Brevet FR3013378A1 — publié le 20150522

Menuiserie telle qu'une fenêtre ou une porte Domaine technique La présente invention se rapporte à une menuiserie telle qu'une fenêtre ou une porte comportant au moins un vantail. Elle concerne également un système de gestion de bâtiment dans lequel au moins une menuiserie de ce type est montée. Etat de la technique La gestion du confort thermique et hygrométrique à l'intérieur d'un bâtiment peut être gérée manuellement par l'ouverture et la fermeture des fenêtres en fonction des observations et du ressenti des occupants. On peut ainsi renouveler l'air, et réduire ou augmenter la température à l'intérieur. Cependant, le bâtiment n'est pas habité en permanence par ses occupants et la gestion du confort peut être inexistante pendant de longues périodes. Elle peut aussi être réalisée par des systèmes de ventilation mécanique contrôlée comportant une centrale d'aspiration et un réseau de gaines. Un tel système est délicat à installer s'il n'a pas été prévu dès l'origine du bâtiment. De plus, il ne permet pas une gestion individuelle des différentes pièces du bâtiment. Le document FR 2 824 358 B1 montre un procédé de gestion du confort thermique d'un bâtiment en agissant sur un dispositif d'occultation en fonction des besoins en lumière naturelle et en apports thermiques solaires, et en agissant également sur l'ouverture de menuiseries pour contrôler la ventilation naturelle. Le système prend en compte un programme « hiver » ou « été » selon qu'il faut chercher à réchauffer ou à refroidir le bâtiment, et la présence ou l'absence d'occupants. Cependant, les menuiseries traditionnelles ne sont pas prévues pour être motorisées. Les motorisations disponibles ne concernent en général que les ouvrants oscillants. L'amplitude d'ouverture est ainsi souvent insuffisante. De plus, elles condamnent l'utilisation manuelle de la menuiserie. L'invention vise à fournir une menuiserie participant à la gestion du confort thermique et hygrométrique du bâtiment. Description de l'invention Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet une menuiserie comportant un cadre dormant destiné à être fixé sur un élément de maçonnerie et au moins un vantail, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un cadre intermédiaire sur lequel chaque vantail est monté mobile, le cadre intermédiaire étant monté mobile sur le cadre dormant, la menuiserie comportant des moyens de motorisation pour agir sur commande sur la position du cadre intermédiaire par rapport au cadre dormant entre une position de fermeture, dans laquelle le cadre intermédiaire est plaqué contre le cadre dormant, et une position d'ouverture, dans laquelle le cadre intermédiaire est écarté du cadre dormant pour autoriser un passage d'air entre eux, et des moyens de verrouillage pour maintenir le cadre intermédiaire en position de fermeture, la menuiserie comportant en outre des moyens de commande pour piloter les moyens de motorisation et les moyens de verrouillage. On entend par menuiserie la construction destinée à assurer l'obturation d'une ouverture dans la paroi de l'enveloppe d'un bâtiment. C'est par exemple une fenêtre ou une porte, par exemple une porte-fenêtre vitrée. Une telle menuiserie apporte un réel bénéfice pour la gestion thermique et hygrométrique du bâtiment. En effet, l'ouverture manuelle des vantaux articulés sur le cadre intermédiaire est toujours possible, et sans entrave. Par ailleurs, l'ouverture du cadre dormant est entièrement motorisée, sans interférence avec les dispositifs d'ouverture manuels. L'amplitude de l'ouverture n'est ainsi pas limitée et on peut obtenir de grands passages d'air. On peut ainsi obtenir un important renouvellement d'air, particulièrement utile pour le rafraîchissement nocturne ou pour l'aération rapide sans perte thermique importante. Enfin, la menuiserie intègre les moyens de commande et les moyens de motorisation, ce qui en fait un ensemble facile à installer et rapidement opérationnel. La liaison entre le cadre dormant et le cadre intermédiaire est réalisée par exemple par un pivotement autour d'un axe vertical. Selon une disposition constructive, des réservations sont prévues dans le cadre dormant dans lesquelles les moyens de commande sont logés. Les moyens de commande sont ainsi parfaitement et discrètement intégrés à la menuiserie. De manière complémentaire, les moyens de commande comportent au moins un capteur parmi un capteur de position des moyens de motorisation, un capteur de température intérieure, un capteur de température extérieure, un capteur de gaz, un capteur d'humidité intérieure, un capteur d'humidité extérieure, et un capteur de proximité. En intégrant les données issues des capteurs, les moyens de commande peuvent déterminer s'il est nécessaire d'ouvrir le cadre intermédiaire et dans quelle proportion. Par exemple, si la température intérieure est à une température inférieure à une température de consigne et que la température extérieure est supérieure à la température intérieure, on peut ouvrir pour permettre à l'air extérieur de réchauffer l'intérieur. L'ouverture peut également être commandée si la concentration en gaz polluants tel que du monoxyde de carbone ou du dioxyde de carbone est supérieure à un seuil prédéterminé. Les capteurs permettent de connaître également la position et l'état des organes de la menuiserie et de déterminer quelle commande doit être envoyée. Le capteur de proximité permet de gérer le mouvement de la fenêtre pour assurer la sécurité des personnes, par exemple en arrêtant le mouvement de la fenêtre si une personne est dans le champ de manoeuvre de celle-ci. Des capteurs d'antipincement peuvent également être prévus. De tels capteurs sont par exemple des bandes souples insérées à la jonction entre la partie fixe et la partie mobile et qui délivrent un signal de contact lorsqu'elles sont écrasées. On peut ainsi 3 0 133 78 4 arrêter la fermeture lorsqu'un tel signal est détecté, par exemple lorsqu'une personne a interposé une main ou des doigts à la jonction du cadre dormant et du cadre intermédiaire. Selon une technique de réalisation, les cadres dormant et 5 intermédiaire au moins sont réalisés par des strates de bois parallèles au plan dudit cadre respectif vissées voire vissée et collées entre elles. Cette technique permet une grande liberté dans la géométrie et dans la position des ouvertures. Elle permet aussi de prévoir des canaux pour recevoir des câbles reliant les moyens de motorisation, les moyens de verrouillage et 10 les moyens de commande entre eux. Ces canaux sont internes aux cadres et non visibles de l'extérieur. Ils sont ainsi bien protégés et très discrets. On peut trouver une description de cette technique dans la demande de brevet publiée FR 2 986 259 Al. De manière particulière, les moyens de motorisation comportent un 15 bras monté pivotant sur le cadre dormant, entraîné par un moteur et dont une extrémité glisse dans une glissière fixée sur le cadre intermédiaire. La partie mobile peut être une simple barre en acier, peu encombrante. Un tel ensemble est compact et s'adapte facilement à l'environnement de la menuiserie. 20 Selon une autre disposition, les moyens de verrouillage comportent un vérin électrique entraînant en coulissement sur le cadre dormant une tringle portant au moins un pêne destiné à coopérer avec une gâche correspondante fixée sur le cadre intermédiaire. On reprend une disposition classique de moyens de verrouillage, mais complétée par une 25 mise en mouvement mécanisée. Ce verrouillage maintient une fermeture étanche permettant de laisser au repos la motorisation du cadre intermédiaire en position fermée. Selon une disposition particulière, les moyens de commande comportent une unité de calcul pour fournir des commandes en fonction 30 des informations fournies par les capteurs, une unité d'alimentation recevant les commandes de l'unité de calcul pour piloter les moyens de motorisation et les moyens de verrouillage, et une unité de stockage d'énergie pour fournir de l'énergie à l'unité d'alimentation, à l'unité de calcul et aux capteurs. L'énergie électrique peut être fournie par une batterie chargée soit par une connexion au réseau électrique domestique ou par des panneaux solaires photovoltaïques. Selon un perfectionnement, l'unité de calcul comporte une interface de communication pour être reliée à un réseau informatique. Une telle connexion est par exemple une interface Ethernet destinée à être connectée au réseau informatique donnant par exemple accès à Internet. Dans ce cas, l'énergie électrique peut aussi être fournie à la menuiserie par la technologie « Power over Ethernet » qui utilise certains fils libres du câble pour amener une alimentation électrique. L'énergie est avantageusement emmagasinée dans l'unité de stockage pour fournir une puissance instantanée plus importante que celle disponible avec cette technologie. L'invention a aussi pour objet un système de gestion d'un bâtiment caractérisé en ce qu'il comporte au moins une menuiserie décrite précédemment et comportant une interface de communication, un serveur communiquant avec l'unité de calcul par l'interface de communication pour recevoir des informations en provenance des capteurs de la menuiserie et pour fournir des informations d'autres capteurs déportés et/ou des informations météorologiques d'observation et/ou de prévisions ou de l'une des autres menuiseries. Ainsi, le pilotage de la menuiserie peut être affiné en prenant en compte des observations lointaines ainsi que des prévisions, par exemple sur l'évolution météorologique des températures ou sur la force et la direction du vent. De plus l'action de plusieurs fenêtres d'un même bâtiment peut être coordonnée, par exemple pour la création de courants d'air. Le serveur peut éventuellement être intégré à l'unité de commande de l'une des fenêtres. Brève description des figures L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue de face, en perspective de l'intérieur, d'une fenêtre à deux vantaux conforme à un mode de réalisation de l'invention, les vantaux étant ouverts ; - la figure 2 est une vue similaire à la figure 1, la fenêtre ayant le cadre intermédiaire en position d'ouverture ; - la figure 3 est une vue en éclaté de la fenêtre de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue de face de la fenêtre de la figure 1, représentée sans un parement d'habillage du cadre dormant ; - la figure 5 est une vue de détail d'un montant du cadre dormant ; - la figure 6 est un schéma fonctionnel de la fenêtre. 15 DESCRIPTION DETAILLEE Une fenêtre conforme à un premier mode de réalisation de l'invention est montrée sur les figures 1 à 6. Une telle menuiserie comporte un cadre dormant 1 destiné à être fixé sur un élément de maçonnerie, non représenté, et deux vantaux 2 s'ouvrant « à la française », c'est-à-dire que 20 chaque vantail 2 est monté pivotant selon un axe vertical et qu'ils se joignent au centre de l'ouverture. La fenêtre comporte en outre un cadre intermédiaire 3 sur lequel chaque vantail 2 est monté pivotant. Le cadre intermédiaire 3 est monté pivotant autour d'un axe vertical V sur le cadre dormant 1, comme le montre en particulier les figures 2 et 3. Les vantaux 2 25 sont montés avec des ferrures classiques sur le cadre intermédiaire 3 comme ils le seraient sur un dormant fixe. L'un des vantaux 2 peut être monté en oscillobattant. La fenêtre peut aussi ne comporter qu'un seul vantail 2 monté en battant, en oscillant ou en oscillobattant. Le cadre dormant 1 comporte un parement 10 d'habillage, reprenant 30 le même contour que le cadre dormant 1, comme le montre la figure 3. Le parement 10 d'habillage est destiné à être apparent à l'intérieur du bâtiment dans lequel la fenêtre sera montée, et il recouvre certains organes de la fenêtre, comme on le verra mieux par la suite. On peut prévoir que le parement 10 soit fixé de manière amovible, par des moyens de fixation classiques. Les cadres dormant 1 et intermédiaire 3 sont réalisés par des strates de bois parallèles au plan du cadre 1, 3 et vissées entre elles. Cependant, elles pourraient aussi être vissées et collées. Certaines strates sont découpées, de telle sorte que les découpes qui se superposent forment des réservations ou des canaux qui sont détaillés ci- après. Pour piloter l'ouverture du cadre intermédiaire 3, la fenêtre comporte des moyens de motorisation 4 agissant sur commande sur la position du cadre intermédiaire 3 par rapport au cadre dormant 1 entre une position de fermeture, dans laquelle le cadre intermédiaire 3 est plaqué contre le cadre dormant 1, comme représenté sur la figure 1, et une position d'ouverture, dans laquelle le cadre intermédiaire 3 est écarté du cadre dormant 1 pour autoriser un passage d'air entre eux, comme représenté sur la figure 2. Les moyens de motorisation 4 comprennent un actionneur 40 comportant un corps 401 allongé fixé sur le cadre dormant 1 et un bras 41 monté pivotant sur le corps. Les moyens de motorisation 4 comportent également une glissière 43 fixée sur le cadre intermédiaire 3 et dans laquelle une extrémité du bras 41 glisse, par l'intermédiaire d'un doigt 42. Le corps 401 comporte un moteur électrique 402, par exemple un moteur à courant continu et un train d'engrenage 403, par exemple un train épicycloïdal, couplé au bras 41 pour entraîner son pivotement par le moteur électrique. Le train d'engrenage 403 assure une réduction de vitesse, de manière à ce que le couple disponible au niveau du bras 41 soit important. Le corps 401 est inséré dans une réservation 110 du cadre dormant 1, sur une traverse supérieure 11, de telle sorte que seul le bras 41 peut faire saillie du cadre dormant 1. La réservation 110 est obturée par le parement 10 lorsqu'il est en place. La fenêtre comporte en outre des moyens de verrouillage 5 pour maintenir le cadre intermédiaire 3 en position de fermeture. Les moyens de verrouillage 5 comportent un vérin 50 électrique coulissant selon un axe vertical et fixé sur le cadre dormant 1, sa tige 501 étant couplée à une tringle 51 portant au moins trois pênes 52 destinés à coopérer avec trois gâches 53 correspondantes fixées sur le cadre intermédiaire 3. La tringle 51 et le vérin 50 sont logés dans des réservations 121, 122 respectives d'un montant 12 du cadre dormant 1 situé à l'opposé du montant 13 portant l'axe V. La réservation 121 du vérin 50 est obturée par le parement 10 lorsqu'il est en place. La menuiserie comporte en outre des moyens de commande 6 pour piloter les moyens de motorisation 4 et les moyens de verrouillage 5. Les moyens de commande 6 comportent une unité de calcul 60 pour fournir des commandes, une unité d'alimentation 61 recevant les commandes de l'unité de calcul 60 pour piloter les moyens de motorisation 4 et les moyens de verrouillage 5, et une unité de stockage 62 d'énergie pour fournir de l'énergie à l'unité d'alimentation 61 et à l'unité de calcul 60. Les moyens de commande 6 comportent en outre des capteurs, détaillés ci-après, afin de fournir des informations à l'unité de calcul 60 et à l'unité d'alimentation 61 sur l'état de la menuiserie et sur son environnement. Des câbles, non représentés, relient l'unité d'alimentation 61 aux moyens de motorisation 4 et aux moyens de verrouillage 5, l'unité de stockage 62 à l'unité d'alimentation 61 et à l'unité de calcul 60, l'unité de calcul 60 à l'unité d'alimentation 61 et les capteurs soit à l'unité de calcul 60, soit à l'unité d'alimentation 61. Des logements 111, 122 sont prévus pour respectivement l'unité de calcul 60, l'unité de stockage 62 et l'unité d'alimentation 61. De même, des canaux sont prévus pour loger les câbles, représentés symboliquement en traits pointillés sur la figure 4. Les logements et les canaux accessibles pour les interventions sont fermés par le parement 10. Les capteurs prévus avec la fenêtre selon le premier mode de réalisation sont les suivants : - un capteur de monoxyde de carbone 63; - un capteur de dioxyde de carbone 64; - un capteur de proximité 65; - un capteur d'humidité intérieure 66; - un capteur de température intérieure 67; - un capteur de position du bras 41, par exemple un codeur incrémental intégré aux moyens de motorisation 4; - un détecteur de fermeture pour chaque vantail 2, non représenté ; - un détecteur de fermeture du cadre intermédiaire 3, non représenté ; - un détecteur d'ouverture du cadre intermédiaire 3, non représenté, placé pour correspondre à la fin de course des moyens de motorisation 4 dans le sens de l'ouverture ; - un détecteur de la fermeture des moyens de verrouillage 5, non représenté ; L'unité de calcul 60 est reliée par câble à chacun des capteurs pour recevoir les informations qu'ils délivrent et pour éventuellement les alimenter. Elle comporte en outre une interface de communication, non représentée, pour être reliée à un réseau local ou au réseau Internet, par exemple par une prise du type RJ-45 et en mettant en oeuvre un protocole Ethernet. Bien que ce ne soit pas représenté sur la figure 6, les signaux issus des capteurs peuvent nécessiter un conditionnement électronique par des circuits qui peuvent être intégrés aux capteurs eux-mêmes, à l'unité de calcul 60 à l'unité d'alimentation 61 ou à des cartes électroniques spécifiques logées dans des réservations de la fenêtre. Dans la représentation de la figure 6, les informations de position et de proximité sont reçues par l'unité de calcul qui conditionne de manière analogique ces signaux avant de les transmettre à l'unité d'alimentation 61. En fonctionnement, l'unité de calcul 60 détermine si la fenêtre doit être fermée ou ouverte et avec quel degré d'ouverture. Elle transmet les consignes de déverrouillage à l'unité d'alimentation 61 pour actionner les moyens de verrouillage 5 dans un sens de déverrouillage, pour que les pênes 52 se dégagent des gâches 53 par coulissement. L'ouverture du cadre intermédiaire 3 peut alors être commandée en pilotant les moyens de motorisation 4 jusqu'à une position d'ouverture plus ou moins importante. Le bras 41 pivote et entraîne le cadre intermédiaire 3 en agissant par le coulissement du doigt 42 dans la glissière 43. La séquence est inversée pour obtenir la fermeture de la fenêtre. L'unité d'alimentation 61 assure certaines fonctions pendant l'actionnement des moyens de verrouillage 5 et des moyens de motorisation 4. Tout d'abord, elle surveille l'intensité du courant et commande une mise en défaut si le courant dépasse un certain seuil. Ce dépassement est typiquement lié à un couple trop important au niveau du moteur électrique, par exemple suite à un blocage. Elle assure également l'arrêt des moyens de motorisation 4 si le capteur de proximité 65 détecte la présence d'une personne ou d'un animal dans le champ de manoeuvre. Enfin elle reçoit de l'énergie de l'extérieur, par exemple par le secteur 7 ou par un panneau photovoltaïque 8 et gère la charge de l'unité de stockage 62. La fenêtre peut être proposée en différentes versions. Dans une première version, la fenêtre comporte les détecteurs de position et les détecteurs de gaz, mono et dioxyde de carbone, 63, 64. L'ouverture du cadre intermédiaire 3 est commandée lorsque l'un au moins des taux de gaz mesuré est supérieur à une valeur prédéterminée. On assure ainsi une fonction de sécurité en évitant une atmosphère dangereuse, créée par exemple par un appareil de chauffage à combustible. Dans une version plus élaborée de la fenêtre, la fenêtre gère, en plus de la fonction de sécurité, le confort thermique et/ou hygrométrique. Un choix peut être fait entre une priorité à la régulation de température ou de l'hygrométrie. Ce choix peut être fait par le programme qui est chargé dans l'unité de calcul 60 ou par paramétrage à partir d'instructions données via l'interface de communication. Dans cette configuration, les données de température et d'hygrométrie à l'intérieur du bâtiment sont fournies par les capteurs 66, 67 de la fenêtre. Les données concernant l'extérieur comprennent la température, l'hygrométrie, la direction et la force du vent sont récupérées sur requête de l'unité de calcul 60 auprès d'un serveur accessible par l'interface de communication. Le serveur lui-même peut être dans un réseau local ou accessible à distance via Internet. Il accède lui-même à des informations météorologiques observées et/ou prévisionnelles disponibles sur Internet pour les fournir à un lot de fenêtres selon l'invention. Les échanges entre l'unité de calcul 60 et le serveur peuvent être réalisées par exemple en utilisant un protocole de type « Websocket », bien que d'autres protocoles soient possibles également. Dans cette configuration, la fenêtre est ouverte plus ou moins ou verrouillée en fonction de la différence de température ou d'hygrométrie entre l'intérieur et l'extérieur. L'ouverture peut être interdite ou limitée si la force du vent est trop importante. Dans une variante encore plus sophistiquée, le serveur récupère des informations des capteurs de la fenêtre et les stocke, afin d'assurer une gestion centralisée du bâtiment. Le serveur comporte une interface permettant à un utilisateur superviseur de contrôler les données collectées, de modifier les consignes de température et/ou d'hygrométrie ou le mode de régulation. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple. Les moyens de motorisation et les moyens de verrouillage pourraient n'utiliser qu'un moteur électrique, la fin de course des moyens de motorisation entraînant les moyens de verrouillage.5 REVENDICATIONS1. Menuiserie comportant un cadre dormant (1) destiné à être fixé sur un élément de maçonnerie et au moins un vantail (2), caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un cadre intermédiaire (3) sur lequel chaque vantail (2) est monté mobile, le cadre intermédiaire (3) étant monté mobile sur le cadre dormant (1), la menuiserie comportant des moyens de motorisation (4) pour agir sur commande sur la position du cadre intermédiaire (3) par rapport au cadre dormant (1) entre une position de fermeture, dans laquelle le cadre intermédiaire (3) est plaqué contre le cadre dormant (1), et une position d'ouverture, dans laquelle le cadre intermédiaire (3) est écarté du cadre dormant (1) pour autoriser un passage d'air entre eux, et des moyens de verrouillage (5) pour maintenir le cadre intermédiaire (3) en position de fermeture, la menuiserie comportant en outre des moyens de commande (6) pour piloter les moyens de motorisation (4) et les moyens de verrouillage (5). 2. Menuiserie selon la revendication 1, dans laquelle des réservations sont prévues dans le cadre dormant (1) dans lesquelles les moyens de commande (6) sont logés. 3. Menuiserie selon l'une des revendications 1 à 2, dans laquelle les moyens de commande (6) comportent au moins un capteur parmi un capteur de position des moyens de motorisation, un capteur de température intérieure (67), un capteur de température extérieure, un capteur de gaz (63, 64), un capteur d'humidité intérieure (66), un capteur d'humidité extérieure, et un capteur de proximité (65). 4. Menuiserie selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les cadres dormant et intermédiaire (1, 3) au moins sont réalisés par des strates de bois parallèles au plan dudit cadre respectif vissées ou vissées-collées entre elles. 5. Menuiserie selon la revendication 4, dans laquelle des canaux sont prévus pour recevoir des câbles reliant les moyens de motorisation (4), les moyens de verrouillage (5) et les moyens de commande (6) entre eux. 6. Menuiserie selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle les moyens de motorisation (4) comportent un bras (41) monté pivotant sur le cadre dormant (1), entraîné par un moteur (402) et dont une extrémité glisse dans une glissière (43) fixée sur le cadre intermédiaire (3). 7. Menuiserie selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle les moyens de verrouillage (5) comportent un vérin (50) électrique entraînant en coulissement sur le cadre dormant (1) une tringle (51) portant au moins un pêne (52) destiné à coopérer avec une gâche (53) correspondante fixée sur le cadre intermédiaire (3). 8. Menuiserie selon la revendication 3, dans laquelle les moyens de commande (6) comportent une unité de calcul (60) pour fournir des commandes en fonction des informations fournies par les capteurs, une unité d'alimentation (61) recevant les commandes de l'unité de calcul (60) pour piloter les moyens de motorisation (4) et les moyens de verrouillage (5), et une unité de stockage (62) d'énergie pour fournir de l'énergie à l'unité d'alimentation (61), à l'unité de calcul (60) et aux capteurs. 9. Menuiserie selon la revendication 6, dans laquelle l'unité de calcul (60) comporte une interface de communication pour être reliée à un réseau informatique. 10. Système de gestion d'un bâtiment caractérisé en ce qu'il comporte au moins une menuiserie selon la revendication 9, un serveur communiquant avec l'unité de calcul (60) par l'interface de communication pour recevoir des informations en provenance des capteurs de la menuiserie et pour fournir des informations en provenance d'autres capteurs déportés et/ou des informations météorologiques d'observation et/ou de prévisions ou de l'une des autres menuiseries.