Brevet FR2886322A1 — publié le 20061201

DISPOSITIF DE FIXATION POUR SUBSTRATS, EN PARTICULIER 5 DES SUBSTRATS VERRIERS. La présente invention concerne un dispositif de fixation pour plaques, en particulier pour plaques de substrat verrier, comprenant des éléments de retenue disposés entre chaque substrat et une 10 structure porteuse en vue de transférer les charges des substrats à la structure porteuse, lesquels éléments de retenue comprennent des moyens pour limiter les variations ou les écarts dimensionnels, les déformations et les déplacements entre les substrats et la structure porteuse. Lors de l'élaboration de façade en verre pour bâtiments tertiaires ou à vocation domestique, on connaît de nombreuses techniques mettant en oeuvre des éléments de retenue ou de fixation ponctuels qui ne soutiennent les vitrages, par exemple dans un revêtement de façade, que sur une petite surface, qui permettent la 20 réalisation de constructions largement transparentes. Ainsi, il existe par exemple des systèmes qui soutiennent les substrats par paires au niveau de leur cordon de joint périphérique qui les séparent ou des éléments de retenue qui traversent des perçages pratiqués dans les substrats. Pour la sécurité des façades en verre, différentes charges revêtent de l'importance. Il y a d'une part les charges extérieures (poids du verre lui- même, vent, précipitations, chocs, etc.) et d'autre part celles qui résultent de sollicitations par contraintes à la suite par exemple de variations de température, des tolérances dans la structure porteuse et des erreurs de montage, par exemple. En outre, il est connu qu'un substrat verrier est fragile et ne supporte, contrairement aux matériaux ductiles (les métaux ou les matières plastiques, par exemple), que des déformations élastiques et aucune déformation plastique. Par principe, le substrat verrier doit donc être soumis à des sollicitations mécaniques minimales lors du transfert de charges s'exerçant par l'intermédiaire de celui-ci à la structure porteuse. Ainsi, lorsqu'il convient de concevoir des façades mécaniquement résistantes, ces façades étant obtenues par la juxtaposition d'une pluralité de substrats verriers, le concepteur dispose de plusieurs solutions: - une première des solutions consiste à sur-dimensionner les substrats verriers, ce sur-dimensionnement étant généralement réalisé au niveau de l'épaisseur du substrat. Le principal inconvénient de cette solution réside dans le fait qu'elle conduit à une augmentation des masses, ce qui implique indubitablement à un surdimensionnement des éléments de retenue et à un renforcement de la structure porteuse. - une deuxième solution consiste non pas à sur-dimensionner les substrats verriers mais à admettre entre eux et la structure porteuse des éléments de retenue intégrant des degrés de liberté (en translation, en rotation, combinaison des deux) permettant d'induire des déplacements entre les substrats et la structure porteuse sans mise en contrainte des substrats. Cette deuxième solution donne entière satisfaction tant qu'il convient de rattraper des tolérances dimensionnelles entre les substrats ou de transmettre à la structure porteuse des efforts issus de charges extérieures (vent par exemple) mais elle est inopérante quand il s'agit de contrecarrer des efforts résultant de variation de température du fluide gazeux emprisonné entre les deux substrats. En effet, toute variation de température dans un sens d'une augmentation ou d'une diminution de température induit des variations du volume ou de pression du fluide emprisonné et génère des phénomènes de 15 20 25 gonflement ou au contraire des phénomènes de striction entre les substrats qui peuvent engendrer contraintes au niveau des substrats qui dépassent les limites mécaniques admissibles risquant de ce fait d'entraîner des ruptures. La présente invention vise donc à pallier ces inconvénients en proposant des perfectionnements apportés aux éléments de retenue entre les substrats et la structure porteuse qui limitent les effets de variation de l'état thermodynamique du fluide emprisonné entre les substrats. A cet effet, le dispositif de fixation, objet de l'invention, pour substrats, en particulier pour substrats, notamment verriers, assemblés sous la forme de vitrage multiple, comprenant des éléments de retenue disposés entre l'un au moins des deux substrats en regard l'un de l'autre et une structure porteuse en vue de transférer les charges des substrats à la structure porteuse, lesquels éléments de retenue comprennent des moyens de compensation des variations dimensionnelles, se caractérise en ce que lesdits moyens de compensation comprennent en outre des moyens de glissement permettant un déplacement relatif entre lesdits substrats. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - les moyens de glissement comportent d'une part un premier élément coopérant avec un premier substrat et d'autre part un deuxième élément coopérant avec les moyens de compensation des variations dimensionnelles solidaires d'un deuxième substrat. - les moyens de compensation des variations dimensionnelles comportent un dispositif à excentrique en deux parties. - le deuxième élément comprend un manchon en mouvement relatif par rapport au premier élément. 30 - le deuxième élément est solidaire des moyens de compensation des variations dimensionnelles. - le deuxième élément est solidaire de l'une des parties du dispositif à excentrique. - le premier élément comporte à l'une de ses extrémités libres des moyens de connexion avec un insert. - l'insert est destiné à coopérer dans l'un des substrats, ledit insert étant agencé pour être reçu ou être formé in situ dans un trou à parois de profil courbe et de rétention, ledit trou étant pratiqué au niveau d'une face dudit substrat, ledit insert étant venu à partir d'au moins une pièce démontable constituée dans un matériau déformable. - le premier élément comporte à l'une de ses extrémités libres une butée permettant de limiter de manière contrôlée le déplacement dudit premier élément par rapport au deuxième élément. - il est prévu des ouvertures d'introduction et/ou d'échappement d'air dans la douille de montage et/ou dans les bagues excentriques. Selon un autre aspect de l'invention, celle-ci vise un ensemble de construction constitué par la juxtaposition de plusieurs substrats assemblés à l'aide du dispositif précédemment décrit. L'invention sera maintenant décrite plus en détails à l'aide d'exemples non limitatifs et de figures: - la figure 1 est une vue en coupe et en élévation latérale du dispositif objet de l'invention, - la figure 2 est vue du dispositif selon l'invention en éclaté, Si l'on se réfère tout d'abord à la figure 1, on peut voir que l'on a représenté par 1 et 2 deux substrats, sensiblement transparents, notamment en verre trempé qui sont destinés par exemple à constituer lorsqu'ils sont assemblés entre eux par des moyens connus que l'on ne 2886322 5 détaillera pas dans cette présente demande, un substrat un vitrage multiple (double vitrage par exemple). De tels vitrages multiples, lorsqu'ils sont juxtaposés, forment des façades transparentes et dont le maintien à une structure porteuse est assuré par une pluralité d'éléments de retenue repérés 3 sur la figure 1. Comme on peut le voir encore sur la figure 1, l'élément de retenue 3 est en fait constituer par l'assemblage d'une pluralité d'éléments. Ainsi, l'élément de retenue 3 comporte un premier élément 4, obtenu à partir d'un profilé en matériau métallique ou plastique et de section droite de profil varié, notamment circulaire dont l'une des extrémités libres est pourvue d'un moyen de connexion avec un insert 5, ce moyen de connexion pouvant être un filetage, un montage à baïonnette ou tout autre système équivalent. Cet insert 5 qui sera décrit plus en détail ci-après est destiné à être enfoncé au niveau d'un trou 6 borgne, dont l'un seulement peut être vu sur la Figure 1. Bien entendu, en fonction des applications visées, les trous peuvent être débouchants, circulaires, oblongs.. Chacun de ces trous 6 est délimité par un fond plat, et par une paroi latérale raccordée au fond par une région de profil courbe et de rétention, notamment concave, de concavité tournée vers l'intérieur du trou 6 et présentant une symétrie axiale. La profondeur des trous 6, au niveau des fonds 3, correspond par exemple au plus à la moitié de l'épaisseur de la plaque 1. Dans chacun des trous 6 est introduit un insert 5 venu de moulage dans une matière plastique telle que du PVDF par exemple (polyfluorure de vinylidène), ou dans une matière métallique (aluminium par exemple). En variante, cet insert peut être moulé in situ. Cet insert est soit monobloc, soit composé de plusieurs éléments. Il est déformable élastiquement, voire plastiquement de manière à permettre son introduction dans le trou. L'insert 5 comporte une pluralité d'entailles radiales régulièrement espacées et relativement profondes, s'étendant jusqu'au voisinage du fond 10, qui peut être éventuellement percé. Par ces entailles, la paroi latérale de l'insert 5 se trouve ainsi divisée en pétales , lesquels donnent à l'insert une flexibilité, les pétales pouvant ainsi fléchir vers l'intérieur pour permettre l'introduction par déformation élastique, voire plastique, de l'insert 5 dans un trou 6; une fois l'insert 5 introduit, les pétales reviennent à leur position initiale, épousant la surface externe du trou. L'accrochage de l'insert 5 sous le bourrelet précité est ainsi réalisé. L'autre extrémité libre du premier élément 4 est destiné à coulisser ou glisser librement au sein d'un deuxième élément constituant l'élément de 10 retenue 3. Sur la figure 1 ce deuxième élément 7 est en fait constituer par une pièce venue de moulage ou d'usinage d'une matière plastique ou métallique et est de forme globalement tronconique. Selon une caractéristique de ce deuxième élément 7, l'une de ses 15 dimensions caractéristiques (en fait son épaisseur) est inférieure à la distance de l'espace interne du double vitrage. Ce deuxième élément 7 comporte sensiblement deux alésages coaxiaux à son axe principal de manière à délimiter un premier orifice 8 dans lequel peut coulisser (c'est-à-dire autoriser un mouvement relatif de translation) le premier élément 4 puis dans le prolongement de ce premier orifice 8, un deuxième orifice 9 délimitant une cavité dans laquelle peut coopérer des moyens de compensation des variations dimensionnelles dont le fonctionnement et la structure seront détaillés ci-après. Selon une première variante de réalisation, on prévoit de disposer entre les deux orifices 8, 9 réalisés dans ce deuxième élément, un troisième alésage délimitant entre les deux orifices d'extrémité une cavité 10 apte à recevoir une partie en saillie 11 réalisée sous la forme d'un épaulement à l'autre extrémité libre du premier élément 4, cette partie en saillie permettant d'introduire dans la cinématique liant le premier élément 4 au deuxième élément 7 une butée en translation. Selon une deuxième variante de réalisation, la butée en translation entre le premier élément 4 et le deuxième élément 7 est réalisée par une goupille qui traverse radialement à la fois le premier élément 4 et le deuxième élément 7, le jeu ou le débattement axiale étant obtenu par les dimensions respectives des orifices pratiqués (en fait l'un des orifices par exemple celui qui est réalisé dans le premier élément 4 est circulaire, tandis que celui qui est réalisé radialement dans le second élément est oblong de manière à permettre un déplacement de la goupille liant les deux pièces). Nous décrirons en détail les moyens de compensation des variations dimensionnelles. Il s'agit d'un dispositif à excentrique formé par l'assemblage d'une bague intérieure 12 et d'une bague extérieure 13, en matériau plastique ou métallique, obtenues par une série d'usinages réalisés par décolletage. Les bagues excentriques possèdent un diamètre extérieur circulaire et un trou décentré, le diamètre extérieur de la plus petite bague 12 (la bague intérieure) excentrique de la paire correspondant au diamètre du trou décentré pratiqué dans la plus grande bague excentrique 13 (la bague extérieur). Les trous décentrés des petites bagues excentriques peuvent être amenés en alignement précis l'un par rapport à l'autre par une simple rotation des bagues excentriques de la paire. Les deux bagues sont emmanchées en force dans un trou débouchant réalisé dans l'un des substrats en regard sensiblement du trou non 20 débouchant réalisé dans le substrat recevant l'insert 5. La disposition d'ensemble dans le trou du substrat forme alors un coussinet d'appui pour l'insertion de l'élément de fixation 15 en forme de tige, par exemple un boulon à visser qui devra connecter à la structure porteuse. L'élément de fixation 15 en forme de tige peut y être logé directement ou même indirectement en utilisant une douille 14 de montage s'étendant entre les surfaces extérieures du substrat 2. Dans l'exemple représenté en figure 1, la douille 14 qui est liée à l'une des bagues (la bague intérieure 12) est pourvue de moyen de connexion (un filetage par exemple) permettant son assemblage et sa solidarisation au deuxième élément 7 formant à le premier élément 4 les moyens de glissement. La longueur de la douille 14 de montage de préférence cylindrique est adaptée à l'épaisseur du substrat 2, de telle façon qu'elle ne dépasse pas au-delà des faces de la vitre après sa mise en place dans d'un coussinet d'appui et d'étanchéité 16. Selon les possibilités, les faces d'extrémité de la douille de montage doivent se trouver à fleur des faces des substrats. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, il est nécessaire d'introduire entre l'espace situé entre les substrats et l'environnement un orifice permettant une fuite du fluide dont l'une de ses variables d'état thermodynamique a varié. Il est prévu des ouvertures d'introduction et/ou d'échappement d'air dans la douille de montage et/ou dans les bagues excentriques. L'un des avantages de l'invention réside dans le fait que dans l'éventualité d'un bris d'un des substrats constitutifs de la façade, notamment au plus proche de la structure porteuse, il n'engendre pas d'instabilité dangereuse des autres composants vis-à-vis de la dite structure. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de fixation pour substrats (1, 2), en particulier pour substrats notamment verriers assemblés sous la forme de vitrage multiple, comprenant des éléments de retenue (3) disposés entre l'un au moins des deux substrats (1,2) en regard l'un de l'autre et une structure porteuse en vue de transférer les charges des substrats à la structure porteuse, lesquels éléments de retenue (3) comprennent des moyens de compensation des variations dimensionnelles, caractérisé en ce que lesdits moyens de compensation comprennent en outre des moyens de glissement permettant un déplacement relatif entre lesdits substrats (1,2) . 2.- Dispositif de fixation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de glissement comportent d'une part un premier élément (4) coopérant avec un premier substrat (1) et d'autre part un deuxième élément (7) coopérant avec les moyens de compensation des variations dimensionnelles solidaires d'un deuxième substrat (2). 3.- Dispositif de fixation suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de compensation des variations dimensionnelles comportent un dispositif à excentrique en deux parties (12, 13). 4- Dispositif de fixation suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le deuxième élément (7) comprend un manchon en mouvement relatif par rapport au premier élément (4). 5.- Dispositif de fixation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le deuxième élément (7) est solidaire des moyens de compensation des variations dimensionnelles. 6.- Dispositif de fixation suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le deuxième élément (7) est solidaire de l'une des parties du dispositif à excentrique. 7-Dispositif de fixation suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier élément (4) comporte à l'une de ses extrémités libres des moyens de connexion avec un insert (5). 8- Dispositif de fixation selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'insert (5) est destiné à coopérer dans l'un des substrats (1, 2), ledit insert étant agencé pour être reçu ou être formé in situ dans un trou à parois de profil courbe et de rétention, ledit trou étant pratiqué au niveau d'une face dudit substrat, ledit insert étant venu à partir 10 d'au moins une pièce démontable constituée dans un matériau déformable. 9- Dispositif de fixation suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier élément (4) comporte à l'une de ses extrémités libres une butée (11) permettant de limiter de manière contrôlée le déplacement dudit premier élément (4) par rapport au deuxième élément (7). 10- Dispositif de fixation suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu des ouvertures d'introduction et/ou d'échappement d'air dans une douille de montage (14) et/ ou dans des bagues (12, 13) du dispositif à excentrique. 11. Ensemble de construction constitué par la juxtaposition de plusieurs substrats assemblés à l'aide du dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes.