malgré la présence de ces barrettes isolantes, les demi-profilés subissent, en raison de leurs dilatations non identiques, un effet de cintrage qui peut gêner dans certains cas le fonctionnement du châssis, en particulier le débattement, par coulissement de l'ouvrant vis-à-vis du dormant de la porte ou fenêtre considérée. La présente invention a pour objet un châssis en menuiserie métallique à rupture de pont thermique qui évite dans la plus large mesure les inconvénients des solutions classiques, principalement dans un cas le défaut de parallélisme des deux demi-profilés et dans l'autre l'effet de cintrage du châssis. A cet effet, le châssis pour porte ou fenêtre selon 1 invention, comportant deux demi-profilés métalliques s'étendant parallèlement l'un à l'autre avec une face respectivement dirigée vers l'atmosphère externe pour l'un, vers l'intérieur d'un local comprenant la porte ou fenêtre pour l'autre, ces deux demiprofilés étant assemblés l'un avec l'autre, se caractérise en ce qu'il comporte, entre les deux demi-profilés, un élément intercalaire creux, préfabriqué, à section droite fermée sur elle-même, en un matériau à faible conductivité thermique et dont le coefficient de dilatation thermique est voisin de celui des demi-profilés, cet élément étant logé dans l'espace délimité entre ceux-ci et solidarisé de ces demi-profilés par l'intermédiaire d'un moyen de collage approprié. De préférence, l'élément intercalaire est tubulaire et présente dans sa section droite au moins deux parties en saillie, planes et aptes à s'appliquer contre des portées en regard des deux demi-profilés parallèles. Selon une variante de réalisation, l'élément intercalaire présente plusieurs lames d'air formées par une pluralité de chambres adjacentes l'une à l'autre entre les deux demi-profilés, selon une direction perpendiculaire à ceux-ci. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le moyen de collage est constitué par une colle structurelle, présentant approximativement le même coefficient de dilatation et un module d'élasticité intermédiaire entre celui des deux demiprofilés et celui de l'élément intercalaire. En variante cependant, le moyen de collage peut être constitué par un ruban plat, présentant deux faces adhésives, respectivement appliquées l'une contre l'élément tubulaire sur une partie plane en saillie de celui-ci et l'autre sur la portée en regard du demi-profilé. Selon le cas, l'élément intercalaire est réalisé au moyen d'un polyamide et est obtenu par moulage ou extrusion. Egalement, il peut être constitué au moyen d'un matériau composite à base de polyester et de fibres, naturelles ou synthétiques, notamment de fibres de verre, ou encore être formé à l'aide de chlorure de polyvinyle, renforcé par des charges, minérales ou autres. D'autres caractéristiques d'un châssis conforme à l'invention apparaltront encore à travers les description qui suit d'un exemple de réalisation, donné à titre indicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels - Les Figures 1 et 2 sont des vues schématiques en coupe transversale de profilés à rupture de pont thermique, conformes aux solutions actuellement connues dans la technique pour ce type de produit. - Les Figures 3 et 4 sont des vues en coupe transversale d'un profilé réalisé conformément à l'invention, les parties constituant ce profilé étant représentées en vue éclatée sur la Figure 3 et, une fois assemblées, sur la Figure 4. - La Figure 5 illustre une variante de réalisation de l'élément tubulaire utilisé dans l'exemple des Figures 3 et 4. Su r la Figure 1, la référence 1 désigne un profilé métallique entrant notamment dans la fabrication d'un châssis de porte, fenêtre ou analogue, ce profilé comportant au moins deux voiles métalliques, respectivement 2 et 3, s'étendant de façon générale parallèlement l'un à l'autre. La structure particulière du profilé 1 est en elle-même indifférente à l'égard de l'objet de l'invention, ce profilé pouvant comporter une section fermée sur elle-même 4, une feuillure ouverte 5, des gorges 6 ou 7 de sections distinctes de l'une à l'autre, pour le montage de joints d'étanchéité (non représentés) ou de moyens de liaison avec des accessoires divers (également non représentés). De façon à réaliser une rupture de pont thermique entre les deux voiles 2 et 3, notamment pour réduire dans la plus large mesure possible un transfert de calories de l'un vers l'autre lorsque ceux-ci sont en contact avec des atmosphères à des températures différentes, on utilise selon une technique en ellemême connue un bloc de résine 8, habituellement une résine de polyuréthane, ce bloc étant coulé à l'intérieur d'une gorge ouverte prévue dans le profilé entre les voiles 2 et 3. Ceux-ci comportent avantageusement des saillies extérieures pénétrant dans la gorge, respectivement désignées par la référence 9 pour le voile 2 et par la référence 10 pour le voile 3, permettant un ancrage amélioré du bloc de résine 8 sur ces voiles en regard. Le bloc de résine est contenu entre les deux voiles 2 et 3 par une partie métallique de liaison 11 qui forme le fond de la gorge en U, formée entre ces deux voiles. Une fois la résine ainsi mise en place convenablement durcie de manière à constituer un intercalaire de liaison entre les voiles 2 et 3, on procède à un usinage du profilé 1, en particulier pour éliminer dans la partie métallique 11 une bande 12 formant pont sur toute la longueur ou la hauteur du profilé selon sa position dans le châssis de la porte ou fenêtre, ces deux voiles étant alors uniquement réunis par l'intermédiaire du bloc 8, qui isole thermiquement les deux voiles. Sur la Figure 2, sur laquelle on a repris les mêmes chiffres de référence pour désigner des organes semblables à ceux envisagés dans la variante de la Figure 1, les deux demi-profilés 2 et 3 sont directement entretoisés lors de leur montage au moyen de deux barrettes, respectivement 13 et 14, préalablement fabriquées et présentant des extrémités 15 serties à l'intérieur de gorges de réception 16 venues de fabrication avec les demiprofilés. Dans cette variante, qui évite l'usinage in situ du bloc de résine 8 envisagé dans la précédente, les barrettes 13 et 14 sont de préférence en polyamide renforcé de fibres de verre, de manière à présenter par elle-même une rigidité suffisante. Dans l'une et l'autre réalisations, on constate cependant que les solutions proposées ne sont pas parfaitement satisfaisantes, dans le premier cas du fait des sujétions qu'impose l'usinage du profilé 1 pour éliminer la bande de liaison 12 et de la tenue dans le temps de la jonction qui n'est pas parfaite. Dans le premier cas, la coulée du bloc de résine 8 en effet a tendance à rompre le parallèlisme des voiles 2 et 3 et à nuire au respect des tolérances de fabrication imposées pour le profilé. Dans le second, outre le fait que la solution proposée ne permet pas de s'opposer efficacement à un certain cintrage des faces opposées du châssis, le sertissage des extrémités 15 des barrettes 13 et 14 exige l'utilisation de galets qui nécessitent une place suffisante entre les deux demi-profilés 2 et 3, ce qui peut conduire à des surplus de matière inutiles ou à des largeurs du profilé final trop importantes. De plus, pour améliorer la liaison entre les barrettes et les demi-profilés, il est souvent nécessaire de réaliser un crantage des gorges 16. La liaison obtenue n'étant pas toujours étanche, il est nécessaire de parfaire celle-ci sur le châssis final, ce qui augmente le prix de revient de ce dernier. Les Figures 3 et 4 illustrent, avant et après assemblage, la solution proposée selon l'invention pour réaliser un profilé 20 constitué de deux demi-profilés 21 et 22, analogues à ceux mis en oeuvre dans les solutions classiques précitées et à propos desquelles on peut faire les mêmes observations. Mais dans cette nouvelle variante, la rupture de pont thermique entre les deux demi-profilés 21 et 22 est réalisée au moyen d'un élément intercalaire 23 à profil tubulaire, s'étendant selon la longueur des deux demi-profilés et logé entre ceux-ci dans un espace intermédiaire 24. Avantageusement, l'élément intercalaire 23 présente des parties en saillie latérales, respectivement 25 et 26, adaptées à venir s'appliquer contre des portées planes 27 et 28, en regard des deux demi-profilés lorsque ceux-ci sont assemblés l'un avec l'autre en emprisonnant entre eux l'élément intercalaire 23 (Figure 4). De préférence, l'élément intercalaire 23 est réalisé en un matériau présentant une faible conductivité thermique, notamment en polyamide. I1 est obtenu par moulage ou extrusion et présente un coefficient de dilatation thermique voisin de celui des deux demi-profilés et un module d'élasticité intermédiaire entre celui de ces deux demi-profilés et celui de l'intercalaire. En outre, cet élément intercalaire est solidarisé des demi-profilés au moyen d'une colle disposée entre les parties en saillie 25 et 26 et les portées 27 et 28 des demi-profilés, cette colle dite "structurelle", étant choisie de telle sorte qu'elle présente un coefficient de dilatation et un module d'élasticité voisins de ceux des demi-profilés et de l'élément intercalaire, afin de former avec ceux-ci un ensemble rigide et s'opposant particulièrement bien aux effets des dilatations thermiques éventuellement créées entre les faces externe et interne des deux demi-profilés 21 et 22. Dans l'exemple décrit, l'élément intercalaire 23 présente une seule chambre interne. En variante, cet élément présente plusieurs lames d'air formées par des chambres adjacentes dans l'espace qui sépare les demi-profilés 21 et 22. Ainsi et comme illustré sur la Figure 5, l'élément peut comporter une séparation médiane, délimitant deux chammbres, respectivement 29 et 30, ce qui accroît sensiblement l'isolement thermique obtenu avec un seul élément tubulaire. On réalise ainsi un châssis pour porte ou fenêtre, en menuiserie métallique, dans lequel la rupture de pont thermique se révèle particulièrement efficace. L'ensemble présente un coût minimal et permet d'obtenir le meilleur compromis entre la largeur utile de l'élément intercalaire isolant et l'épaisseur maximale du profilé constitué par l'assemblage des deux demi-profilés de part et d'autre de cet élément.. Bien entendu, il va de soi que l'invention ne se limite pas à l'exemple de réalisation plus spécialement décrit en référence aux dessins annexés ; elle embrasse au contraire toutes les variantes. En particulier, au lieu d'utiliser une colle structurelle reliant directement les parties en saillie de l'élément intercalaire et les portées en regard des demi-profilés, on peut prévoir l'usage d'un ruban adhésif à double face, l'une assurant la liaison avec le demi-profilé et l'autre avec l'élément tubulaire isolant, ceci de chaque côté de ce dernier. L'invention permet par ailleurs, dans un profilé du genre considéré, non seulement d'améliorer la rupture de pont thermique entre les deux demi-profilés du châssis, mais également d'accroître les performances de celui-ci d'un point de vue acoustique, ce problème particulier étant à l'heur actuelle traité essentiellement par une amélioration de l'étanchéité de la menuiserie métallique et une atténuation de la transmission du son au niveau du vitrage. Selon l'invention, on peut obtenir en effet une atténuation sensible, en interposant entre l'élément intercalaire et l'un des demi-profilés, une couche mince d'un matériau absorbant l'énergie, notamment du type élastomère thermo-plastique ou matériau viscoélastique, disposée au contact d'un des demi-profilés en aluminium, extérieur ou intérieur. L'épaisseur de cette couche est limitée, de l'ordre de 1 à 2 mm, de manière à ne pas réduire de façon trop notable la rigidité du châssis, nécessaire pour lui permettre de présenter une résistance aux effets du vent, principalement sur les montants centraux des fenêtres à frappe à deux vantaux. Avantageusement, la couche mince absorbante est appliquée contre l'élément intercalaire formant la rupture de pont thermique par tout procédé approprié. En outre, l'ensemble ainsi formé peut être réalisé avec l'un des demi-profilés par coextrusion, permettant d'obtenir un ensemble constitué de deux parties adjacentes en matériaux différents et entre lesquelles la liaison est réalisée à chaud lors de la fabrication. REVENDICATIONS 1 - Châssis en menuiserie métallique, pour porte, fenêtre ou analogue, à rupture de pont thermique, comportant deux demiprofilés métalliques (21, 22) s'étendant parallèlement l'un à l'autre avec une face respectivement dirigée vers l'atmosphère externe pour l'un, vers l'intérieur d'un local comprenant la porte ou fenêtre pour l'autre, ces deux demi-profilés étant assemblés l'un avec l'autre, caractérisé en ce qu'il comporte, entre les deux demi-profilés, un élément intercalaire creux (23), préfabriqué, à section droite fermée sur elle-même, en un matériau à faible conductivité thermique et dont le coefficient de dilatation thermique est voisin de celui des demi-profilés, cet élément étant logé dans l'espace (24) délimité entre ceux-ci et solidarisé de ces demi-profilés par l'intermédiaire d'un moyen de collage approprié. 2 - Châssis selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément intercalaire (23) est tubulaire et présente dans sa section droite au moins deux parties en saillie (25, 26), planes et aptes à s'appliquer contre des portées en regard (27, 28) des deux demi-profilés parallèles. 3 - Châssis selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément intercalaire (23) présente plusieurs chambres adjacentes (29, 30) l'une à l'autre entre les deux demi-profilés (21, 22), selon une direction perpendiculaire à ceux-ci. 4 - Châssis selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen de collage est constitué par une colle structurelle présentant le même coefficient de dilatation et le même module d'élasticité que les deux demiprofilés (21, 22) et l'élément intercalaire (23). 5 - Châssis selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen de collage est constitué par un ruban plat, présentant deux faces adhésives, respectivement appliquées l'une contre l'élément tubulaire (23) sur une partie plane en saillie (25, 26) de celui-ci et l'autre sur la portée en regard (27, 28) du demi-profilé (21, 22). 6 - Châssis selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élément intercalaire (23) est réalisé au moyen d'un polyamide obtenu par moulage ou extrusion, ou au moyen d'un matériau composite à base de polyesters et de fibres, naturelles ou synthétiques, notamment de fibres de verre, ou encore à l'aide de chlorure de polyvinyle, renforcé par des charges, minérales ou autres. 7 - Châssis selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément intercalaire (23) comporte une couche mince d'un matériau isolant d'un point de vue acoustique du type matériau élastomère thermoplastique ou visco-élastique, disposée entre cet élément et l'un des demi-profilés métalliques(21, 22). 8 - Châssis selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément intercalaire et la couche mince d'isolation acoustique sont obtenus par co-extrusion avec l'un des demi-profilés (21 ou 22).