Brevet FR2936511A1 — publié le 20100402

PROCEDE DE FABRICATION D'UN VITRAGE FEUILLETE La présente invention est relative à un procédé de fabrication d'un vitrage feuilleté, incorporant un intercalaire de feuilletage dont le coefficient 5 de transfert au cisaillement a été optimisé. Selon un autre aspect invention, elle vise également un vitrage feuilleté incorporant ce type d'intercalaire optimisé. On sait que les lois de comportement viscoélastique des intercalaires de feuilletage destinés à la fabrication de vitrages feuilletés influent sur le 10 comportement mécanique de ces vitrages feuilletés lorsqu'ils sont soumis à une charge statique ou quasi-statique. La combinaison de l'intensité de ces charges, de leur mode de répartition, de leur temps d'application et de la température d'application aux différents états limites, qui sont appliquées au vitrage, permettent de 15 déterminer les caractéristiques structurelles (nature, composition, épaisseur...) de l'intercalaire à utiliser dans l'assemblage du vitrage feuilleté. A ce jour, la détermination des caractéristiques structurelles de l'intercalaire de feuilletage devant être utilisé dans la fabrication du vitrage feuilleté résulte d'un modèle analytique prenant en compte l'épaisseur 20 équivalente d'un vitrage théorique sans l'intercalaire, suivant l'équation suivante n n eg =3 (1ù(0)(Le3)+(�(Lei)3 i=1 i=1 co : coefficient qui caractérise la participation effective de l'intercalaire 25 au transfert du cisaillement entre les composants verriers de l'assemblage feuilleté, qui vaut 0 si l'intercalaire n'apporte aucune contribution aux performances mécaniques de l'assemblage constitué par le vitrage feuilleté, ou au contraire une valeur qui tend vers 1 si l'intercalaire apporte une contribution aux performances mécaniques du vitrage feuilleté 30 et : épaisseur du vitrage Aucune valeur de w et aucune méthode permettant de détermination de w ne sont disponibles dans la littérature - w =0 intercalaire réalisant un glissement parfait entre les plis du vitrage, pas de transfert d'effort de cisaillement, - w tendant vers 1 : participation totale de l'intercalaire au transfert des efforts. On cherche à déterminer w entre ces cas limites afin de déterminer des classes de performances pour les intercalaires feuilletés, à savoir des intercalaires dits � souples � qui ne réalisent que très peu ou pas de transfert d'effort de cisaillement, typiquement des intercalaires acoustiques, des intercalaires dits � structurants � qui réalisent un important transfert d'effort de cisaillement, et des intercalaires dits � standard � dont la capacité à transférer des efforts de cisaillement est située entre les 2 domaines précédemment définis. Les vitrages feuilletés utilisant des intercalaires non optimisés au niveau de leur facteur w ne sont donc pas correctement dimensionnés pouvant conduire à des défaillances mécaniques en cas de sollicitations non contrôlées. La présente invention vise donc à pallier ces inconvénients en proposant un procédé de fabrication d'un vitrage feuilleté qui intègre au moins un intercalaire de feuilletage optimisé. A cet effet, le procédé de fabrication d'un vitrage feuilleté consistant à interposer entre deux substrats à fonction un intercalaire feuilletage se caractérise en ce qu'au préalable : - on procède sur un échantillon dudit intercalaire à une mesure du module de Young à l'aide d'un visco-analyseur en faisant varier la température et la fréquence en imposant un déplacement dynamique constant, - on procède à un traitement numérique des courbes obtenues à l'aide des lois WLF (Williams, Landel, Ferry) pour établir une loi de comportement du matériau constituant ledit échantillon d'intercalaire à une température donnée, - on réalise un modèle numérique basé sur une méthode des éléments finis en flexion d'une plaque du vitrage feuilleté, les propriétés mécaniques de l'échantillon résultant des étapes précédentes, - on confronte les résultats du calcul numérique à ceux obtenus par des formules analytiques, - on fait varier w dans les formules analytiques jusqu'à convergence des résultats, - on construit par itération successive une fonction de transfert co = f(E). Grâce à cet intercalaire optimisé, le vitrage feuilleté intégrant ce dernier possède des propriétés mécaniques améliorées en rapport avec les sollicitations mécaniques auxquelles il est soumis. 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 : - on fait varier la température entre -20°C et 60 °C, - on fait varier la fréquence entre 5.10-7 Hz et 3.10-1 Hz. Selon un autre aspect de l'invention, elle vise également une gamme d'intercalaire pouvant être utilisée au sein d'un vitrage feuilleté ainsi fabriqué. Un intercalaire est dit à fonction � structurante � si pour un temps de chargement au vent de 3s et pour une température d'utilisation comprise 20 entre 0°C et 20°C on a - à 0°C E>8.1O8Pa - à lO°C E>3.1O8Pa - à 20 °C E> 1.1O8Pa. Un intercalaire est dit à fonction � standard � si pour un temps de 25 chargement au vent de 3s et pour une température d'utilisation comprise entre 0°C et 20°C on a - à 0°C E> 1.1O8Pa et E 8. l O8Pa - à 10°C E>2.1O7Pa et E 3.108Pa - à 2O °C E>5.1O6Pa et E 1.108Pa. 30 Un intercalaire est dit à fonction � souple ou acoustique � si pour un temps de chargement au vent de 3s et pour une température d'utilisation comprise entre 0°C et 20°C on a - à 0°C E> 1. lO7Pa et E 1. l O8Pa - à 10°C E>3.106Pa et E 2.107Pa - à 20 °C E>5.105Pa et E 5.106Pa. - la figure 1 représente la courbe maîtresse à 20°C pour un intercalaire dit structurant, Module de Young à 20°C en fonction de la fréquence variant de 1.10-7 à 1.101 Hz, - la figure 2 donne un exemple de réalisation de la courbe de transfert w=f(E). Selon un mode préféré de mise en oeuvre de l'invention, partant de deux substrats à fonction verrière que l'on veut assembler par une technique de feuilletage à l'aide d'un intercalaire de feuilletage, on réalise au préalable une caractérisation des paramètres mécaniques dudit intercalaire, à l'aide d'un visco-analyseur (VA400) commercialisé par la société Metravib. Après avoir placé dans ce visco-analyseur, on procède à une mesure du module de Young à l'aide d'un visco-analyseur en faisant varier la température et la fréquence en imposant un déplacement dynamique constant (1.10-6m). Ainsi, on a testé un échantillon d'intercalaire de marque � RM 11 � 20 commercialisé par la société � Solutia �, qui a donné, pour un chargement de 3s et à 20 °C, un module de Young E=2. 108. On procède ensuite à un traitement numériques des courbes obtenues à l'aide des lois WLF (Williams, Landel, Ferry) (Ferry JD, Viscoelastic properties of materials, Wiley (1980)) pour établir la loi de comportement du 25 matériau constituant ledit échantillon d'intercalaire à une température donnée, cette température, ici 20°C, est généralement appelée température maîtresse. On réalise un modèle numérique basé sur une méthode des éléments 30 finis en flexion d'une plaque du vitrage feuilleté, les propriétés mécaniques de l'échantillon résultant des étapes précédentes. Ce modèle numérique sera réalisé à l'aide du logiciel de calcul de la marque COSMOS-M dans lequel on aura intégré un modèle non-linéaire de plaque constituant un vitrage feuilleté incorporant l'intercalaire en question, avec des appuis simples sur chacun des côtés, et avec un chargement uniforme. On confronte les résultats du calcul numérique à ceux obtenus par les formules analytiques suivantes. Ces formules analytiques font l'objet de 5 l'annexe B du projet de norme européenne prEN 13474. On fait varier w dans les formules analytiques jusqu'à convergence des résultats et on construit par itération successive une fonction de transfert co = f(E), dont un exemple de réalisation est donné en figure 2. A partir de cette courbe, on a obtenu pour cet échantillon, à 20°C, et 10 pour un chargement durant 3s, une valeur de w=0, 7 ; dans ces conditions l'intercalaire peut être qualifié d'intercalaire dit � structurante �. On a reproduit le procédé objet de l'invention, avec d'autres intercalaires de feuilletage, (produit structurel), et on a obtenu : Avec un intercalaire de la marque RB41, commercialisé par 15 � SOLUTIA � à 20°C, vent 3s E=9MPa, w =0,4 ; dans ces conditions l'intercalaire peut être qualifié d'intercalaire dit � standard �. Et avec un intercalaire de la marque SC, commercialisé par � KEG � à 20°C, vent 3s E =1MPa w =0,1 ; dans ces conditions l'intercalaire peut être qualifié d'intercalaire dit �souple ou acoustique�. 20 A partir d'intercalaire de ce type, il est possible d'élaborer des vitrages feuilletés à partir de deux substrats S1 et S2 associés au niveau de l'une de leur face principale à l'aide de cet intercalaire. REVENDICATIONS1 - Procédé de fabrication d'un vitrage feuilleté consistant à interposer entre deux substrats à fonction un intercalaire feuilletage, caractérisé en ce 5 qu'au préalable : - on procède sur un échantillon dudit intercalaire à une mesure du module de Young (E) à l'aide d'un visco-analyseur en faisant varier la température et la fréquence en imposant un déplacement dynamique constant, 10 - on procède à un traitement numériques des courbes obtenues à l'aide des lois WLF (Williams, Landel, Ferry) pour établir une loi de comportement du matériau constituant ledit échantillon d'intercalaire à une température donnée, - on réalise un modèle numérique basé sur une méthode des éléments 15 finis en flexion d'une plaque du vitrage feuilleté, les propriétés mécaniques de l'échantillon résultant des étapes précédentes, - on confronte les résultats du calcul numérique à ceux obtenus par des formules analytiques, - on fait varier w dans les formules analytiques jusqu'à convergence 20 des résultats, - on construit par itération successive une fonction de transfert co = 4E). 2 - Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait varier la température entre -20°C et 60 °C. 25 3 - Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait varier la fréquence entre 5.10-7 Hz et 3.10-1 Hz. 4 - Intercalaire utilisé dans le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'intercalaire est dit à fonction � structurante � si pour un temps de chargement au vent de 3s et 30 pour une température d'utilisation comprise entre 0°C et 20°C on a - à 0°C E>8.108Pa - à 10°C E>3.108Pa - à 20 °C E> 1.108Pa 5 - Intercalaire utilisé dans le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'intercalaire est dit à fonction � standard � si pour un temps de chargement au vent de 3s et pour une température d'utilisation comprise entre 0°C et 20°C on a - à 0°C E> 1.1O8Pa et E 8.1O8Pa - à 10°C E>2.1OPPa et E 3.1O8Pa - à2O°CE>5.1O6PaetE1.1O8Pa. 6 - Intercalaire utilisé dans le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'intercalaire est dit à fonction � souple ou acoustique � si pour un temps de chargement au vent de 3s et pour une température d'utilisation comprise entre 0°C et 20°C on a - à 0°C E> 1. lO7Pa et E 1. l O8Pa - à 10°C E>3.1O6Pa et E 2.1O7Pa - à 20 °C E>5.1O5Pa et E 5.1O6Pa. 7 - Vitrage comprenant un premier substrat S1 et un deuxième substrat S2, lesdits substrats S1 et S2 étant feuilletés à l'aide d'un intercalaire selon l'une quelconque des revendications 4 à 6.