Brevet FR2880057A1 — publié le 20060630

Poutre mixte métal/matière isolante, son procédé d'élaboration et menuiserie obtenue par assemblaqe d'éléments d'une telle poutre La présente invention concerne une poutre mixte métal/matière isolante, pour la réalisation de menuiseries métalliques à rupture de pont thermique, en particulier de cadre d'ouvrant ou de dormant, pour la réception d'au moins un élément de remplissage, tel que vitrage, panneau, un procédé d'élaboration d'une telle poutre et une menuiserie obtenue par assemblage d'éléments de io poutre du type précité. De nombreuses menuiseries, en particulier des cadres d'ouvrant ou de dormant servant à la réception d'au moins un élément de remplissage, tel que vitrage ou panneau, présentent des faces externes et internes de cadre réalisées à partir ls de profilés métalliques. L'inconvénient d'utiliser des profilés métalliques pour constituer les faces extérieure et intérieure du cadre de la menuiserie résulte dans les importantes déperditions thermiques constatées, surtout en hiver, lorsque la conduction de chaleur entre profilé extérieur et profilé intérieur n'est pas interrompue. Ce phénomène, observé depuis de longues années, a amené au développement de solutions permettant la construction de menuiseries dites à rupture de pont thermique. Le principe est d'intercaler, entre les profilés constitutifs du cadre intérieur et du cadre extérieur de la menuiserie, un matériau dont la conductivité thermique est largement inférieure à celle des profilés métalliques. La réalisation de cette rupture de pont thermique entre les deux cadres métalliques peut s'effectuer de différentes manières. Traditionnellement, les profilés sont assemblés l'un à l'autre par l'intermédiaire de barrette polyamide réalisée sous forme-de deux barrettes ou d'une seule barrette, ces barrettes étant chargées en fibre de verre. Les profilés métalliques sont alors sertis sur ladite barrette. Le procédé de sertissage est tout à fait adapté à la fourniture de longueurs importantes d'un même profilé pendant plusieurs heures. En effet, les machines utilisées demandent des temps de réglage non négligeables. De ce fait, de tels procédés ne sont plus adaptés lorsque les quantités de profilés à assembler sont faibles. Or, de telles quantités relativement faibles sont de plus en plus fréquentes en raison notamment du développement du marché de la bicoloration qui consiste à utiliser, pour les profilés métalliques constitutifs des cadres intérieur et extérieur, deux couleurs différentes. De ce fait, la chaîne logistique est rendue plus complexe et l'optimisation des étapes de sertissage io plus difficile. Une autre solution pour réaliser une menuiserie à rupture de pont thermique consiste à utiliser une résine coulée sur des profilés monoblocs, lesdits profilés étant usinés après séchage de la résine. Ce procédé, qui a pendant un temps is concurrencé efficacement le sertissage de barrettes polyamides, est en train de disparaître pour des raisons pratiques. En effet, les installations de mise en oeuvre étaient lourdes et complexes. La tendance aujourd'hui est, pour les fabricants industriels de fenêtres, de gérer eux-mêmes l'assemblage des profilés à rupture de pont thermique pour récupérer la marge née de l'assemblage et réduire les délais de fabrication. Cette démarche doit donc s'accompagner nécessairement d'une simplification du procédé d'assemblage. Un but de la présente invention est donc de proposer une menuiserie dont la conception permet la simplification du procédé de fabrication d'une telle 25 menuiserie. Un autre but de la présente invention est de proposer une menuiserie et une poutre permettant la fabrication d'une telle menuiserie, dont les conceptions permettent un assemblage aisé des différents éléments constitutifs de la poutre entre eux. Un autre but de la présente invention est de proposer une menuiserie dont les éléments n'ont pas besoin, pour leur assemblage, d'être déformés de manière permanente comme cela peut être le cas dans le cas d'un sertissage. Un autre but de la présente invention est de proposer une poutre et une menuiserie, obtenue par assemblage des éléments de poutre, dont les conceptions permettent une rigidité accrue par rapport au système de barrettes et une réalisation éventuellement manuelle de l'assemblage. A cet effet, l'invention a pour objet une poutre mixte métal/matière isolante, pour la réalisation de menuiseries métalliques à rupture de pont thermique, en io particulier de cadre d'ouvrant ou de dormant, pour la réception d'au moins un élément de remplissage, tel que vitrage, panneau, ladite poutre étant constituée d'une âme polyédrique, de préférence parallélépipédique, en matière isolante dont deux faces opposées sont aptes à recevoir des profilés métalliques constituant les faces apparentes du cadre, caractérisée en ce que les profilés sont assujettis à l'âme par encliquetage. Grâce au mode de liaison entre profilé et âme, l'assemblage peut être réalisé manuellement, en particulier sur des longueurs limitées de poutre. Par ailleurs, du fait de la conception retenue pour l'assemblage, les temps de réglage des machines aptes à réaliser un tel assemblage sont extrêmement courts. Enfin, le recyclage de telles poutres est facilité puisque les éléments constitutifs de la poutre ne sont pas déformés de manière permanente, facilitant ainsi leur désassemblage. L'invention a encore pour objet un procédé d'élaboration d'une poutre mixte métal/matière isolante du type précité, pour la réalisation de menuiseries métalliques, en particulier de cadre d'ouvrant ou de dormant pour la réception d'éléments de remplissage, tels que vitrage, panneau, ladite poutre étant constituée d'une âme polyédrique, de préférence parallélépipédique, en matière isolante dont deux faces opposées sont aptes à recevoir des profilés métalliques constituant les faces apparentes du cadre, caractérisé en ce qu'on pré-assemble l'âme -et les profilés par une liaison charnière et en ce qu'on finalise l'assemblage par un rapprochement des profilés de l'âme pour obtenir un encliquetage verrouillé desdits profilés à l'âme. L'invention a encore pour objet une menuilserie à rupture de pont thermique du type constitué d'un cadre d'ouvrant ou de dormant pour la réception d'au moins un élément de remplissage, tel que vitrage ou panneau, caractérisée en ce que le cadre est constitué par l'assemblage de montants et de traverses formés chacun d'un élément de poutre du type précité. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante io d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels: les figures 1A et 1B représentent, sous forme de vues en coupe, les éléments d'une poutre destinée à constituer une menuiserie en position pré-assemblée (figure 1A) puis assemblée (figure 1B) ; les figures 2A et 2B représentent des vues en coupe d'un autre mode de réalisation des éléments d'une poutre destinée à constituer une menuiserie en position pré-assemblée (figure 2A) puis assemblée (figure 2B) desdits éléments; les figures 3A à 3C représentent, sous forme de vues en coupe, les éléments d'une poutre destinés à constituer une menuiserie en position pré-assemblée (figure 3A) puis assemblée (figure 3B) et enfin verrouillée par le vitrage (figure 3C) ; la figure 4 représente une vue schématique partielle en perspective d'un montant et d'une traverse d'un cadre de menuiserie au cours d'un assemblage par l'intermédiaire d'équerres; la figure 5 représente une vue schématique d'une installation d'assemblage d'éléments de poutre et la figure 6 représente une vue de côté d'une installation d'assemblage d'éléments de poutre. Comme mentionné ci-dessus, la poutre 1 mixte métal/matière isolante, objet de l'invention, est destinée à permettre la réalisation de menuiseries métalliques à s rupture de pont thermique, en particulier de cadre d'ouvrant ou de dormant, servant à la réception d'au moins un élément 2 de remplissage, tel qu'un vitrage ou un panneau. Les menuiseries sont obtenues par sectionnement de ladite poutre pour permettre ensuite un assemblage des éléments de poutre soit par l'intermédiaire d'une coupe d'onglet, soit par une coupe droite, la liaison entre éléments pouvant être renforcée par l'intermédiaire d'équerre comme cela sera décrit ci-après. La poutre 1, permettant la réalisation de telles menuiseries, est constituée d'une âme 3 polyédrique, de préférence parallélépipédique, en matière isolante dont deux faces opposées sont aptes à recevoir chacune un profilé 4, 5 métallique constituant pour l'un les faces apparentes interne, pour l'autre, les faces apparentes externes du cadre. De manière caractéristique à l'invention, les profilés 4, 5 de la poutre 1 métallique sont assujettis à l'âme 3 par encliquetage. En effet, l'âme 3 comporte des moyens 6 d'ancrage coopérant avec des moyens 7 d'assemblage portés par chaque profilé 4, 5 pour, lors du montage des éléments constitutifs du cadre, se verrouiller par encliquetage élastique. Dans les exemples représentés aux figures 1A, 1B, 2A, 2B, les moyens 6 d'ancrage de l'âme 3 affectent la forme de gorge tandis que les moyens 7 d'assemblage des profilés affectent la forme d'un pêne à ergot venant se verrouiller dans la gorge. Ainsi, l'âme 3 du profilé comporte deux gorges ménagées généralement à un même niveau sur deux faces sensiblement parallèles de l'âme, ces deux faces faisant face aux profilés 4. Chaque gorge de l'âme est destinée à recevoir un pêne à ergot réalisé sous forme d'une languette munie à son extrémité d'un ergot, cette languette étant venue de fabrication avec chacun des profilés 4, 5 métallique. Ces profilés sont généralement fabriqués par extrusion à l'intérieur de filière adaptée. L'encliquetage élastique est donc obtenu dans ce cas par déformation du pêne à ergot équipant les profilés 4, 5 métalliques lors de l'insertion du pêne dans la gorge de l'âme. L'âme 3, réalisée en un matériau isolant, est quant à elle suffisamment solide pour ne pas se déformer. Du fait que l'âme 3 est indéformable, c'est elle qui confère la rigidité à la poutre et évite son flambage alors que les profilés 4, 5, en se déformant, autorisent leur assemblage à l'âme 3. Bien évidemment, une solution inverse, à savoir une âme élastiquement déformable et des profilés indéformables, peut être envisagée de manière équivalente. Dans ce second cas, les moyens d'ancrage, par exemple de type io gorge, sont ménagés sur les profilés et les moyens d'assemblage élastique sont rapportés par l'âme pour obtenir au final un assemblage par encliquage. Généralement, cette âme 3 isolante est réalisée sous forme d'un profilé creux pour abaisser le poids de l'ensemble. Elle présente en outre des formes similaires pour différentes formes de profilé comme l'illustrent les figures 1A à 3C. Ceci permet de limiter les investissements en terme d'outillage pour la fabrication de l'âme. L'essentiel des fonctions des profilés est donc regroupé sur les profilés extérieur et intérieur qui pourront être de formes très variées. Indépendamment de la forme retenue pour les profilés 4 et 5, le procédé d'assemblage reste toujours le même. Ces profilés 4, 5 sont ainsi reliés à l'âme 3 par une liaison 8 charnière pour passer, après pivotement autour de ladite liaison 8, d'une position de pré-assemblage à une position assemblée, verrouillée par encliquetage. Ainsi, c'est dans un premier temps la liaison charnière qui permet un pré-assemblage des profilés à l'âme puis, dans un second temps, la coopération des moyens 6 d'ancrage avec les moyens 7 d'assemblage qui permet de maintenir l'ensemble assemblé dans une position prédéterminée. L'assemblage s'effectue ainsi de manière extrêmement simple puisqu'il suffit de rapprocher les profilés 4, 5 de l'âme 3 pour obtenir un encliquetage verrouillé des profilés à l'âme. La machine permettant la mise en oeuvre d'un tel procédé peut ainsi être de conception extrêmement simplifiée comme l'illustre la figure 5 où il suffit, une fois les profilés reliés à l'âme par leur liaison charnière, de rapprocher les profilés en direction de l'âme pour obtenir le verrouillage par encliquetage des profilés à l'âme. II doit être noté, du fait que le profilé peut être assemblé à l'âme en venant se positionner au-dessus de l'âme puis en venant loger le pivot du profilé dans une gorge de l'âme, que l'encombrement en longueur nécessaire à l'assemblage de tels éléments est réduit. En effet, dans les technologies antérieures, il était souvent nécessaire d'enfiler le profilé sur l'âme, ce qui nécessitait de disposer dans l'atelier d'une longueur correspondant à la longueur du profilé additionnée de la longueur de l'âme. Tel n'est pas le cas io dans la présente invention. La liaison 8 charnière entre profilé 4, 5 et âme 3 est constituée d'une part, d'une gorge 9 ménagée le long d'une face de l'âme 3, d'autre part d'un pivot 10 issu d'une face du profilé 4, 5 pour autoriser un déplacement angulaire dudit is profilé 4, 5 entre la position de préassemblage et la position de verrouillage. Le pivot 10, issu d'une face du profilé, est ainsi formé par un bec de retenue se terminant par un renflement circulaire destiné à constituer l'axe du pivot, le palier du pivot étant formé par une gorge ménagée dans l'une des faces de l'âme isolante. On note ainsi que la gorge 9 de l'âme 3 servant à la réception du pivot 10 du profilé et la gorge 6 de l'âme 3 servant à la réception du pêne à ergot du profilé sont positionnées sur une même face de l'âme, cette âme affectant une forme d'allure générale parallélépipédique. De la même manière, le pêne à ergot et le pivot 10 équipant chacun des profilés sont portés par une même face dudit profilé 4, 5. Un tel assemblage peut être optimisé en utilisant les éléments de remplissage de la menuiserie au maintien en position assemblée verrouillée desdits éléments constitutifs de la poutre. Ainsi, la liaison 8 charnière est verrouillée dans la position d'encliquetage par l'élément 2 de remplissage positionné à l'intérieur du cadre d'ouvrant, comme l'illustre en particulier la figure 3C. En effet, dans le cas d'un ouvrant, la présence du vitrage entre lesdits cadres intérieur et extérieur empêche tout pivotement de la liaison charnière dans une direction autorisant un désassemblage des profilés 4, 5 de l'âme 3. Ce s verrouillage peut également être obtenu dans le cas d'un cadre d'ouvrant servant à la réception d'élément de remplissage de type panneau coulissant comme l'illustre la figure 2B. Dans ce cas, les rails servant à la réception de l'élément de remplissage coulissant sont positionnés sensiblement au droit de la liaison charnière de telle sorte que, sous l'effet du poids des éléments de remplissage, les profilés, au niveau de la traverse inférieure du cadre, sont maintenus dans une position d'assemblage verrouillée des profilés à l'âme. II peut être également utilisé, à titre d'élément de verrouillage de la liaison, i0 entre profilé et âme, des équerres qui servent à l'assemblage des montants et des traverses constitutifs du cadre de menuiserie comme l'illustre en particulier la figure 4. En effet, dans ce cas, les éléments de poutre, destinés à constituer respectivement les montants et les traverses du cadre, sont assemblés les uns aux autres par l'intermédiaire d'équerres 11 qui viennent s'insérer dans des is tubulures ménagées à cet effet dans les différents profilés. Ces équerres constituent un verrouillage de l'assemblage obtenu par encliquetage des profilés sur l'âme une fois le cadre formé. Indépendamment du mode de verrouillage retenu, on peut constater que les profilés et l'âme sont, à l'état démonté de l'élément de remplissage et du cadre, aisément désassemblables en vue d'un recyclage. En effet, il suffit alors de séparer les profilés de l'âme puis de recycler de manière séparée les profilés d'une part, et l'âme d'autre part. La conception des poutres permet de réaliser des menuiseries, et en particulier des cadres d'ouvrant ou de dormant de menuiserie, dont l'assemblage des différents éléments de cadre entre eux peut s'effectuer indifféremment par des coupes d'onglet ou par des coupes droites. En outre, la conception retenue pour la poutre permet de réaliser aisément des menuiseries bicolores, l'un des profilés étant choisi de couleur différente par rapport à l'autre profilé. Grâce à cette conception de la poutre, il en résulte un grand nombre de possibilités au niveau de la conception des éléments de menuiserie sans avoir à modifier l'outil de production, ni à procéder à des réglages fastidieux de cet outil. REVENDICATIONS 1. Poutre (1) mixte métal/matière isolante, pour la réalisation de menuiseries métalliques à rupture de pont thermique, en particulier de cadre d'ouvrant ou de dormant, pour la réception d'au moins un élément (2) de remplissage, tel que vitrage, panneau, ladite poutre (1) étant constituée d'une âme (3) polyédrique, de préférence parallélépipédique, en rnatière isolante dont deux faces opposées sont aptes à recevoir des profilés (4, 5) métalliques constituant les to faces apparentes du cadre, caractérisée en ce que les profilés (4, 5) sont assujettis à l'âme (3) par encliquetage. 2. Poutre (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'âme (3) comporte des moyens (6) d'ancrage coopérant avec des moyens (7) d'assemblage portés par chaque profilé (4, 5) pour, lors du montage des éléments constitutifs du cadre, se verrouiller par encliquetage élastique. 3. Poutre (1) selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens (6) d'ancrage de l'âme (3) affectent la forme de gorge tandis que les moyens (7) d'assemblage des profilés affectent la forme d'un pêne à ergot venant se verrouiller dans la gorge. 4. Poutre (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les profilés (4, 5) sont reliés à l'âme (3) par une liaison (8) charnière pour passer, après pivotement autour de ladite liaison (8), d'une position de pré-assemblage à une position assemblée, verrouillée par encliquetage. 5. Poutre (1) selon la revendication 4, caractérisée en ce que la liaison (8) charnière entre profilé (4, 5) et âme (3) est constituée d'uns part, d'une gorge (9) ménagée le long d'une face de l'âme (3), io 2880057 Il d'autre part d'un pivot (10) issu d'une face du profilé (4, 5) pour autoriser un déplacement angulaire dudit profilé (4, 5) entre la position de pré-assemblage et la position de verrouillage. 6. Poutre (1) selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que la liaison (8) charnière est verrouillée dans la position d'encliquetage par l'élément (2) de remplissage positionné à l'intérieur dudit cadre d'ouvrant. to 7. Poutre (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les profilés (4, 5) et l'âme (3) sont, à l'état démonté de l'élément (2) de remplissage et du cadre, désassemblables en vue d'un recyclage. 8. Procédé d'élaboration d'une poutre (1) mixte métal/matière isolante conforme à l'une des revendications 1 à 7, pour la réalisation de menuiseries métalliques, en particulier de cadre d'ouvrant ou de dormant pour la réception d'éléments (2) de remplissage, tels que vitrage, panneau, ladite poutre (1) étant constituée d'une âme (3) polyédrique, de préférence parallélépipédique, en matière isolante dont deux faces opposées sont aptes à recevoir des profilés (4, 5) métalliques constituant les faces apparentes du cadre, caractérisé en ce qu'on pré- assemble l'âme (3) et les profilés (4, 5) par une liaison (8) charnière et en ce qu'on finalise l'assemblage par un rapprochement des profilés (4, 5) de l'âme (3) pour obtenir un encliquetage verrouillé desdits profilés (4, 5) à l'âme (3). 9. Menuiserie à rupture de pont thermique du type constitué d'un cadre d'ouvrant ou de dormant pour la réception d'au moins un élément (2) de remplissage, tel que vitrage ou panneau, caractérisée en ce que le cadre est constitué par l'assemblage de montants et de traverses formés chacun d'un élément de poutre (1) conforme à l'une des revendications 1 à 7.- 10. Menuiserie selon la revendication 9, caractérisée en ce que les éléments sont assemblés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'équerres (11) .