Brevet FR3078992A1 — publié le 20190920

Dispositif de fenêtre à ouverture à la française à deux ventaux dotée d'une gueule de loup, de dimension hors standard jusque 3500mm de haut et 1200mm par ventail, apte à recevoir sur le plan mécanique un double ou triple vitrage aux fins de répondre aux exigences de la norme d'isolation thermique, destinée à la réhabilitation des monuments historiques DESCRIPTION L'invention est relative à un dispositif de fenêtre à ouverture à la française à deux ventaux doté d'une gueule de loup, de dimension hors standard jusque 3500mm de haut et 1200mm par ventail, apte à recevoir sur le plan mécanique un double ou triple vitrage aux fins de répondre aux exigences de la norme d'isolation thermique, destinée à la réhabilitation des monuments historiques. Etat des sachant : La technologie des fenêtres dites à gueule de loup est apparue à la fin du XVIlème siècle et a trouvé des applications en usage jusque qu'à la fin des années 1970. Le principe de fenêtres dotées de cette technologie réside en ce qu'un ventail reçoit sur toute sa longueur et à l'endroit de sa jonction à l'autre ventail une réservation circulaire (dite partie femelle) dans laquelle va venir s'incorporer l'autre ventail doté d'une même forme circulaire opposée (dite mâle) sur toute sa longueur, de telle façon que les parties se rejoignant offrent une étanchéité à l'air relative sur toute la hauteur de la fenêtre à l'endroit de jonction. Généralement les fenêtre à gueule de loup - reçoivent des dispositifs de fermeture par crémone supportée par le ventail recevant la partie gueule de loup femelle, de telle façon que le ventail recevant la partie mâle est bloqué dans celui recevant la partie femelle, tandis que le système de fermeture par crémone bloque le tout en prenant appui sur le dormant de fenêtre. A l'époque où elles furent mises en oeuvre, et notamment jusqu'au début du XX ème siècle, ce type de fenêtres présentaient des dimensions importantes (en hauteur et en largeur), très au- delà des dimensions actuelles des ouvrages à la française des nouvelles habitations. Appelées à faire entrer la lumière dans les habitations, leurs surfaces vitrées étaient très importantes. L'épaisseur des vitrages étaient jusqu'au début du XXème siècle de 2mm d'épaisseur pour aller jusque 4 mm selon un principe de simple vitrage. Bien que les structures bois de ces ouvrages faisaient appel à des essences de bois de forte densité (chêne notamment) aux fins de constituer des éléments mécaniques durables, les charges pondérales au m2 restaient limitées en ce que la faible épaisseur des vitrages permettait au bâti de rester fiable. Cette technologie s'est raréfiée au fur et à mesure que les exigences thermiques se dont développées et que les contraintes d'habitation (cout à la construction, urbanisation, styles, 2 économies d'énergies...) réduisaient l'espace de vie tant en surface qu'en hauteur (fenêtre de hauteur standard à 1,4 mètres, portes fenêtres à 2,1 mètres...). Si bien que s'il existe des demandes sur des fenêtres répondant à des exigences de taille hors standard, celles-ci ne font plus appel à une technologie de gueule de loup et crémone. 5 Aussi l'état des connaissances des fenêtres en bois de grand format hors standard, se caractérise au plus près de la présente invention par : Dans le secteur de l'habitat neuf ou de la rénovation non contraint par des exigences de style de fenêtre à gueule de loup, des fenêtres bois dites à ouverte à la française au format hors standard disposant de techniques appropriées à recevoir des carreaux double ou 10 triple vitrage, dotés d'un ensemble de technologies visant à réduire les déformations mécaniques. Mais ces dispositifs font appels à des technologies de renforcement mécanique faisant appel à des éléments de renfort métalliques visibles en périphérie de l'ouvrage (cf. brevets déposés par les menuiseries Philibert), tandis que la cinématique d'ouverture de ces ouvrages n'est pas contrainte par des exigences aussi tenues. En effet 15 sur les dispositifs modernes, un ventail vient reposer sur l'autre ; si bien qu'en cas de légère déformation longitudinale mécanique sur la hauteur du ventail le fonctionnement général de la fenêtre n'est pas altéré. Il en est tout autrement de fenêtre à gueule de loup où la partie femelle de l'ouverture bloque la partie mâle à la fois en avant et en arrière de la fenêtre ; si bien que la moindre déformation longitudinale sur la hauteur de la fenêtre 20 empêche sa fermeture. Eu égard aux fenêtres à gueule de loup doté de vitrages peu épais, la problématique de parfait alignement sur des hauteurs importantes était alors relative en raison de plusieurs facteurs : o la faible densité de l'ensemble de la fenêtre réduisait l'épaisseur du bâti de 25 _ fenêtre à moins de 50mm, la masse faible engendrait moins de risques de déformation, o les contraintes dimensionnelles entre les éléments ouvrants et dormants, et à la jonction des ouvrants, admettaient un jeu qui permettait de pallier aux phénomènes de déformation mécanique des ventaux . Or ces jeux ne sont plus 30 admis dans les ouvrages modernes en raison des obligations normatives d'isolation thermique. Si bien que les architectes des bâtiments de France se sont résignés à ne pouvoir gérer la cadrature du cercle en préconisant : soit des ouvrages qui ne répondent pas aux exigences esthétiques imposés par les monuments historiques, soit des ouvrages qui 35 répondent à ces exigences esthétiques sans pouvoir respecter les normes thermiques en vigueur. Au fait d'apporter une solution toujours pas totalement conciliatrice de ces objectifs, mais qui tente toutefois de s'en rapprocher, un procédé d'invention de la société Isobois a pour objet la réfection des ouvrages de fenêtre existantes sur ouvrages d'art (dont à gueule de loup) reposant sur le principe d'usinage des fenêtres, dans lesquelles se place un nouveau 3 profil plus épais destiné à recevoir le double vitrage. Selon ce procédé, le profil ajouté est invisible de l'extérieur, tandis qu'il constitue une excroissance à l'intérieur de l'ouvrage. Ainsi par ce procédé, des vitres répondant aux conditions normatives dites RGE sont placées dans la fenêtre rénovée tandis que la structure de la fenêtre continue à présenter 5 des pertes thermiques non compatibles aux dits règlements. Outre que les conditions d'aspect en partie intérieure de l'ouvrage ne sont pas respectées, rien n'indique dans ce procédé une réflexion sur la tenue mécanique des éléments dans le temps, si bien qu'une fois la charge de fenêtre placée, rien ne permet d'attester de la capacité du support à tenir cette charge, d'autant que cette dernière n'a pas été étudiée à cet effet. 10 Si bien qu'en l'état des connaissances aucun solution n'est apportée à la réalisation d'ouvrages permettant de conjuguer trois principes conjugués de fenêtres à gueule de loup assurant : la tenue mécanique d'un ensemble doté de vitraux RGE, de fenêtre présentant une parfaite isolation thermique, d'un aspect visuel absolument conforme extérieurement et intérieurement aux exigences des architectes des bâtiments de France. 15 Présentation de l'invention : L'invention est relative à un dispositif de fenêtre à ouverture à la française à deux ventaux dotée de gueule de loup, de dimension hors standard jusque 3500mm de haut et 1200mm par ventail, 20 apte à recevoir sur le plan mécanique un double ou triple vitrage aux fins de répondre aux exigences de la norme d'isolation thermique, destinée à la réhabilitation des monuments historiques, caractérisée par : Une ossature bois constituant la structure du bâti pour les dormants et ouvrants, chaque élément (figure 1) de l'ossature (montants et traverses) étant constitué d'au moins trois 25 plis (a) placés dans le sens de l'épaisseur de l'élément, en essence de mélèze pour présenter en totalité de l'élément une épaisseur d'au plus 87 mm pour une largeur n'excédant pas 100mm, Des renforts de l'ossature bois (figure 2) , aux fins de restituer les efforts produits par la masse pondérale de l'ouvrant (bâtis et du double vitrage qu'il supporte), constitués 30 d'équerres métalliques placées dans la structure: o à raison d'au moins deux équerres placées (c) à chaque angle opposé de l'ouvrant, l'équerre du bas étant placée à l'aplomb des axes de pivotement, l'autre équerre en hauteur du côté ouverture, le tout agissant à l'objet de contreventement, o et d'une équerre (c) placée à chacun des quatre angles du dormant (figure 3) , 35 aux fins de reprendre tous les efforts transversaux produits par l'ouverture de la fenêtre, o chaque équerre est insérée dans un logement usiné (d) dans la structure en bois (figure 4) du bâti de telle façon à être dissimulée dans l'ouvrage, une gueule de loup dotée de deux joints d'isolation (i). 40 4 Plus particulièrement, les plis (a) constituant les éléments (figure 1) de la structure sont assemblés par collage selon les principes : o Que les fibres de bois (b) constituant les essences de bois utilisées à la fabrication des plis sont placées longitudinalement (e) à la longueur de l'élément d'ossature, 5 o Chaque pli a (a) une épaisseur minimum de 20mm aux fins de répondre aux exigences de tenue mécanique, o Que chaque pli (a) est placé perpendiculairement (f) à celui qui le précède eut égard au sens de la fibre, de telle façon que les contraintes de déformation des fibres produite par la longueur des éléments, soient compensées par le sens des 10 fibres du plis suivant. Plus particulièrement à la gueule de loup intégrée dans les ouvrants, et compte tenue de l'épaisseur de l'élément au pus de 87mm, lorsque les ventaux (figure 5 vue générale de la fenêtre) ont une largeur inférieure ou égale à 500 mm, les baguettes de protection de goutte 15 d'eau (g) qui sont installées de façon symétriques sur toute la largeur des ventaux viennent naturellement se télescoper à l'ouverture de la fenêtre, étant entendu que ces baguettes de goutte d'eau (g) présentent une épaisseur standard de 40 mm. Cette action empêche l'ouverture de la fenêtre. Pour pallier à cet inconvénient sur des ouvrages dont les ventaux sont de dimension à 500 mm de large et en deçà, une baguette de goutte d'eau présente une découpe de forme (h) 20 empêchant la rencontre d'obstacle. Enfin et concernant la gueule de loup (figure 6) placée longitudinalement sur les ouvrants selon le principe d'un ventail qui reçoit la partie femelle et l'autre ventail la partie mâle, aux fins d'assurer une parfaite étanchéité au vent et la pluie, deux joints (i) sont fixés de façon symétrique 25 à l'intérieur de la partie femelle (j) de la gueule de loup sur toute la hauteur de l'ouvrant. Plus particulièrement ces joints se caractérisent en ce qu'ils sont composés en PTFE (polytétrafluoroéthylène) extrudés et sont constitués d'une partie dure (k) et une partie souple (I). Ils sont placés en opposition dans la partie femelle de la gueule de loup, fixés par des rainures (m) dans lesquels ils s'insèrent par leur côté dure (k) aux fins d'être maintenus, tandis que leur 30 partie souple (I) assure la liaison et l'étanchéité avec la partie mâle de la gueule de loup (n) lorsque les battants de fenêtre se referment. De cette façon le jointoiement offre une double étanchéité (figure 7) à l'endroit où les ouvrants se rejoignent, une première étanchéité à l'intérieur de la gueule de loup sur la partie extérieure de l'habitation (o), une autre à l'intérieur de la gueule de loup (p) sur la partie intérieure de l'habitation. 35 Figures : Fig. 1/7 élément d'ossature 3 plis : fibres de bois (b), positionnement perpendiculaire des plis 40 (a) dans l'élément d'ossature (f), positionnement longitudinal (e) des fibres sur le pli, 5 Fig. 2/7 ouvrants : deux équerres (c) en bas à l'aplomb des axes de pivotement, l'autre (b) en haut côté ouverture, 5 Fig. 3/7 dormant : présentant l'équerre (c) à chaque angle Fig. 4/7 détail de la structure bois : à l'endroit d'un logement usiné (d) pour dissimulerl"équerre (c), 10 Fig. 5/7 vue générale de la fenêtre : avec goutte d'eau (g) et découpe de forme (h), Fig. 6/7 détail en coupe de la gueule de loupe : avec ses deux joints (i), partie femelle (j), partie mâle (n), rainures (m), partie dure du joint (k), partie souple du joint (1) 15 Fig. 7/7 plan de masse des ouvrants : avec étanchéité intérieure à l'habitation (P) et étanchéité extérieure à l'habitation (o). Glossaire : 20 a) Pli b) Fibre de bois c) Equerre d) Logement usiné e) Positionnement longitudinal des fibres 25 f) Position perpendiculaire des fibres du pli par rapport à celui qui le précéde, g) Goutte d'eau h) Découpe de forme sur la goutte d'eau I) Joints j) Partie femelle de la gueule de loup 30 k) Partie dure du joint 1) Partie souple du joint m) Rainures n) Partie mâle de la gueule de loup o) Étanchéité extérieure à l'habitation 35 p) Étanchéité intérieure à l'habitation REVENDICATIONS1. Dispositif de fenêtre à ouverture à la française à deux ventaux dotée de gueule de loup, de dimension hors standard jusque 3500mm de haut et 1200mm par ventail, apte à recevoir sur le plan mécanique un double ou triple vitrage aux fins de répondre aux exigences de la norme d'isolation thermique, destinée à la réhabilitation des monuments historiques, caractérisée par : Une ossature bois constituant la structure du bâti pour les dormants et ouvrants, chaque élément (figure 1) de l'ossature étant constitué d'au moins trois plis (a) placés dans le sens de l'épaisseur de l'élément, en essence de mélèze pour présenter en totalité de l'élément une épaisseur d'au plus 87 mm pour une largeur n'excédant pas 100mm, Des renforts de l'ossature bois (figure 2) , aux fins de restituer les efforts produits par la masse pondérale de l'ouvrant, constitués d'équerres métalliques placées dans la structure: o à raison d'au moins deux équerres placées (c) à chaque angle opposé de l'ouvrant, l'équerre du bas étant placée à l'aplomb des axes de pivotement, l'autre équerre en hauteur du côté ouverture, le tout agissant à l'objet de contreventement, o et d'une équerre (c) placée à chacun des quatre angles du dormant (figure 3) , aux fins de reprendre tous les efforts transversaux produits par l'ouverture de la fenêtre, o chaque équerre est insérée dans un logement usiné (d) dans la structure en bois (figure 4) du bâti de telle façon à être dissimulée dans l'ouvrage, une gueule de loup dotée de deux joints d'isolation (i) fixés de façon symétrique à l'intérieur de la partie femelle (j) de la gueule de loup sur toute la hauteur de l'ouvrant. 2. Dispositif de fenêtre à gueule de loup ouverture à la française selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plis (a) constituant les éléments (figure 1) de la structure sont assemblés par collage selon les principes : o Que les fibres de bois (b) constituant les essences de bois utilisées à la fabrication des plis sont placées longitudinalement (e) à la longueur de l'élément d'ossature, o Chaque pli a (a) une épaisseur minimum de 20mm aux fins de répondre aux exigences de tenue mécanique, o Que chaque pli (a) est placé perpendiculairement (f) à celui qui le précède eut égard au sens de la fibre, de telle façon que les contraintes de déformation des fibres produite par la longueur des éléments, soient compensées par le sens des fibres du plis suivant. 7 3. Dispositif de fenêtre à gueule de loup ouverture à la française selon la revendication 1, caractérisé en ce que les joints (i) sont composés en polytétrafluoroéthylène extrudés et sont constitués d'une partie dure (k) et une partie souple (I). 5 4. Dispositif de fenêtre à gueule de loup ouverture à la française selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que les joints (i) sont placés en opposition dans la partie femelle (j) de la gueule de loup, fixés par des rainures (m) dans lesquels ils s'insèrent par leur côté dure (k) aux fins d'être maintenus, tandis que leur partie souple (I) assure la liaison et l'étanchéité avec la partie mâle de la gueule de loup (n) lorsque les battants de fenêtre 10 se referment.