Brevet FR3120849A1 — publié le 20220923

L’invention concerne un vitrage multiple comprenant une première dalle (1) et une seconde dalle (3) séparées par une lame d’air (2), un joint de montage (4) recouvrant une bande périphérique de la surface principale de la première dalle (1) opposée à la seconde dalle (3), le joint de montage (4) recouvrant les chants de la première dalle (1) et de la seconde dalle (3) et occupant une partie périphérique de la lame d’air (2), un élément de renfort et d’étanchéité (5) étant incorporé dans le joint de montage (4) en recouvrant une partie périphérique de la surface principale de la première dalle (1) opposée à la seconde dalle (3), et en s’appuyant sur le chant de la seconde dalle (3) de manière à limiter l’effet de flexion de la première dalle (1) ; l’application de ce vitrage multiple, en paroi d’un volume soumis à des pressurisations. Figure 4. Vitrage multiple à joint de montage incorporant un élément de renfort et d’étanchéité L’invention a trait aux vitrages multiples du type soumis à des sollicitations de pressurisation et des écarts de températures importants de part et d’autre des vitrages, tels que des hublots de cabines passagers d’avions. Un grand nombre d’avions sont pressurisés pour équilibrer la pression interne / externe, améliorer le confort des passagers notamment en phase de montée et de descente, et permettre le vol en haute altitude. La déformation d’un hublot est liée à la fois à cette pression et au gradient de températures entre une température intérieure approximative de 20 °C et une température extérieure de -40 °C environ, par exemple. Un hublot est fréquemment composé de deux dalles, une externe destinée à être au contact de l’atmosphère extérieure, une interne destinée à être au contact du volume intérieur de l’avion ou tout autre environnement de montage. Les deux dalles sont fréquemment monolithiques. Elles sont sensiblement parallèles, généralement bombées, espacées l’une de l’autre, séparées par une lame d’air, et enchâssées dans un joint de montage périphérique, par exemple surmoulé. Un trou traversant de faible diamètre peut être ménagé dans la dalle interne afin d’égaliser la pression de la lame d’air séparant les dalles interne et externe avec la pression cabine. Sous l’effet des variations de pressions et températures de grande amplitude, la dalle externe est soumise à des flexions et contraintes mécaniques importantes. En cas de déchaussement ou casse de la dalle externe, la dalle interne est apte à assurer l’étanchéité du système à la pressurisation avion. La dépressurisation de la cabine se fait alors très lentement, de manière maîtrisée, par le trou traversant, avec émission d’un sifflement. Dans ce cas, il existe des consignes pour boucher ce trou, pour chaque hublot, par exemple au moyen de ruban adhésif de type Scotch®. La dalle interne est dite de sécurité (en anglais « failsafe »). Alternativement, la dalle externe peut consister en un vitrage feuilleté, c’est-à-dire deux feuilles transparentes en matériau polymère ou verre minéral, collées l’une à l’autre par une couche adhésive intercalaire. Cette variante permet d’ajouter des fonctionnalités dans la dalle, par rapport à une dalle externe monolithique. Sur les hublots à dalle externe feuilleté, il y a un risque important de pénétration d’humidité au montage dans la structure, notamment par le joint de montage, pouvant mener à un délaminage de la dalle externe. De plus, l’intercalaire adhésif peut être soumis à des contraintes en extension sous l’effet de la pressurisation de l’avion pouvant engendrer un délaminage et un bullage au niveau de l’intercalaire, pouvant aboutir à la perte de la dalle externe. Pour un vitrage multiple (double…) à dalle externe feuilletée comme monolithique, notamment du type soumis à des sollicitations de pressurisation et des variations de températures externes, il existe un besoin de limiter la flexion de la dalle externe, procurer principalement par la forme du bord et des éléments de montage du vitrage multiple qui coopèrent, un maintien maximal de la dalle externe, et diminuer la quantité d’humidité pénétrant dans la structure du vitrage multiple au montage, afin de diminuer le risque de casse et/ou déchaussement de la dalle externe. Ce but a été atteint par l’invention qui, en conséquence, a pour objet un vitrage multiple comprenant au moins une première dalle et une seconde dalle séparées par une lame d’air, une partie périphérique du vitrage multiple étant enchâssée dans un joint de montage recouvrant la surface principale de la première dalle opposée à la seconde dalle, sur une certaine distance du bord du vitrage multiple, selon une bande périphérique de la surface de la première dalle, le joint de montage recouvrant les chants de la première dalle et de la seconde dalle et occupant une partie périphérique de la lame d’air, entre les deux surfaces principales en vis-à-vis de la première dalle et de la seconde dalle, caractérisé en ce qu’un élément de renfort et d’étanchéité est incorporé dans le joint de montage en recouvrant une partie périphérique de la surface principale de la première dalle opposée à la seconde dalle, et en s’appuyant sur le chant de la seconde dalle de manière à limiter l’effet de flexion de la première dalle. Pour bénéficier des effets de l’invention, la première dalle est particulièrement destinée à être montée en dalle externe au sens de l’introduction de cette demande, et la seconde dalle en dalle interne. L’élément de renfort et d’étanchéité est constitué d’un matériau suffisamment rigide et apte à faire barrière à l’humidité. Cet élément rigide s’oppose à la déformation par flexion de la première dalle en s’appuyant à la fois sur une partie périphérique de la surface extérieure de celle-ci et sur le chant de la seconde dalle. Le joint de montage est en silicone ou équivalent. Grâce à l’invention, les risques de dégradation à l’humidité, casse et déchaussement de la première dalle sont ainsi diminués. De préférence, l’élément de renfort et d’étanchéité est métallique tel qu’en acier inoxydable ou aluminium, ou composite tel qu’en résine thermodurcissable de type époxy ou polyester insaturé contenant des fibres de renforcement (fibres de verre, de carbone), ou à fibres aramides tel que commercialisé par la Société Du Pont de Nemours sous la marque enregistrée Kevlar® ou par la Société Teijin sous la marque enregistrée Twaron®. De préférence, la première dalle est un vitrage feuilleté comprenant une première feuille acrylique ou en verre minéral collée à une seconde feuille acrylique ou en verre minéral par l’intermédiaire d’une couche adhésive intercalaire en polyuréthane thermoplastique (TPU), polyvinylbutyral (PVB) ou copolymère éthylène – acétate de vinyle (EVA). Une feuille acrylique est constituée en particulier de poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA). Par verre minéral, il faut entendre du verre notamment sodocalcique, aluminosilicate, borosilicate, flotté, le cas échéant durci, trempé thermiquement ou renforcé chimiquement. De préférence, la partie périphérique de la première dalle recouverte par le joint de montage est amincie par rapport à la partie centrale de la première dalle, pour permettre à la structure de montage de recouvrir le joint de montage en étant en affleurement (désigné en anglais par la terme « flush ») par rapport à la surface principale de la première dalle (externe) opposée à la seconde dalle. Cet affleurement est favorable du point de vue aérodynamique, et esthétique. La structure de montage désignée à présent peut consister en un presse-vitre par exemple boulonné sur la structure de montage (carlingue, carrosserie, bâtiment…), qui recouvre le joint de montage en pinçant et en exerçant une pression sur le vitrage multiple, de sorte à en réaliser la fixation. De préférence, la seconde dalle est monolithique, acrylique. Elle est destinée à être en contact avec le volume intérieur de la structure de montage (cabine d’avion…). Comme indiqué précédemment, elle est dite de sécurité (en anglais « failsafe »), car elle est conçue pour assurer l’étanchéité de l’enceinte dans les conditions de pressurisation et différences de températures extérieure et intérieure, à la place de la première dalle, en cas de casse ou déchaussement de celle-ci. Selon une variante préférée, la partie du chant de la première dalle reliant la partie périphérique amincie de la première dalle à la surface principale de la première dalle opposée à la seconde dalle présente une forme sur laquelle un repli de forme correspondante de l’élément de renfort et d’étanchéité est mis en emboîtement, en coïncidence, de manière à assurer un maintien de la première dalle. Ce maintien particulier de la partie de l’épaisseur de la première dalle la plus éloignée de la seconde dalle, c’est-à-dire la plus proche de la surface externe du vitrage multiple, se conjugue avantageusement avec l’opposition à la déformation par flexion de la première dalle exercée par l’appui de l’élément de renfort à la fois sur une partie périphérique de la surface extérieure de la première dalle et sur le chant de la seconde dalle, conformément à l’invention. Ce maintien particulier s’oppose également à la déformation par flexion de la première dalle et à son déchaussement. De préférence, ladite forme et ledit repli s’étendent alors sur toute la périphérie du vitrage multiple de manière continue, ou ont une largeur comprise entre 2 et 50 mm et sont au nombre de 3 à 50 sur toute la périphérie du vitrage multiple. Dans une première réalisation de ladite variante préférée, ladite forme consiste en un chanfrein du chant de la première dalle, maintenu par un repli de l’élément de renfort et d’étanchéité. Dans une seconde réalisation de cette variante préférée, ladite forme consiste en une excroissance en profil carré d’une partie du chant de la première dalle, maintenue par un repli sous forme de crochet de l’élément de renfort et d’étanchéité. L’invention a également pour objet l’application d’un vitrage multiple décrit ci-dessus, en paroi d’un volume soumis à des sollicitations de pressurisation, notamment comme vitrage latéral ou frontal de véhicule aérien, en particulier comme hublot d’avion. Sont concernés les avions commerciaux, avions d’affaire (business jets), et tout autre appareil soumis à des pressurisations de la cabine. L’invention est maintenant décrite en référence aux figures annexées dans lesquelles est une vue en coupe transversale d’un premier hublot de l’état de la technique ; est une vue en coupe transversale d’un second hublot de l’état de la technique et de son environnement de montage ; est une coupe transversale d’un vitrage multiple de l’invention et de son environnement de montage ; est une coupe transversale d’une première réalisation d’une variante préférée du vitrage multiple de l’invention et de son environnement de montage ; et est une coupe transversale d’une seconde réalisation d’une variante préférée du vitrage multiple de l’invention et de son environnement de montage. En référence à la , un hublot de cabine passagers d’avion commercial moyen-courrier est constitué d’une première dalle 1 externe en poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA) et d’une seconde dalle 3 interne en PMMA. Les deux dalles 1 et 3 sont parallèles, enchâssées dans un joint de montage 4 en silicone, qui les maintient à une distance l’une de l’autre de sorte à constituer une lame d’air 2. Une partie périphérique de la première dalle 1 présente un amincissement. Le joint de montage 4 recouvre cette partie périphérique amincie de la première dalle 1, de sorte que la partie du joint de montage 4 distale par rapport à la seconde dalle 3 forme une cuvette (en décalage) avec la partie centrale de la surface principale de la première dalle 1 opposée à la seconde dalle 3. Le hublot de la présente un joint de montage 4 avec une telle cuvette dans la zone de surface externe du vitrage multiple, cette cuvette recevant un presse-glace 100 dont la surface externe est en affleurement par rapport à celle de la partie centrale de la première dalle 1. Le presse-glace 100 est boulonné à la carlingue de l’avion, réalisant ainsi la fixation du vitrage multiple (double) en y exerçant une certaine pression. Par ailleurs, la première dalle 1 est ici constituée d’un vitrage feuilleté d’une première feuille de verre 11 aluminosilicate renforcée chimiquement, collée à une seconde feuille de PMMA 13 par l’intermédiaire d’une couche 12 de polyuréthane thermoplastique (TPU). En référence à la , un élément de renfort et d’étanchéité 5 est incorporé dans le joint de montage 4 en recouvrant une partie périphérique de la surface principale de la première dalle 11, 12, 13 opposée à la seconde dalle 3, et en s’appuyant sur le chant de la seconde dalle 3 de manière à limiter l’effet de flexion de la première dalle 1. L’élément de renfort et d’étanchéité 5 est en acier inoxydable. Sur la , la première feuille de verre 11 de la première dalle est chanfreinée, permettant à un repli 6 de l’élément de renfort et d’étanchéité 5 de forme correspondante de contribuer à la retenue de la première dalle, en diminuant le risque qu’elle se déchausse. Sur la , le même effet qu’à la est réalisé par une excroissance en profil carré du chant de la première feuille de verre 11 sur laquelle s’emboîte parfaitement un repli 7 sous forme correspondante de crochet de l’élément de renfort et d’étanchéité 5. Ce dernier 5 empêche l’humidité de pénétrer au niveau du chant de la structure feuilletée 11, 12, 13 de la première dalle 1, et diminue ou supprime ainsi tout risque de bullage au niveau de la couche adhésive intercalaire 12 de TPU, de délaminage et de casse du feuilleté. Vitrage multiple comprenant au moins une première dalle (1) et une seconde dalle (3) séparées par une lame d’air (2), une partie périphérique du vitrage multiple étant enchâssée dans un joint de montage (4) recouvrant la surface principale de la première dalle (1) opposée à la seconde dalle (3), sur une certaine distance du bord du vitrage multiple, selon une bande périphérique de la surface de la première dalle (1), le joint de montage (4) recouvrant les chants de la première dalle (1) et de la seconde dalle (3) et occupant une partie périphérique de la lame d’air (2), entre les deux surfaces principales en vis-à-vis de la première dalle (1) et de la seconde dalle (3), caractérisé en ce qu’un élément de renfort et d’étanchéité (5) est incorporé dans le joint de montage (4) en recouvrant une partie périphérique de la surface principale de la première dalle (1) opposée à la seconde dalle (3), et en s’appuyant sur le chant de la seconde dalle (3) de manière à limiter l’effet de flexion de la première dalle (1). Vitrage multiple selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’élément de renfort et d’étanchéité (5) est métallique ou composite. Vitrage multiple selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première dalle (1) est un vitrage feuilleté comprenant une première feuille (11) acrylique ou en verre minéral collée à une seconde feuille (13) acrylique ou en verre minéral par l’intermédiaire d’une couche adhésive intercalaire (12) en polyuréthane thermoplastique (TPU), polyvinylbutyral (PVB) ou copolymère éthylène – acétate de vinyle (EVA). Vitrage multiple selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie périphérique de la première dalle (1) recouverte par le joint de montage (4) est amincie par rapport à la partie centrale de la première dalle (1), pour permettre à une structure de montage (100) de recouvrir le joint de montage (4) en étant en affleurement par rapport à la surface principale de la première dalle (1) opposée à la seconde dalle (3). Vitrage multiple selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la seconde dalle (3) est monolithique, acrylique. Vitrage multiple selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie du chant de la première dalle (1) reliant la partie périphérique amincie de la première dalle (1) à la surface principale de la première dalle (1) opposée à la seconde dalle (3) présente une forme sur laquelle un repli (6, 7) de forme correspondante de l’élément de renfort et d’étanchéité (5) est mis en emboîtement, en coïncidence, de manière à assurer un maintien de la première dalle (1). Vitrage multiple selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite forme et ledit repli (6, 7) s’étendent sur toute la périphérie du vitrage multiple de manière continue. Vitrage multiple selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite forme et ledit repli (6, 7) ont une largeur comprise entre 2 et 50 mm et sont au nombre de 3 à 50 sur toute la périphérie du vitrage multiple. Vitrage multiple selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite forme consiste en un chanfrein du chant de la première dalle (1), maintenu par un repli (6) de l’élément de renfort et d’étanchéité (5). Vitrage multiple selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite forme consiste en une excroissance en profil carré d’une partie du chant de la première dalle (1), maintenue par un repli (7) sous forme de crochet de l’élément de renfort et d’étanchéité (5). Application d’un vitrage multiple selon l’une des revendications précédentes, en paroi d’un volume soumis à des sollicitations de pressurisation. Application selon la revendication 11, comme vitrage latéral ou frontal de véhicule aérien. Application selon la revendication 12, comme hublot d’avion.