Brevet FR2870274A1 — publié le 20051118

La présente invention concerne les dispositifs qui assurent l'évacuation naturelle des fumées, de la chaleur ou des gaz, au niveau des voûtes filantes d'éclairage naturel aménagées sur les toitures de constructions ou de bâtiments de toutes sortes; on connaît de manière classique de tels dispositifs d'évacuation sous l'appellation d ( exutoire . Ces exutoires peuvent également être utilisés, dans certaines conditions, pour la ventilation de la construction ou du bâtiment. Les toitures de constructions ou de bâtiments sont parfois équipées de structures de voûtes, et ceci généralement pour l'aménagement de systèmes d'éclairage zénithal naturel, de forme particulièrement esthétique. Les voûtes correspondantes sont principalement constituées d'un élément de couverture à section transversale courbe, délimité par deux parois latérales filantes et par deux parois transversales d'extrémités, encore appelées tympans. Ces structures de voûtes peuvent être équipées d'un ou de plusieurs exutoires destinés à permettre l'évacuation naturelle des fumées, de la chaleur, ou de l'air vicié, et éventuellement à assurer une entrée d'air frais dans le local équipé, afin d'assurer sa ventilation; ces exutoires sont constitués d'une ouverture ou trémie, de section générale carrée ou rectangulaire, aménagée dans l'élément de couverture, associée à un organe d'obturation, par exemple de type vantail(s) ou lame(s) basculante(s). La présente invention a pour objet un nouvel exutoire pour voûte filante du genre de celui décrit ci-dessus, c'est-à-dire constitué d'une trémie associée à un organe d'obturation amovible, et qui est muni de perfectionnements structurels visant à optimiser ses performances aérauliques (c'est-à-dire améliorer l'écoulement des fumées, ou de la chaleur, ceci même en présence de vent). A cet effet, l'exutoire conforme à l'invention comporte deux aubes fixes ou mobiles, en forme de portions de voûtes, délimitées chacune par deux bordures transversales cintrées, l'une interne et l'autre externe, et par deux bordures longitudinales rectilignes, lesquelles aubes sont positionnées de part et d'autre de la trémie, sur la longueur et en regard de l'élément de couverture de la voûte filante, au moins lorsque ladite trémie est en configuration ouverte; ces deux aubes sont agencées de telle sorte que leur bordure interne cintrée se situe à proximité de la bordure transversale cintrée en regard de la trémie, et de sorte qu'elles s'étendent chacune selon une pente ascendante de leur bordure interne vers leur bordure externe, de manière à former deux organes déflecteurs latéraux. Selon une disposition particulièrement intéressante de l'invention, les deux aubes, en position d'organes déflecteurs, sont agencées de sorte que la distance verticale h, sur l'axe médian longitudinal de l'élément de couverture, entre leur bordure 2 2870274 externe et le point le plus haut de l'élément de couverture, corresponde au minimum aux 2/3 de la flèche a dudit élément de couverture. Selon encore une disposition intéressante de l'invention, les deux aubes ont une section transversale dont la courbure est identique ou sensiblement identique à celle de l'élément de couverture de la voûte. De plus, la distance entre les bordures longitudinales des aubes est avantageusement identique ou sensiblement identique à la largeur transversale de la trémie. Selon une première forme de réalisation particulière, les deux aubes déflectrices sont fixes, maintenues à demeure en position d'organes déflecteurs latéraux. L'exutoire comporte alors un organe d'obturation indépendant associé à des moyens de manoeuvre pour son déplacement entre la position d'obturation et la position de libération de la trémie. Cet organe d'obturation est avantageusement constitué de deux volets ouvrants qui sont chacun montés articulés le long de l'une des bordures longitudinales rectilignes de la trémie; chacun de ces volets ouvrants est associé à des moyens de manoeuvre pour leur déplacement entre la position d'obturation et la position de libération de la trémie et, en position de libération de ladite trémie, ils sont positionnés de sorte à former deux lèvres longitudinales déflectrices. Selon une autre forme de réalisation particulière, l'exutoire comporte deux aubes mobiles constituant également l'organe d'obturation de la trémie. Ces deux aubes sont alors mobiles sur la longueur de l'élément de couverture de la voûte, entre - une position juxtaposée au niveau de la trémie pour assurer son obturation, et - une position de libération de la trémie dans laquelle ils sont agencés de part et d'autre de cette dernière, formant ainsi les deux organes déflecteurs latéraux. Pour optimiser les performances aérauliques de l'exutoire, deux lèvres latérales verticales sont avantageusement aménagées parallèlement, chacune en regard de l'une des bordures longitudinales de la trémie. Ces lèvres latérales peuvent être fixes, mais elles peuvent aussi être montées mobiles, associées à des moyens qui permettent leur escamotage. De préférence, ces lèvres latérales ont au minimum une hauteur correspondant aux 2/3 de la hauteur des parois latérales filantes de la structure de voûte. La présente invention a également pour objet une voûte filante pour toiture de construction ou de bâtiment, équipée d'un exutoire tel que décrit ci-dessus. Mais l'invention sera encore illustrée, sans être aucunement limitée, par la description suivante de différentes formes de réalisation particulières, données 3 2870274 uniquement à titre d'exemple, et représentées sur les dessins annexés suivants dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique générale, en perspective, d'une voûte de toiture équipée d'un exutoire conforme à l'invention, et montrant ses principales caractéristiques structurelles; - la figure 2 est une vue en coupe transversale selon 2-2 de la figure 1, détaillant encore la structure générale de l'exutoire; - la figure 3 est une vue schématique générale d'une voûte de toiture, équipée ici d'un exutoire à aubes mobiles qui sont représentées en position d'obturation de la trémie; - la figure 4 est une vue générale schématique de la voûte de la figure 3, montrant les aubes de l'exutoire en position de libération de la trémie; - la figure 5 est une vue en coupe transversale selon 5-5 de la figure 3, détaillant encore la structure particulière de l'exutoire des figures 3 et 4; - la figure 6 est une vue générale d'une voûte de toiture, équipée ici d'un exutoire à aubes fixes. L'exutoire 1 représenté sur les figures 1 à 6 est installé sur une voûte filante 2 aménagée sur la toiture 3 d'un bâtiment ou d'une construction. La voûte 2 est constituée d'un élément de couverture 4, à section transversale arquée ou de forme générale courbe, dont la hauteur de flèche est repérée a; cet élément de couverture 4 est délimité ou bordé par deux parois latérales filantes 5 et par deux parois transversales 6, encore appelées tympans d'extrémité. L'exutoire 1, sur les figures 1 et 2, est représenté seulement de manière schématique, de manière à montrer ses principaux éléments structurels constitutifs. En l'espèce, il comprend - une trémie 7 de forme générale carrée ou rectangulaire positionnée dans l'élément de couverture 4, délimitée par deux bordures longitudinales 8 et par deux bordures transversales arquées 9, et - deux aubes latérales 10, fixes ou mobiles, agencées de part et d'autre de la trémie 7 pour former deux organes déflecteurs sur l'élément de couverture 4 destinés à améliorer les performances aérauliques de l'exutoire. Comme cela sera détaillé ci-après, les aubes 10 peuvent être prévues fixes, et la trémie 7 est alors équipée de tout organe d'obturation approprié (non représenté ici) ; les aubes 10 peuvent aussi être prévues mobiles et adaptées pour constituer aussi l'organe d'obturation de la trémie. Les deux aubes latérales 10, de dimension identique, ont une forme générale rectangulaire en portion de voûte; elles sont délimitées par deux bordures d'extrémités cintrées, l'une interne 11 et l'autre externe 12, et par deux bordures longitudinales 4 2870274 rectilignes 13. La distance entre les deux bordures longitudinales rectilignes 13 peut correspondre à la largeur de la trémie 7; de plus, la section transversale courbe ou arquée de ces deux aubes 10 est avantageusement identique ou très proche de celle de l'élément de couverture 4. Ces aubes latérales 10 peuvent être réalisées en tout matériau approprié (tôle d'aluminium ou d'acier, matière plastique, polyester...). Le rôle de ces aubes 10 est de former des organes déflecteurs latéraux; leur inclinaison est adaptée pour optimiser les performances aérauliques générales de l'exutoire. A cet effet, les aubes latérales 10 sont agencées chacune selon une pente ascendante s'étendant de leur bordure interne 11 vers leur bordure externe 12; en fait, la bordure interne 11 de chacune de ces aubes latérales 10 est située à proximité de l'une des bordures transversales arquées 9 de la trémie 7, et leur bordure externe 12 est relevée, ou autrement dit placée à distance par rapport à l'élément de couverture 4. La pente correspondante est adaptée selon la structure de l'exutoire et selon ses caractéristiques d'implantation, mais de préférence la distance verticale h, sur l'axe médian longitudinal de la voûte 2 (entre la bordure externe 12 de chaque aube 10 et le point le plus haut de l'élément de couverture 4), correspond au minimum aux 2/3 de la flèche a dudit élément de couverture 4. Cette distance verticale h est avantageusement de l'ordre de 40 cm, ou plus. Les figures suivantes 3 à 6 illustrent schématiquement deux formes particulières de réalisation d'exutoires conformes à l'invention. Dans la première forme de réalisation (figures 3 à 5), l'exutoire est muni de deux aubes latérales mobiles aptes à obturer la trémie; et dans la seconde forme de réalisation (figure 6), l'exutoire est équipé de deux aubes fixes associées à un organe distinct d'obturation de la trémie. Sur les figures 3 à 5, on retrouve une voûte filante 2 équipée d'un exutoire 1 comprenant une trémie 7 et les deux aubes latérales 10. Comme abordé ci-dessus, les deux aubes latérales 10 sont manoeuvrables, sur la longueur de la voûte 2, entre - une position juxtaposée au niveau de la trémie 7 pour assurer son obturation (figure 3), et - une position de libération de la trémie 7 dans laquelle elles sont agencées de part et d'autre de ladite trémie (figures 4 et 5), par-dessus l'élément de couverture 4. Dans la position d'obturation précitée (figure 3), les bordures internes 11 des aubes 10 sont jointives (le plan de joint correspondant est perpendiculaire à l'axe longitudinal de la voûte 2), et leurs bordures externes 12 se situent en regard des bordures transversales arquées 9 de la trémie. D'autre part, les bordures longitudinales 2870274 13 des aubes 10 sont positionnées le long des bordures longitudinales 8 de la trémie 7. L'étanchéité est réalisée au moyen de joints adaptés. Les deux aubes 10 sont ainsi positionnées dans la continuité de l'élément de couverture 4 de la voûte 2; elles peuvent être légèrement décalées en hauteur l'une par rapport à l'autre. En position de libération de la trémie (figures 4 et 5), les deux aubes latérales 10 forment des organes déflecteurs dont l'orientation est adaptée pour optimiser les performances aérauliques générales de l'exutoire, dans une configuration conforme à celle décrite précédemment en relation avec les figures 1 et 2. Tout moyen de manoeuvre adapté pourra être mis en oeuvre pour assurer le déplacement des deux aubes 10 entre les positions d'obturation et de libération de la trémie. Les moyens de manoeuvre correspondants sont adaptés pour appliquer à chacune des aubes un mouvement horizontal combiné à un mouvement de pivotement. Ces deux mouvements peuvent être successifs ou simultanés. A cet effet, les aubes 10 peuvent être munies de galets ou de patins de contact au niveau des extrémités latérales de leurs bordures interne 11 et/ou externe 12, coopérant avec des rails ou glissières appropriés. Les mouvements d'ouverture ou de fermeture peuvent être réalisés au moyen d'un système adapté de vérin(s), câble(s), crémaillère(s) ou autres. Ces moyens de manoeuvre peuvent être commandés manuellement par un interrupteur adapté ; ils peuvent aussi être pilotés automatiquement par exemple en association avec un détecteur de fumées. Sur les figures 3 à 5, on remarque encore que l'exutoire 1 est équipé de deux lèvres latérales verticales 15, fixes, visant encore à améliorer les performances aérauliques de l'installation. Ces lèvres latérales 15, de forme générale rectangulaire, sont chacune agencées parallèlement et en regard de l'une des parois latérales filantes 5 de la structure de voûte 2, ceci au moins sur toute la longueur des bordures longitudinales 8 de la trémie 7. Elles ont avantageusement au minimum une hauteur e correspondant aux 2/3 de la hauteur des parois latérales filantes 5 de la structure de voûte 2; cette hauteur e est de préférence supérieure à 20 cm. De plus, on remarque que les lèvres latérales verticales 15 se trouvent positionnées extérieurement et à distance des parois latérales filantes 5, dans le vide. Pour cela, un système de pattes d'assemblage 16 assure la liaison de chaque lèvre 15 avec la paroi 5 en regard. La paroi filante et la lèvre latérale peuvent par exemple être espacées de 5à 10 cm. 6 2870274 En fonction des besoins, les lèvres latérales 15 peuvent être solidarisées avec les parois latérales filantes 5 selon une inclinaison vers l'extérieur par rapport à la verticale. L'inclinaison correspondante serait de préférence au maximum de 20 . Selon une alternative de réalisation (non représentée), les lèvres latérales 15 peuvent être montées mobiles, et associées à des moyens qui permettent leur escamotage. Ainsi, ces lèvres latérales pourront être mises en position active uniquement lors de l'ouverture de la trémie et donc de la mise en position déflectrice des aubes 10. L'exutoire 1 représenté schématiquement sur la figure 6 se distingue de celui décrit ci-dessus en relation avec les figures 3 à 5 du fait qu'il comporte des aubes latérales fixes, maintenues à demeure dans une fonction d'organe déflecteur. Ces deux aubes latérales 10 sont solidarisées avec l'élément de toiture 4 de la voûte 2 par tout moyen de fixation approprié, cela avec une pente dont l'orientation est adaptée pour optimiser les performances aérauliques générales de l'exutoire, comme détaillé précédemment en relation avec les figures 1 et 2. La bordure interne 11 des aubes latérales 10 peut être fixée directement sur l'élément de couverture 4 par tout moyen approprié (par exemple par soudage, au moyen de pattes de fixation, ou par des cornières pliées selon l'inclinaison souhaitée, fixées sur l'élément de couverture et sur l'aube). Leur bordure externe 12 est maintenue relevée au moyen de supports latéraux 17 de dimensions appropriées, ou par des cornières épousant l'angle formé entre l'élément de couverture et l'aube. Sur cette figure 6, l'exutoire 1 est encore muni d'un organe d'obturation 18, associé à des moyens de manoeuvre (non représentés) assurant son déplacement entre la position d'obturation et la position de libération de la trémie 7. L'organe d'obturation 18 en question consiste ici en deux volets ouvrants 18', en forme chacun d'une portion de voûte délimitée par deux bordures longitudinales rectilignes, l'une externe 19 et l'autre interne 20, et par deux bordures d'extrémités arquées 21. Les deux volets ouvrants 18' de l'organe d'obturation 18 sont manoeuvrables en pivotement, au niveau de leur bordure longitudinale externe 19, sur l'une des bordures longitudinales rectilignes 8 de la trémie 7. En position d'obturation (non représentée), les bordures longitudinales internes 20 de ces deux volets ouvrants 18' sont jointives (le plan de joint correspondant est parallèle à l'axe longitudinal de la voûte 2), et leurs bordures d'extrémité arquées 21 se situent en regard des bordures transversales arquées 9 de la trémie 7. Les deux volets ouvrants 18' sont positionnés dans la continuité de l'élément de couverture 4 de la voûte 2. 7 2870274 En position de libération de la trémie (figure 6), les volets ouvrants 18' forment des lèvres latérales déflectrices dont l'action est similaire aux lèvres latérales 15 décrites ci-dessus en relation avec les figures 3 à 5. Selon une variante de réalisation, les deux aubes latérales 10 associées à un organe d'obturation distinct peuvent être montées articulées au niveau de leur bordure interne 11. Dans ce cas, la mise en position active des aubes sera réalisée uniquement lors de l'ouverture de la trémie. En position de trémie fermée, elles seront escamotées, c'est-à- dire repliées contre l'élément de couverture 4 de manière à améliorer l'esthétique de l'installation et limiter les risques de dégradations. D'une manière générale, des aubes fixes peuvent être associées à tous types d'organe d'obturation classique, (volet(s) ouvrant(s), vantaux, lames basculantes...), avec le cas échéant des lèvres longitudinales déflectrices 15, telles que décrites précédemment en relation avec les figures 3 à 5, pour optimiser les propriétés aérauliques de l'installation. 8 2870274 - REVENDICATIONS - 1.- Exutoire adapté pour une voûte filante aménagée sur une toiture de construction ou de bâtiment, laquelle voûte filante (2) comprend un élément de couverture (4) à section transversale courbe de flèche a, délimité par deux parois latérales filantes (5) et par deux parois d'extrémités (6) ou tympans, lequel exutoire (1) est constitué - d'une trémie (7) carrée ou rectangulaire qui est aménagée dans ledit élément de couverture (4), délimitée par deux bordures longitudinales rectilignes (8) et par deux bordures transversales cintrées (9), et - d'un organe d'obturation (10, 18) associé à des moyens de manoeuvre pour son déplacement entre une position d'obturation et une position de libération de ladite trémie (7), caractérisé en ce qu'il comporte deux aubes (10) fixes ou mobiles, en forme de portions de voûte, délimitées chacune par deux bordures transversales cintrées, l'une interne (11) et l'autre externe (12), et par deux bordures longitudinales (13), lesquelles aubes (10) sont positionnées, au moins lorsque la trémie (7) est en configuration ouverte, de part et d'autre de ladite trémie (7), sur la longueur et en regard de l'élément de couverture (4) de ladite voûte filante (2), de telle sorte que la bordure interne cintrée (11) desdites aubes (10) se situe à proximité de la bordure transversale cintrée (9) en regard de ladite trémie (7), lesdites aubes (10) s'étendant alors chacune selon une pente ascendante de leur bordure interne (11) vers leur bordure externe (12) de manière à former deux organes déflecteurs latéraux. 2.- Exutoire selon la revendication 1, caractérisé en ce que les aubes (10), en position d'organes déflecteurs, sont agencées de sorte que la distance verticale h, sur l'axe médian longitudinal de l'élément de couverture (4), entre leur bordure externe (12) et le point le plus haut dudit élément de couverture (4), corresponde au minimum aux 213 de la flèche a dudit élément de couverture (4). 3.- Exutoire selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les aubes (10) ont une section transversale dont la courbure est identique ou sensiblement identique à celle de l'élément de couverture (4) de la voûte (2). 4.- Exutoire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte des aubes (10) dont la largeur, c'est-à-dire la distance entre les bordures longitudinales (13), est identique ou sensiblement identique à la largeur de la trémie (7), c'est-à-dire la distance entre ses deux bordures longitudinales rectilignes (8). 5.- Exutoire selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce 35 qu'il comporte - deux aubes fixes (10), maintenues à demeure en position d'organes déflecteurs latéraux, et - un organe d'obturation indépendant (18) associé à des 9 2870274 moyens de manoeuvre pour son déplacement entre la position d'obturation et la position de libération de la trémie (7). 6.- Exutoire selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte un organe d'obturation (18) comprenant deux volets ouvrants (18') qui sont chacun montés articulés le long de l'une des bordures longitudinales rectilignes (8) de la trémie (7), chacun desdits volets ouvrants (18') étant associé à des moyens de manoeuvre pour leur déplacement entre la position d'obturation et la position de libération de ladite trémie (7), lesdits volets (18'), en position de libération de ladite trémie (7), étant positionnés de sorte à former deux lèvres longitudinales déflectrices. 7.- Exutoire selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte deux aubes mobiles (10) aptes à constituer l'organe d'obturation de la trémie (7), lesquelles aubes (10) sont associées à des moyens de manoeuvre adaptés pour permettre leur déplacement, sur la longueur de l'élément de couverture (4), entre - une position juxtaposée au niveau de la trémie (7) pour assurer son obturation, et - une position de libération de ladite trémie (7) dans laquelle elles sont agencées de part et d'autre de cette dernière pour former les deux organes déflecteurs latéraux. 8.- Exutoire selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte deux lèvres latérales verticales (15) qui sont chacune aménagées parallèlement et en regard de l'une des bordures longitudinales (8) de la trémie (7). 9.- Exutoire selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte des lèvres latérales fixes (15). 10.- Exutoire selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte des lèvres latérales montées mobiles, et associées à des moyens qui permettent leur escamotage. 11.- Exutoire selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que les deux lèvres latérales (15) ont au minimum une hauteur e correspondant aux 2/3 de la hauteur des parois filantes (5) de la structure de voûte (2). 12.- Voûte filante pour toiture de construction ou de bâtiment équipée d'un exutoire selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.