Brevet FR2948722A1 — publié le 20110204

La présente invention concerne un châssis de menuiserie pour ouvrant du type comportant un vitrage, de préférence un vitrage isolant. De manière classique, les châssis d'ouvrants sont réalisés au moyen de profilés, montants et traverses assemblés en un cadre dans lequel est ménagée une feuillure 5 périphérique destinée à loger le vitrage. Ces profilés peuvent être habituellement en divers matériaux : bois, aluminium, PVC, choisis en fonction de leur spécificité. Les cadres métalliques réalisés en aluminium posent le problème des ponts thermiques. Dans ce cas, des barrettes isolantes sont disposées entre les faces internes et externes de la menuiserie métallique. On utilise 10 également de plus en plus souvent des cadres de menuiserie mixtes combinant les avantages du PVC et/ou du bois et de l'aluminium. Le matériau polymère (PVC), isolant thermique, forme l'âme de ladite menuiserie, l'aluminium étant utilisé pour les faces extérieures de ladite menuiserie, principalement en tant que parement. L'aluminium permet également une grande rigidité et une protection contre les intempéries, en 15 particulier les rayons ultra-violets. Les menuiseries présentant des faces en aluminium présentent en outre l'avantage d'une absence d'entretien par rapport aux menuiseries bois par exemple. La présente invention concerne principalement un châssis de menuiserie réalisé en différents matériaux (cadres de menuiserie mixte) comprenant notamment des profilés 20 en matériau polymère et des profilés métalliques. Plus spécifiquement, l'invention porte sur l'assemblage du vitrage au cadre formé par les montants et les traverses d'un ouvrant. De manière classique, les vitrages sont fixés par collage au cadre au moyen de joints, de mastic ou de colle en matériaux polymères thermoplastiques, de type élastomères 25 appliqués sous la forme d'un cordon ou d'une bande plus ou moins large dans la feuillure dudit cadre généralement au niveau du bord du vitrage. Cependant, il apparaît que la mise en oeuvre et le dosage de ce matériau adhésif de type thermoplastique sont difficiles. On note très souvent des problèmes de coulures dans la feuillure et des débordements lors de la mise en place, ou encore lors de la vie 30 du produit dans des conditions de températures élevées. En outre, ces élastomères tels que les colles et les mastics polymérisés ont tendance à fluer. En effet, en pratique à partir d'un certain niveau de contraintes statiques, ces matériaux subissent une déformation constante et irréversible : le changement de comportement passe de visco-élastique à visco-plastique et se produit souvent pour de faibles variations de températures. Le joint fatigue et le collage n'est plus efficace. En outre, les processus d'application de ces colles ou mastics nécessitent de fréquents nettoyages des buses d'éjection de ces matériaux qui se bouchent fréquemment et notamment en particulier lors des arrêts de production ou entre deux séries de fabrication. De plus, l'utilisation de ces colles ou mastics nécessite des temps de séchage qui peuvent être importants pour des processus de fabrication en série. En effet, il est nécessaire de pouvoir manipuler le châssis très rapidement après l'application du vitrage dans la feuillure du cadre. Un premier but de l'invention est donc de réaliser des châssis de menuiserie, notamment d'ouvrants, à rupture de pont thermique, en l'occurrence en matériau polymère en 15 évitant l'application de cordons de colle ou de mastic à polymériser. Un autre but de l'invention est d'améliorer encore l'isolation thermique de ces châssis mixtes, tout en évitant le problème de dilatation différentielle entre les faces extérieure et intérieure de l'ouvrant et/ou du dormant. A cet effet, la présente invention propose un châssis de menuiserie, notamment 20 d'ouvrant, du type portant un vitrage, de préférence un vitrage isolant constitué de profilés en matériau polymère assemblés en un cadre comportant une feuillure périphérique de logement du vitrage, caractérisé en ce que l'assemblage du vitrage aux profilés en matériau polymère, est réalisé par collage au moyen d'un ruban d'adhésif double face disposé dans la zone périphérique du vitrage en vis-à-vis de la paroi 25 verticale de la feuillure du cadre de l'ouvrant, ledit ruban assurant à la fois un renforcement de la structure du châssis, l'isolation thermique et l'étanchéité vis-à-vis de l'air et/ou de l'humidité. Il est en effet apparu que l'utilisation d'un ruban adhésif double face pallie la plupart des inconvénients précités. En particulier, si l'adhésif des faces du ruban possède un tack 30 initial important la prise est rapide et ne nécessite pas d'étape de séchage. La manutention du châssis est alors aisée, généralement dans la minute qui suit l'application de l'adhésif entre le vitrage et la feuillure du cadre. L'application d'un tel ruban ne nécessite pas l'utilisation de buses d'éjection de colle ou de mastic. On évite, en conséquence, tous les problèmes de nettoyage ou de débouchage de ces instruments. En outre, l'épaisseur du ruban adhésif est sensiblement constante (transversalement et longitudinalement), ce qui permet une grande régularité d'application de l'adhésif. Avantageusement, le ruban adhésif est disposé sur une zone périphérique d'une seule face du vitrage, l'autre face étant revêtue d'une pareclose. Le ruban adhésif permet sur la face portant le vitrage une excellente étanchéité à l'eau 10 et/ou à l'air du châssis de menuiserie. En conséquence, le châssis selon l'invention ne comporte avantageusement aucun joint d'étanchéité supplémentaire autre que le ruban adhésif collé. L'utilisation d'un tel ruban adhésif permet d'utiliser pour la constitution du cadre d'ouvrant des profils plus minces. Il convient particulièrement bien à des cadres 15 constitués de profilés en polychlorure de vinyle (PVC) thermo-soudés entre eux au niveau de leurs zones de liaison sans aucun renfort métallique. Ainsi, le ruban adhésif confère au châssis de l'ouvrant une résistance structurelle supplémentaire. En effet, l'adhésif a suffisamment de résistance pour permettre la suppression de renfort en acier galvanisé généralement utilisé dans les menuiseries PVC 20 pour palier à la souplesse et aux déformations de celui-ci. Ce ruban adhésif disposé de manière continue dans l'ensemble de la feuillure du cadre participe également à l'amélioration des performances thermiques et phoniques du châssis de menuiserie. De manière préférée, le cadre de menuiserie dudit ouvrant est formé de montants et de 25 traverses constitués d'une âme en matériau polymère formant la structure de base dudit cadre et est recouvert d'au moins un profilé métallique, l'âme présente le long d'une de ses faces longitudinales au moins une gorge en forme de U inversé dont une première branche est solidaire ou se confond avec ladite face, et la seconde branche est libre et apte à recevoir des moyens d'accroche du profilé s'étendant sensiblement parallèlement à ladite face de l'âme, lesdits moyens d'accroche étant sous la forme d'un U longitudinal coopérant avec la gorge en U de ladite âme de manière à permettre le coulissement du profilé métallique parallèlement à ladite face longitudinale de l'âme tournée vers l'extérieur. Ainsi, le profilé métallique constitue un parement qui peut être de faible épaisseur et qui est adapté à l'âme en matériau polymère, tel que le PVC. Ce matériau plus léger et moins cher permet d'abaisser les coûts de ces cadres de menuiserie tout en réalisant une isolation thermique efficace, l'âme constituant en elle-même un élément de rupture de pont thermique entre l'extérieur et l'intérieur du bâtiment dans lequel est placé le châssis lo de menuiserie. De manière préférée, le cadre est constitué de montants et de traverses en PVC thermo-soudés pour former la structure de base dudit cadre, les profilés métalliques étant réalisés en aluminium. Le thermo-soudage permet d'éviter l'introduction de colle pour former le cadre et renforce la rigidité du cadre ainsi réalisé. 15 Chaque profilé métallique recouvrant cette âme en PVC, au niveau d'un montant d'une traverse, est ainsi monté flottant sur ce cadre, c'est-à-dire non solidarisé par sertissage par exemple dans les angles du cadre, ce qui élimine totalement "l'effet bi-lame" observé avec les cadres de l'art antérieur, en présence d'écarts importants entre les températures extérieure et intérieure du châssis. 20 La présente invention concerne également le procédé de fabrication d'un tel châssis d'ouvrant. Ce procédé est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes : - thermo-soudage de montants et de traverses en matériau polymère de manière à constituer un pré-cadre thermo-soudé formant la structure de base, appelée âme du 25 cadre ; - mesures précises des dimensions dudit pré-cadre thermo-soudé ; - découpe des profilés métalliques aux dimensions exactes dudit pré-cadre ; - insertion desdits profilés métalliques dans les gorges longitudinales de la structure de base par coulissement et encliquetage ; - solidarisation des profilés métalliques sur la structure de base, de préférence par vissage et notamment au niveau des embouts du cadre ; - application d'un ruban adhésif double face au niveau de la paroi verticale de la feuillure du cadre de l'ouvrant puis insertion du vitrage dans cette feuillure. Un tel procédé présente de multiples avantages, en particulier de permettre un ajustement précis des profilés métalliques aux dimensions exactes du "pré-cadre" réalisé par thermo-soudage des montants et des traverses tout en laissant la possibilité d'un mouvement des profilés par rapport au pré-cadre en matériau polymère, notamment, lors des écarts de températures importants, permettant ainsi les dilatations différentielles entre les profilés (suppression de l'effet bi-lame). Dans l'étape finale de réalisation de l'ouvrant, le vitrage est solidarisé audit cadre de l'ouvrant, par le ruban adhésif double face disposé sur la totalité de la périphérie de la feuillure du cadre, conférant à l'ensemble une résistance structurelle supplémentaire. L'invention va être décrite plus en détail ci-après au moyen d'exemples de réalisation en 15 référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 schématise un châssis de menuiserie constitué de cadres selon la présente invention, à savoir un dormant et un ouvrant portant un vitrage ; La figure 2 est une vue en coupe selon II-II d'un montant de cadre de la figure 1 correspondant à une première variante de l'invention ; 20 La figure 3 est une vue en coupe selon III-III d'une traverse de cadre de la figure 1 ; La figure 4 est une vue en coupe selon IV-IV d'une traverse intermédiaire du cadre ouvrant de la figure 1 entre deux éléments de vitrage ; La figure 5 est une variante du montant de la figure 2 avec un dormant sans aile ; La figure 6 est une vue en coupe d'un montant de cadre selon une autre variante de 25 l'invention dans une menuiserie mixte comportant un élément en bois. Les cadres de menuiserie mentionnés ci-après peuvent être indifféremment des cadres de dormant ou d'ouvrant, comme cela va être détaillé ci-après. L'exemple présenté à la figure 1 est un châssis de menuiserie constitué d'un dormant D et d'un ouvrant 0 portant un vitrage V. En se référant ensuite aux figures 2 à 6 annexées, le cadre pour dormant D peut être constitué d'un profilé en matière polymère (PVC) formant l'âme 1 dudit cadre. Ce profilé en matière polymère est à section en forme générale d'un L dont le corps est constitué de plusieurs alvéoles 4 en vue de lui conférer résistance, légèreté et isolation thermique. La première branche du L de cette âme 1 est parallèle à la face du cadre tournée vers l'extérieur EXT (de l'habitation par exemple). La seconde branche du L, perpendiculaire à la première branche, comporte une rainure de type rainure à clamot 2 de fixation à la io maçonnerie. La face de l'âme 1 tournée vers l'extérieur EXT est équipée d'une gorge 3 en forme de U renversé, tel que représenté sur les figures 2 à 6. Cette face de l'âme 1 tournée vers l'extérieur présente également des saillies formant butées référencées 5 et 6 (de longueur plus ou moins importante selon les variantes présentées aux figures 2 et 3). Sur sa tranche tournée vers l'intérieur INT correspondant à l'extrémité de la seconde 15 branche du L, l'âme 1 comporte également une gorge 7 en forme de U renversé et au moins une saillie formant butée 8. Sur la face tournée vers l'extérieur EXT de l'âme 1 ainsi constituée, est rapporté un premier profilé métallique 9 (appelé profilé extérieur) de section globalement allongée équipé de moyens d'accroche 10 en forme de U. Les U respectivement de l'âme 1 et du 20 profil 9 viennent s'interpénétrer au niveau de leurs branches libres. Ces branches libres sont également avantageusement équipées sur leurs faces internes d'ergots (portant respectivement les références 17 et 18) permettant de retenir et d'encliqueter ces deux branches libres des U formant pattes de retenue. Ainsi, le profilé 9 peut venir coulisser sur la face tournée vers l'extérieur de l'âme 1 et venir s'encliqueter dans la gorge 3 de 25 ladite âme. L'introduction dans cette gorge 3 et le coulissement ont lieu parallèlement à la face longitudinale de l'âme 1 tournée vers l'extérieur. La saillie 6 située à la base du L de l'âme forme butée de retenue de la partie en saillie 11 de la base du profilé 9. Cette zone peut être solidarisée au moyen de vis 12 comme visible sur les figures 3 et 5. Un profilé intérieur 13 appelé "aile" peut également venir s'encliqueter sur la tranche 30 tournée vers l'intérieur INT de l'âme 1. Comme les profilés métalliques 9, ce profilé intérieur 13, qui peut être métallique (exemple de la figure 3), peut comporter des moyens d'accroche 14 en forme de U coopérant avec la gorge 7 de l'âme 1. En variante, un profilé en bois 19 peut être inséré dans l'espace ménagé entre cette gorge 7 et la butée 8 de cette face tournée vers l'intérieur de l'âme 1 (voir figure 6), puis être solidarisé à cette dernière par vissage. Enfin, des joints 15 peuvent être montés directement sur l'âme 1 du dormant, voire co-5 extrudés avec le matériau de cette dernière lors de sa fabrication. Ces joints assurent en particulier et/ou complètent l'étanchéité avec le cadre de l'ouvrant. Comme visible sur les figures, notamment les figures 2 à 6, l'ouvrant destiné à recevoir un vitrage V peut également être constitué d'une âme selon le même principe que le cadre du dormant conforme à l'invention. A cet effet, l'âme 21 de l'ouvrant peut 10 comporter une gorge 23 en forme de U, destinée à recevoir un parement sous la forme d'un profil 29 métallique par exemple comportant des moyens d'accroche 30, comme visible notamment sur les figures 2, 3 et 5 annexées. Selon l'invention, le vitrage V est solidarisé à l'âme 21 de l'ouvrant au moyen d'une bande d'adhésif double face, de mise en place aisée dans la feuillure du cadre, 15 conférant une résistance structurelle complémentaire audit cadre d'ouvrant et à l'ensemble du châssis de menuiserie. Une plus grande rigidification structurelle du cadre est obtenue lorsque le ruban est appliqué sur la paroi verticale de la feuillure du cadre, comme représenté sur les figures. En effet, pour des vitrages de grandes dimensions (par exemple supérieur à 1 m ou 1,50 20 m, il a été constaté qu'un collage sur le chant du vitrage ou sur la face de la pareclose 22 n'est pas suffisant. Par exemple, des tests de résistance mécanique effectués en déposant un poids au nez de l'ouvrant avec vitrage collé au moyen d'un ruban VHB (adhésif acrylique de la Société 3M de dimensions 11 x 1,5 mm) ont démontré, pour des vitrages de dimensions 1518 x 25 0,672 mm, qu'un poids de 50 kg n'induit pas de déformation supérieure à 1 m après 1 minute et une déformation résiduelle inférieure à 0,1 mm, après retrait du poids. Par rapport à des cordons de colle appliqués au moyen de buses d'injection, le ruban adhésif ne nécessite pas la présence dans la feuillure du cadre d'ergot de retenue de colle. La face de la feuillure recevant le ruban est lisse et plane. 3o Le collage par ruban adhésif double face, selon la présente invention, peut s'appliquer à des vitrages simples autant qu'à des double ou triple vitrages, isolants thermiques et phoniques. Le ruban comportant quatre faces adhésives permet, lors de l'aboutage des segments du ruban dans les angles, une jonction étanche à l'air et à l'eau. Les performances de perméabilité à l'air sont systématiquement obtenues de niveau A*4 classement NF (selon NF P 20.302 et NF EN 12207 Perméabilité à l'air). L'ensemble des essais réalisés avec un tel ruban VHB de dimensions 15 x 1,5 mm a permis de constater qu'il est utilisable dans des châssis d'ouvrants selon une plage dimensionnelle étendue, pouvant aller de 300 x 300 nm à 2500 x 1500 mm, c'est-à-dire correspondant à des poids pouvant atteindre 100 à 110 Kg. Enfin, des mesures thermiques effectuées sur un ensemble ouvrant/dormant comportant un cadre conforme à la présente invention et tel qu'illustré aux figures annexées ont permis de constater une très bonne isolation thermique du châssis portant un double vitrage, la valeur de Uw pouvant atteindre 1,2W/(m_.K), ce qui est, à ce jour, une excellente performance. REVENDICATIONS1. Châssis de menuiserie, notamment d'ouvrant (0), du type portant un vitrage (V), constitué de profilés en matériau polymère assemblés en un cadre comportant une feuillure périphérique de logement du vitrage, caractérisé en ce que l'assemblage du vitrage aux profilés en matériau polymère, est réalisé par collage au moyen d'un ruban (25) d'adhésif double face disposé dans la zone périphérique du vitrage (V) en vis-à-vis de la paroi verticale de la feuillure du cadre de l'ouvrant, ledit ruban assurant à la fois un renforcement de la structure du châssis, l'isolation thermique et l'étanchéité vis-à-vis de io l'air et/ou de l'humidité. 2. Châssis selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ruban adhésif est disposé sur une zone périphérique d'une seule face du vitrage, la zone périphérique de l'autre face du vitrage étant recouverte d'une pareclose (22). 3. Châssis selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il ne comporte 15 aucun joint d'étanchéité supplémentaire autre que le ruban adhésif collé. 4. Châssis selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cadre est constitué de profilés en polychlorure de vinyle (PVC) thermo-soudés entre eux, sans aucun renfort métallique. 5. Châssis selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cadre 20 est formé de montants et de traverses constitués d'une âme en matériau polymère formant la structure de base dudit cadre et est recouvert d'au moins un profilé métallique, et en ce que l'âme (1;21) présente le long d'une de ses faces longitudinales au moins une gorge (3;23) en forme de U inversé dont une première branche est solidaire ou se confond avec ladite face, et la seconde branche est libre et apte à 25 recevoir des moyens d'accroche du profilé (9;29) s'étendant sensiblement parallèlement à ladite face de l'âme (1;21), lesdits moyens d'accroche étant sous la forme d'un U longitudinal coopérant avec la gorge (3;23) en U de ladite âme de manière à permettre le coulissement du profilé (9;29) métallique parallèlement à ladite face longitudinale de l'âme tournée vers l'extérieur. 30 6. Procédé de fabrication d'un châssis selon l'une quelconque des revendications 9 2948722 ro précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes : - thermo-soudage de montants et de traverses en matériau polymère de manière à constituer un pré-cadre thermo-soudé formant la structure de base, appelée âme du cadre ; s - mesures précises des dimensions dudit pré-cadre thermo-soudé ; - découpe des profilés métalliques aux dimensions exactes dudit pré-cadre ; - insertion desdits profilés métalliques dans les gorges longitudinales de la structure de base par coulissement et encliquetage ; - solidarisation des profilés métalliques sur la structure de base, de préférence par 10 vissage et notamment au niveau des embouts du cadre ; - application d'un ruban adhésif double face au niveau de la paroi verticale de la feuillure du cadre de l'ouvrant puis insertion du vitrage dans cette feuillure.