Brevet FR2736997A1 — publié le 19970124

AERATEUR STATIQUE DE TOIT A DEUX ELEMENTS COUVRANTS SUPERPOSES L'invention concerne un aérateur statique de toit. Les aérateurs statiques de toit fonctionnant par aération naturelle (c'est-à-dire sans dispositif motorisé ou mobile de ventilation) sont connus. Ils sont néanmoins, soit insuffisamment efficaces, soit encombrants et inesthétique compte-tenu de la complexité des dispositifs aérodynamiques qu'ils incluent pour une meilleure extraction de l'air vicié. En outre, et notamment dans ce dernier cas, l'aérateur fixé au toit n1 est généralement pas compatible avec l'usage de l'ouverture du toit à titre d'accès dans le bâtiment pour les hommes et/ou le matériel. A l'inverse, les trappes ou portes connues d'accès par le toit d'un bâtiment sont formées en général de simples tampons de fonte ou d'acier ou de capots mobiles, qui ne procurent aucune ventilation du bâtiment lorsqu'ils sont en position fermée. L'invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un aérateur statique de toit d'efficacité accrue, (c'est-à-dire procurant une ventilation de grand débit), peu volumineux, esthétique, simple et peu coûteux, aisément adaptable à toutes sortes, formes et dimensions d'ouvertures et, qui peut être soit de type fixe, soit de type mobile pour faire office d'ouvrant d'accès assurant néanmoins l'aération du bâtiment en position fermée. L'invention vise plus particulièrement à proposer un aérateur statique de toit destiné à équiper les toits de bâtiments renfermant des matières susceptibles d'émettre des émanations toxiques et/ou corrosives, (chlore, ozone, ...), tels que les réservoirs ou les locaux d'usines de traitement de liquides, et plus particulièrement les réservoirs d'eau ou les locaux d'usines de traitement d'eau. Pour ce faire, l'invention concerne un aérateur statique destiné à équiper une ouverture ménagée dans un toit, caractérisé en ce qu'il comporte - un élément couvrant principal inférieur adapté pour coiffer ladite ouverture, et qui comprend des entrées d'air latérales disposées sous l'élément couvrant principal autour de ladite ouverture, et adaptées pour autoriser l'admission d'air frais extérieur dans le flux d'air vicié débouchant de ladite ouverture, une bouche d'évacuation d'air vicié vers le haut, ménagée à travers ledit élément couvrant principal au-dessus et en regard ladite ouverture, et présentant une section inférieure ou égale à la section de ladite ouverture traversée par le flux d'air vicié, - un élément couvrant supérieur coiffant ladite bouche d'évacuation, cet élément couvrant supérieur étant fixé et superposé à l'élément couvrant principal, - des sorties d'air latérales disposées autour de ladite bouche d'évacuation d'air vicié au-dessus de l'élément couvrant principal et sous l'élément couvrant supérieur, ces sorties d'air latérales étant adaptées pour autoriser l'évacuation de l'air vicié à l'extérieur latéralement. L'invention concerne aussi un tel aérateur statique qui est caractérisé en outre en ce que l'ensemble formé par l'élément couvrant principal inférieur et l'élément couvrant supérieur constitue un capot monté mobile par rapport au toit ou à un châssis fixe solidaire du toit, entre une position fermée où il recouvre l'ouverture et fait office d'aérateur, et une position ouverte où il dégage l'ouverture pour permettre l'accès. L'invention concerne aussi un aérateur statique de toit comprenant en combinaison tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante qui se réfère aux figures annexées, dans lesquelles - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un premier mode de réalisation d'un aérateur statique selon l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective de l'aérateur de la figure 1 en position fermée, - la figure 3 est une vue en perspective de l'aérateur de la figure 1 en position ouverte, - la figure 4 est une vue en coupe axiale d'un deuxième mode de réalisation d'un aérateur statique selon l'invention. Les figures 1 à 3 représentent un premier mode de réalisation d'un aérateur statique selon l'invention, du type mobile, c'est-à-dire bifonctionnel. En effet, cet aérateur présente les fonctions combinées d'aération et d'ouvrant pour une ouverture 1 ménagée dans le toit 2 d'un bâtiment. L'aérateur comprend un châssis fixe 3 équipant l'ouverture 1 et fixé rigidement à cette ouverture 1. Dans le cas où l'ouverture 1 est dotée d'une margelle 4, le châssis fixe 3 recouvre cette margelle 4. Dans le cas où l'ouverture 1 n'est pas dotée de margelle, le châssis fixe 3 permet de surélever l'aérateur en faisant office de margelle. L'aérateur comprend également un capot mobile 5 articulé au châssis fixe 3 autour d'un axe 6 horizontal latéral par une charnière qui est par exemple du type à gonds et paumelles. Ce capot mobile 5 constitue un ouvrant pour l'ouverture 1, c'est-à-dire qu'il peut être placé en position fermée (figures 1 et 2) dans laquelle il obture l'ouverture 1 en permettant l'aération, ou en position ouverte (figure 3) pour permettre l'accès à travers l'ouverture 1 au bâtiment. Le capot 5 comporte deux éléments couvrants 7, 8 superposés, à savoir un élément couvrant principal inférieur 7 adapté pour coiffer l'ouverture 1, et un élément couvrant supérieur 8 coiffant une bouche d'évacuation 9 ménagée à travers l'élément couvrant principal 7, à sa partie centrale supérieure. La bouche d'évacuation 9 est ménagée à travers l'élément couvrant principal 7 au-dessus et en regard de l'ouverture 1, en position centrale, et permet l'évacuation d'air vicié vers le haut en direction de l'élément couvrant supérieur 8. La bouche d'évacuation 9 présente une section S3 inférieure ou égale à la section S4 de l'ouverture 1 qui est traversée par le flux d'air vicié en provenance du bâtiment. L'élément couvrant principal inférieur 7 comprend en outre, des entrées d'air latérales 10 disposées sous l'élément couvrant principal 7, autour de l'ouverture 1, au-dessus et à l'extérieur du toit, et adaptées pour autoriser l'admission d'air frais extérieur dans le flux d'air vicié débouchant de l'ouverture 1. L'élément couvrant supérieur 8 est fixé et superposé à l'élément couvrant principal 7, à distance de cet élément couvrant principal 7 au-dessus de la bouche d'évacuation 9. L'élément couvrant supérieur 8 a une largeur hors tout supérieure à celle de la bouche d'évacuation 9 et inférieure à celle de l'élément couvrant principal 7. En outre, le capot mobile 5 comporte des sorties d'air latérales 11 disposées autour de la bouche d'évacuation 9, entre les deux éléments couvrants 7, 8, c'est-à-dire au-dessus de l'élément couvrant principal 7 et en dessous de l'élément couvrant supérieur 9, ces sorties d'air 11 étant adaptées pour autoriser l'évacuation à l'extérieur latéralement de l'air vicié résultant du flux d'air vicié débouchant de l'ouverture 1 et du flux d'air frais entrant par les entrées d'air latérales 10. Ainsi, grâce aux deux éléments couvrants 7, 8 superposés, aux entrées d'air latérales 10 et aux sorties d'air latérales supérieures 11, une circulation naturelle d'air est entretenue, ce qui a pour effet d'extraire l'air vicié par l'ouverture 1 hors du bâtiment. Il est à noter que l'aérateur selon l'invention, est en pratique d'une grande efficacité, et procure un débit très important d'air évacué par les sorties d'air latérales 11. En effet, quelque soit la direction du vent, celui-ci pénètre à l'intérieur de l'aérateur par les entrées d'air 10 en procurant un tirage important. En outre, les deux éléments couvrants 7, 8 abritent parfaitement l'ouverture 1 des intempéries. L'ensemble formé par l'élément couvrant principal inférieur 7 et l'élément couvrant supérieur 8 constitue ainsi le capot 5 monté mobile par rapport au châssis fixe 3. Dans la position fermée représentée figures 1 et 2, le capot mobile recouvre 1 ouverture 1 en la protégeant des intempéries et fait office d'aérateur statique. Dans la position ouverte représentée à la position 3, le capot mobile 5 est soulevé pour dégager l'accès de l'ouverture 1. Comme on le voit, les manoeuvres d'ouverture et de fermeture du capot mobile 5 sont facilitées par un vérin 12 et par un câble 13 de retenue. Les entrées d'air latérales 10 sont formées de grilles ou de parois à claire-voie 10 fixées immédiatement sous l'élément couvrant principal 7 pour s'étendre, régulièrement réparties autour et au-dessus de l'ouverture 1, entre l'élément couvrant principal 7 et la face supérieure 14 libre du châssis 3 délimitant l'ouverture 1 (en position fermée). En outre, l'élément couvrant principal 7 s'étend vers l'extérieur sur une distance telle que toute droite (figure 4) passant par son bord extrême libre inférieur 15 et par le bord inférieur 16 d'une entrée d'air latérale 10 forme, avec l'horizontale, un angle inférieur à 450. Dans le mode de réalisation représenté figure 1, cet angle est même négatif, le bord extrême libre inférieur 15 étant situé à un niveau inférieur au bord inférieur 16 des entrées d'air 10. De la sorte, les entrées d'air 10 sont parfaitement protégées des intempéries, et notamment de la pluie. Pour permettre l'entrée de l'air dans les entrées d'air latérales 10, le bord extrême libre inférieur 15, qui est le bord extrême périphérique de l'élément couvrant principal 7, s'étend autour et à distance du châssis 3 en ménageant un espace périphérique d'admission d'air frais. Dans un aérateur statique selon l'invention, le bord extrême libre inférieur 15 de l'élément couvrant principal 7 est donc avantageusement au moins sensiblement de niveau avec le bord inférieur 16 des entrées d'air latérales 10, où s'étend à un niveau au moins sensiblement inférieur à celui de ce bord inférieur 16. Les sorties d'air latérales 11 sont formées également de grilles ou de parois à claire-voie fixées immédiatement sous l'élément couvrant supérieur 8 pour s'étendre, régulièrement réparties autour et au-dessus de la bouche d'évacuation 9, entre l'élément couvrant supérieur 8 et une paroi 17 verticale de l'élément couvrant principal 7 délimitant la bouche d'évacuation 9. Ces grilles ou parois à claire-voie sont soudées d'une part sous l'élément couvrant supérieur 8, et d'autre part à cette paroi 17 verticale s'étendant vers le haut à partir de la bouche d'évacuation 9. En outre, l'élément couvrant supérieur 8 s'étend vers l'extérieur sur une distance telle que toute droite passant par son bord extrême libre inférieur 18 et par le bord inférieur 19 d'une sortie d'air latérale 11 forme, avec l'horizontale, un angle inférieur à 450 (figure 1). De la sorte, les sorties d'air latérales 11 sont également protégées des intempéries. L'aérateur statique selon l'invention, présente un axe principal de symétrie qui est de préférence orienté au moins sensiblement verticalement. Dans les exemples représentés, le toit du bâtiment est horizontal, et l'axe de l'ouverture 1 est vertical. L'aérateur statique selon l'invention est centré sur l'ouverture 1, c'est-àdire que son axe de symétrie coïncide avec l'axe de l'ouverture 1. L'invention est néanmoins également applicable dans le cas d'un toit pentu. De préférence, néanmoins, le châssis fixe 3 sera adapté pour compenser la pente du toit de sorte que l'axe de symétrie de l'aérateur statique selon 1 invention soit orienté sensiblement verticalement. Ainsi, les éléments couvrants 7, 8 s'étendent globalement horizontalement. Les éléments couvrants 7, 8 peuvent être parfaitement plats et horizontaux, mais sont de préférence légèrement pentus, à la façon d'un toit ou d'une mitre. L'ouverture 1, le châssis fixe 3, et les éléments couvrants 7, 8 peuvent présenter diverses formes et dimensions. Dans l'exemple représenté, l'ouverture 1 est circulaire, le châssis 3 est carré et les éléments couvrants 7, 8 sont également carrés. Les entrées d'air latérales 10 sont formées de cornières ajourées à claire-voie s'étendant en partie médiane de chacun des côtés de l'élément couvrant principal 7. Dans les angles, un profilé d'angle 20 est fixé sous l'élément couvrant principal 7 pour combler les espaces entre les extrémités respectives des entrées d'air latérales 10. Les sorties d'air latérales 11 sont formées de 4 grilles planes verticales orientées respectivement de chaque côté.L'élément couvrant supérieur 8 a une forme générale de toit à 4 pentes, et l'élément couvrant principal inférieur 7 est en forme générale de couronne de couverture pentue à 4 pentes s'abaissant vers l'extérieur, c'est-à-dire en tronc de pyramide. De préférence, la pente des éléments couvrants 7, 8 est faible afin de limiter l'encombrement vertical de l'aérateur statique selon l'invention. En variante non représentée, le châssis fixe 3, et les éléments couvrants 7, 8 peuvent présenter une section rectangulaire, ou circulaire, ou autre. Dans ce dernier cas (section circulaire), les éléments couvrants 7, 8 sont en forme générale de tronc de cônes. En outre, les entrées d'air latérales 10 peuvent être formées d'une grille en tronc de cylindre de révolution s'étendant tout autour de la périphérie de l'ouverture 1 et sous l'élément couvrant principal 7. De même, les sorties d'air latérales 11 peuvent être formées d'une grille en forme générale de tronc de cylindre de révolution interposées entre les deux éléments couvrants 7, 8. Dans un aérateur statique selon l'invention, les entrées d'air latérales 10 et les sorties d'air latérales 11 sont formées de parois à claire-voie ou de grilles qui s'étendent au moins sensiblement verticalement en laissant passer un flux d'air s'écoulant au moins sensiblement dans la direction horizontale. Selon l'invention, la section totale S2 des sorties d'air latérales 11, qui est traversée par le flux d'air vicié, est supérieure à la section totale S1 des entrées d'air latérales 10 qui est traversée par le flux d'air frais entrant. En outre, la section totale S2 des sorties d'air latérales 11 est avantageusement supérieure ou sensiblement égale à 1,5 fois la section S3 de la bouche d'évacuation 9. Et la section totale S2 des sorties d'air latérales 11 qui est traversée par le flux d'air vicié est avantageusement supérieure ou au moins sensiblement égale à la somme de la section S4 de l'ouverture 1 et de la section totale S1 des entrées d'air latérales 10 qui est traversée par le flux d'air frais entrant.Par ailleurs, la section totale S1 des entrées d'air latérales 10 qui est traversée par le flux d'air frais entrant est avantageusement et selon l'invention comprise entre le quart et la moitié notamment au moins sensiblement égal au tiers- de la section S4 de l'ouverture 1. En effet, ces proportions relatives entre les sections utiles traversées par les flux d'air dans un aérateur statique selon l'invention permettent une extraction optimum des gaz hors du bâtiment par l'ouverture 1. Dans la variante représentée figure 4, l'aérateur statique est de type fixe, c'est-à-dire qu'il n'est pas articulé et ne permet pas l'accès par l'ouverture 1. Cet aérateur statique comporte néanmoins encore un châssis fixe 3 protégeant la margelle 4 de l'ouverture 1, un élément couvrant principal inférieur 7 doté d'une bouche d'évacuation 9 en partie centrale supérieure communiquant avec un espace supérieur délimité latéralement par des sorties d'air latérales 11 et, au-dessus, par un élément couvrant supérieur 8. Entre l'élément couvrant principal 7 inférieur et le châssis fixe 3, des parois périphériques latérales 21 sont prévues. Ces parois périphériques latérales sont fixées sous l'élément couvrant principal 7 et sont dotées de grilles d'entrées d'air latérales 10. Ces parois périphériques latérales peuvent être fixées notamment par boulonnage sur le châssis fixe 3. Dans cette variante de réalisation, on a également représenté, sur la partie droite de la figure, un volet de protection intermédiaire 22 qui peut être fixé à mi-hauteur des sorties d'air latérales 11 pour améliorer la protection contre les intempéries. Un tel volet de protection supplémentaire peut également être prévu pour les entrées d'air latérales 10. Un aérateur statique selon l'invention peut être réalisé dans une structure mécano-soudée métallique, de préférence traitée contre la corrosion. Il est particulièrement esthétique, peu volumineux, et procure une aération extrêmement efficace. De plus, il peut être bifonctionnel et permettre non seulement l'extraction d'air mais également l'accès contrôlé par l'ouverture 1 du bâtiment. Il est à noter qu'un dispositif de verrouillage peut être prévu pour verrouiller le capot mobile 5 en position fermée. REVENDICATIONS 1/ - Aérateur statique destiné à équiper une ouverture (1) ménagée dans un toit, caractérisé en ce qu'il comporte - un élément couvrant principal inférieur (7) adapté pour coiffer ladite ouverture (1), et qui comprend des entrées d'air latérales (10) disposées sous l'élément couvrant principal (7) autour de ladite ouverture (1), et adaptées pour autoriser l'admission d'air frais extérieur dans le flux d'air vicié débouchant de ladite ouverture (1), une bouche d'évacuation (9) d'air vicié vers le haut, ménagée à travers ledit élément couvrant principal (7) au-dessus et en regard de l'ouverture (1), et présentant une section inférieure ou égale à la section de ladite ouverture (1) traversée par le flux d'air vicié, - un élément couvrant supérieur (8) coiffant ladite bouche d'évacuation (9), cet élément couvrant supérieur (8) étant fixé et superposé à l'élément couvrant principal (7), - des sorties d'air latérales (11) disposées autour de ladite bouche d'évacuation (9) d'air vicié au-dessus de l'élément couvrant principal (7) et sous l'élément couvrant supérieur (8), ces sorties d'air latérales (11) étant adaptées pour autoriser l'évacuation de l'air vicié à l'extérieur latéralement. 2/ Aérateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'ensemble formé par l'élément couvrant principal inférieur (7) et l'élément couvrant supérieur (8) constitue un capot (5) monté mobile par rapport au toit ou à un châssis fixe (3) solidaire du toit, entre une position fermée où il recouvre l'ouverture (1) et fait office d'aérateur et une position ouverte où il dégage l'ouverture (1) pour permettre 1 'accès. 3/ - Aérateur selon la revendication 2 caractérisé en ce que le capot (5) est articulé au toit ou au châssis fixe (3) autour d'un axe horizontal latéral (6). 4/ - Aérateur selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que lesdites entrées d'air latérales (10) sont formées de grilles ou parois à claire-voie fixées immédiatement sous l'élément couvrant principal (7) pour s'étendre, régulièrement réparties autour et au-dessus de ladite ouverture (1), entre l'élément couvrant principal (7) et une face supérieure (14) du toit ou du châssis fixe (3) délimitant ladite ouverture (1). 5/ - Aérateur selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'élément couvrant principal (7) s'étend vers l'extérieur sur une distance telle que toute droite passant par son bord extrême libre inférieur (15) et par le bord inférieur (16) d'une entrée d'air latérale (10) forme avec l'horizontale un angle inférieur à 450. 6/ - Aérateur selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le bord extrême libre inférieur (15) de l'élément couvrant principal (7) est au moins sensiblement de niveau avec le bord inférieur (16) des entrées d'air latérales (10). 7/ - Aérateur selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que lesdites sorties d'air latérales (11) sont formées de grilles ou parois à claire-voie fixées immédiatement sous l'élément couvrant supérieur (8) pour s'étendre, régulièrement réparties autour et au-dessus de ladite bouche d'évacuation (9) entre l'élément couvrant supérieur (8) et une paroi (17) délimitant ladite bouche d'évacuation (9). 8/ - Aérateur selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que l'élément couvrant supérieur (8) s'étend vers l'extérieur sur une distance telle que toute droite passant par son bord extrême libre inférieur (18) et par le bord inférieur (19) d'une sortie d'air latérale (11) forme avec l'horizontale un angle inférieur à 450. 9/ - Aérateur selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que la section totale desdites sorties d'air latérales (11) qui est traversée par le flux d'air vicié est supérieure à la section totale desdites entrées d'air latérales (10) qui est traversée par le flux d'air frais entrant. 10/ - Aérateur selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que la section totale desdites sorties d'air latérales (11) traversée par le flux d'air vicié est supérieur ou sensiblement égale à 1,5 fois la section de la bouche d'évacuation (9). 11/ - Aérateur selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que la section totale desdites sorties d'air latérales (11) qui est traversée par le flux d'air vicié est supérieure ou au moins sensiblement égale à la somme de la section de ladite ouverture (1) et de la section totale desdites entrées d'air latérales (10) qui est traversée par le flux d'air frais entrant. 12/ - Aérateur selon l'une des revendications 1 à 11 caractérisé en ce que la section totale desdites entrées d'air latérales (10), qui est traversée par le flux d'air frais entrant, est comprise entre le quart et la moitié, -notamment au moins sensiblement égale au tiers- de la section de ladite ouverture (1).