FR2708030A1 - Insulated glazed wall with maximum transparent surface area - Google Patents

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Abstract

Glazed wall, comprising two parallel panes of glass (1, 2) which are spaced apart from each other by a spacer element (3), delimiting, at the periphery of the wall and in the vicinity of each lateral edge of the panes of glass, a space (4) which is open to the outside and inside which engages a section (5, 6) forming one of the sides of a support frame, the sections forming the four sides of the frame each comprising two faces which are parallel with the facing surfaces of the two panes of glass and, together with the latter, form a gap which can be filled with a seal (7) formed by an adhesive which fixes together the section and the panes of glass. According to the invention, this wall is characterised in that the sections are made from a composite material, the adhesive for fixing together the sections and the panes of glass being a structural adhesive whose characteristics are selected such that, under the action of an outside force exerted on the wall, the stresses are non-zero in the neutral fibre (neutral axis) of each of the two panes respectively and are of the same magnitude in the middle and in the external edges of these panes.

Description

La présente invention est relative à une paroi vitrée pour fenêtre, porte ou structure de façade analogue, apte à assurer une isolation thermique efficace en même temps qu'elle présente une surface transparente maximale, grâce notamment à l'utilisation d'un cadre porteur entourant la paroi vitrée proprement dite de conception particulière, ce cadre étant aménagé de telle sorte que la paroi participe elle-même à la rigidité de l'ensemble. The present invention relates to a glazed wall for window, door or similar facade structure, capable of ensuring effective thermal insulation at the same time as it has a maximum transparent surface, thanks in particular to the use of a supporting frame surrounding the glazed wall proper of particular design, this frame being arranged so that the wall itself contributes to the rigidity of the assembly.

Dans les fenêtres traditionnelles, comportant une vitre, le cas échéant deux parois vitrées parallèles, séparées par un élément intercalaire périphérique qui délimite avec celles-ci un espace interne isolé, ces parois sont montées dans un cadre constitué de profilés métalliques, dimensionnés en fonction de leurs caractéristiques mécaniques propres, afin d'obtenir une répartition appropriée des contraintes extérieures qui s'exercent sur la fenêtre, le vitrage ne participant pas à la résistance de l'ensemble, assurée seulement par le cadre porteur et les structures dans lesquelles est monté celui-ci, qu'il soit fixe ou mobile. In traditional windows, comprising a window pane, if necessary two parallel glazed walls, separated by a peripheral intermediate element which delimits with them an insulated internal space, these walls are mounted in a frame made of metal profiles, dimensioned according to their own mechanical characteristics, in order to obtain an appropriate distribution of the external stresses exerted on the window, the glazing not participating in the resistance of the assembly, provided only by the support frame and the structures in which the one is mounted - whether fixed or mobile.

Généralement, le cadre est réalisé au moyen de montants ou de profilés, en un matériau plastique, par exemple en chlorure de polyvinyle (PVC), obtenus par extrusion, ou en bois. Or, de tels profilés sont relativement encombrants et comportent en particulier des épaisseurs et largeurs qui ne sont pas négligeables pour leur conférer une rigidité acceptable, leur permettant d'absorber les contraintes auxquelles le cadre est ainsi soumis lors de son utilisation, du fait du poids du vitrage, des effets du vent ou de la pluie à l'extérieur de la fenêtre, ou encore d'autres contraintes, notamment en raison des différences de température entre l'intérieur et l'extérieur. Generally, the frame is made by means of uprights or profiles, in a plastic material, for example polyvinyl chloride (PVC), obtained by extrusion, or in wood. However, such profiles are relatively bulky and in particular have thicknesses and widths which are not negligible to give them an acceptable rigidity, allowing them to absorb the stresses to which the frame is thus subjected during its use, due to the weight. glazing, the effects of wind or rain outside the window, or other constraints, in particular due to the temperature differences between inside and outside.

I1 en résulte que ces profilés cachent nécessairement une partie du vitrage qu'ils supportent et limitent ainsi ce qu'il est convenu d'appeler dans la technique le "clair de vitrage", le recouvrement des bords de la paroi vitrée par une partie très apparente et de largeur appréciable des profilés nuisant dans une certaine mesure à l'esthétique de l'ensemble.  As a result, these sections necessarily hide part of the glazing which they support and thus limit what is commonly known in the art as "clear glazing", the overlapping of the edges of the glazed wall by a very apparent and appreciable width of the profiles detrimental to a certain extent to the aesthetics of the whole.

La présente invention a pour objet une paroi vitrée de conception différente, dans laquelle le vitrage participe directement lui-même à la résistance de la fenêtre, permettant dès lors l'utilisation d'un cadre de support dont la structure et l'encombrement peuvent être considérablement réduits, les profilés constituant ce cadre pouvant en outre être réalisés en un matériau différent de ceux usuellement utilisés dans les structures classiques. The subject of the present invention is a glazed wall of different design, in which the glazing itself directly participates in the resistance of the window, therefore allowing the use of a support frame whose structure and size can be considerably reduced, the profiles constituting this frame can also be made of a material different from those usually used in conventional structures.

A cet effet, la paroi vitrée considérée, comportant deux vitres parallèles entretoisées mutuellement par un intercalaire d'écartement, délimitant à la périphérie de la paroi, au voisinage de chaque bord latéral des vitres, un espace ouvert vers l'extérieur dans lequel s'engage un profilé constituant un des côtés d'un cadre de support, les profilés formant les quatre côtés du cadre comportant chacun deux faces, parallèles aux surfaces en regard des deux vitres et ménageant avec celles-ci un jeu apte à être rempli d'un joint d'une colle de liaison entre le profilé et les vitres, se caractérise en ce que les profilés sont réalisés en un matériau composite, la colle de liaison entre les profilés et les vitres étant une colle structurelle dont les caractéristiques sont choisies de telle sorte que, sous l'effet d'un effort extérieur s'exerçant sur la paroi, les contraintes soient non nulles dans la fibre neutre de chacune des deux vitres respectivement et du même ordre de grandeur au milieu et dans les bords extérieurs de ces vitres. To this end, the glazed wall considered, comprising two parallel panes braced mutually by a spacer, delimiting at the periphery of the wall, in the vicinity of each lateral edge of the panes, a space open towards the outside in which s engages a profile constituting one of the sides of a support frame, the profiles forming the four sides of the frame each comprising two faces, parallel to the facing surfaces of the two panes and providing with them a clearance capable of being filled with a joint of a bonding adhesive between the profile and the panes, is characterized in that the profiles are made of a composite material, the bonding glue between the profiles and the panes being a structural glue whose characteristics are chosen so that, under the effect of an external force exerted on the wall, the stresses are not zero in the neutral fiber of each of the two panes respectively and of the same order of magnitude in the middle and in the outer edges of these panes.

L'invention consiste ainsi à constituer la paroi vitrée à l'aide de deux vitres parallèles, assemblées rigidement sur les profilés en matériau composite d'un cadre de support au moyen d'une colle dont la nature et les caractéristiques physiques sont choisies telles qu'elle donne aux pièces ainsi réunies les caractéristiques mécaniques d'une structure unique. Par ailleurs, grâce à ce collage particulier et à l'utilisation de deux vitres parallèles, séparées par un moyen d'entretoisement qui les éloigne du plan médian de la paroi, cette structure présente un comportement dit "sandwich", où l'ensemble formé par les deux vitres procure une inertie mécanique selon les deux axes perpendiculaires qui matérialisent la direction des côtés de ces vitres, en lui assurant une rigidité globale satisfaisante. The invention thus consists in constituting the glazed wall using two parallel panes, rigidly assembled on the profiles of composite material of a support frame by means of an adhesive, the nature and physical characteristics of which are chosen such that '' it gives the pieces thus assembled the mechanical characteristics of a unique structure. Furthermore, thanks to this particular bonding and to the use of two parallel panes, separated by a bracing means which moves them away from the median plane of the wall, this structure exhibits a so-called "sandwich" behavior, where the assembly formed by the two panes provides mechanical inertia along the two perpendicular axes which materialize the direction of the sides of these panes, ensuring it a satisfactory overall rigidity.

Dans ces conditions, les contraintes externes qui s'exercent sur la paroi vitrée peuvent être directement reprises par cette dernière et en particulier par les deux vitres ellesmêmes, la structure de l'ensemble permettant de mettre en oeuvre des profilés plus étroits, augmentant dans des proportions significatives le clair de vitrage disponible, la mise en oeuvre de tels profilés de dimensions plus faibles conduisant en outre à un prix de revient sensiblement diminué vis-à-vis de celui impliqué, à performances mécaniques égales, par un cadre de support formé de profilés classiques. Under these conditions, the external stresses exerted on the glazed wall can be directly taken up by the latter and in particular by the two panes themselves, the structure of the assembly making it possible to use narrower profiles, increasing in significant proportions of the clear glazing available, the use of such profiles of smaller dimensions also leading to a cost price significantly reduced vis-à-vis that involved, with equal mechanical performance, by a support frame formed of classic profiles.

De préférence, les profilés composites sont réalisés par pultrusion d'un matériau approprié. De façon connue dans la technique, on considère comme matériau composite une matière thermoplastique ou thermodur, de préférence renforcé par des particules ou fibres, courtes ou longues, de verre ou autre matière minérale ou synthétique. Avantageusement et en ce qui concerne l'application plus spécialement considérée, un tel matériau est réalisé au moyen d'une armature ou charge en fibres de verre, noyées dans une résine durcissable, du type résine polyester ou autre, dont le coefficient de dilatation est voisin de celui du verre des deux vitres. Preferably, the composite profiles are produced by pultrusion of an appropriate material. As is known in the art, a composite material is a thermoplastic or thermoset, preferably reinforced with particles or fibers, short or long, of glass or other mineral or synthetic material. Advantageously and with regard to the application more especially considered, such a material is produced by means of a glass fiber reinforcement or filler, embedded in a hardenable resin, of the polyester resin or other type, the coefficient of expansion of which is close to that of the glass of the two panes.

De façon encore plus particulière, la colle est une colle de type époxy bicomposants ou autre ...., dont le module de Young est supérieur à 50 MPa, et de préférence de l'ordre de 100 à 200
MPa. De même, le module de Young du matériau plastique pultrudé des profilés du cadre de support est compris entre 7,5 et 45 GPa, et de préférence de l'ordre de 25 à 40 GPa.Even more particularly, the adhesive is a two-component or other epoxy type adhesive, the Young's modulus of which is greater than 50 MPa, and preferably of the order of 100 to 200.
MPa. Likewise, the Young's modulus of the pultruded plastic material of the profiles of the support frame is between 7.5 and 45 GPa, and preferably of the order of 25 to 40 GPa.

En outre et dans un mode de réalisation préféré, le joint de colle disposé entre les surfaces en regard des deux vitres et des profilés, présente une épaisseur d'environ lmm pour une profondeur de l'ordre de il mm pour une paroi vitrée dans laquelle les vitres comportent une épaisseur comprise entre 4 et 12 mm et sont séparées par une lame d'air voisine de 25 mm. In addition and in a preferred embodiment, the adhesive joint disposed between the facing surfaces of the two panes and of the profiles, has a thickness of approximately 1 mm for a depth of the order of 11 mm for a glazed wall in which the panes have a thickness of between 4 and 12 mm and are separated by an air space close to 25 mm.

La fabrication de la paroi vitrée selon l'invention peut être réalisée de façon très simple, en utilisant un double vitrage préalablement monté avec ses deux vitres convenablement entretoisées par un intercalaire approprié, celui-ci pouvant être constitué au moyen d'un élément métallique ou plastique, fermé sur lui-même selon le contour des vitres au voisinage de leurs bords extérieurs, cet élément contenant le cas échéant un produit dessicant et étant ensuite solidarisé avec les faces en regard des deux vitres au moyen d'un mastic de scellement du genre butyl ou analogue. The manufacturing of the glazed wall according to the invention can be carried out in a very simple manner, using double glazing previously mounted with its two panes suitably braced by an appropriate interlayer, the latter being able to be formed by means of a metallic element or plastic, closed on itself along the contour of the panes in the vicinity of their outer edges, this element possibly containing a desiccant and then being joined to the opposite faces of the two panes by means of a sealant of the kind butyl or the like.

Sur les deux vitres ainsi assemblées, est alors positionné le cadre de support constitué par quatre profilés s'étendant selon chacun des côtés des vitres, en s'engageant en partie dans l'espace délimité entre ces vitres et la périphérie de l'élément intercalaire, la colle structurelle étant alors injectée dans le jeu laissé libre entre les surfaces en vis-à-vis des vitres et des profilés, l'épaisseur et la profondeur du joint de colle ainsi réalisé correspondant de préférence aux dimensions précitées. On the two panes thus assembled, is then positioned the support frame constituted by four sections extending along each of the sides of the panes, engaging in part in the space delimited between these panes and the periphery of the intermediate element. , the structural adhesive then being injected into the clearance left free between the surfaces facing the panes and the profiles, the thickness and the depth of the adhesive joint thus produced preferably corresponding to the aforementioned dimensions.

La Figure unique du dessin annexé illustre de façon très schématique une paroi vitrée établie conformément à l'invention. The single figure of the appended drawing very schematically illustrates a glazed wall established in accordance with the invention.

Sur celle-ci, les références l et 2 désignent deux vitres parallèles formant les surfaces externes de la paroi, ces vitres, dont l'épaisseur est comprise de préférence entre 6 et 8 mm, étant entretoisées mutuellement au moyen d'un intercalaire 3 monté entre ces vitres et s'étendant selon toute la périphérie de celles-ci au voisinage de leurs bords extérieurs, de manière à ménager, entre les vitres et l'intercalaire un jeu 4, ouvert latéralement. L'espace emprisonné entre les vitres et l'intercalaire correspond avantageusement à une distance entre les deux vitres d'environ 25 mm. On it, the references 1 and 2 denote two parallel panes forming the external surfaces of the wall, these panes, the thickness of which is preferably between 6 and 8 mm, being braced mutually by means of an interlayer 3 mounted between these panes and extending along the entire periphery thereof in the vicinity of their outer edges, so as to provide, between the panes and the interlayer, a clearance 4, open laterally. The space trapped between the panes and the interlayer advantageously corresponds to a distance between the two panes of approximately 25 mm.

L'intercalaire 3 peut être constitué au moyen d'un cordon de scellement réunissant les deux vitres, ou de préférence être formé d'un élément métallique ou autre, fermé sur lui-même et contenant un produit dessicant, de manière à éviter que la région interne entre les deux vitres ne se charge d'humidité. The interlayer 3 may be formed by means of a sealing bead joining the two panes, or preferably be formed of a metallic or other element, closed on itself and containing a desiccant product, so as to prevent the internal region between the two panes does not charge moisture.

L'intercalaire 3 est collé ou autrement fixé contre les faces en regard des deux vitres l et 2, au moyen d'une couche mince d'un matériau approprié, généralement une colle à base de butyl.The interlayer 3 is glued or otherwise fixed against the opposite faces of the two panes 1 and 2, by means of a thin layer of an appropriate material, generally a glue based on butyl.

Dans le jeu 4, entre les vitres l et 2 et l'intercalaire 3, est alors mise en place la partie saillante 5 d'un profilé 6 qui entoure extérieurement la paroi vitrée, pour former, au moyen de quatre profilés de ce genre s 'étendant selon les quatre côtés de la paroi, un cadre de support pour cette dernière. In clearance 4, between the panes 1 and 2 and the insert 3, the protruding part 5 of a profile 6 which then surrounds the glass wall is placed in place, to form, by means of four profiles of this kind s extending along the four sides of the wall, a support frame for the latter.

Chaque profilé 6 est de préférence et selon l'invention constitué au moyen d'un matériau composite pultrudé, notamment formé d'une charge en fibres de verre ou synthétiques, courtes, noyées dans une résine durcissable, notamment du genre polyester. Each profile 6 is preferably and according to the invention made by means of a pultruded composite material, in particular formed of a filler of glass or synthetic fibers, short, embedded in a hardenable resin, in particular of the polyester kind.

Enfin, la partie saillante 5 du profilé est solidarisée des deux vitres l et 2 selon leurs faces en vis-à-vis, par injection dans le jeu correspondant d'un cordon ou joint de colle 7, dont la nature est choisie de telle sorte qu'elle présente un coefficient de dilatation thermique voisin de celui du verre, de l'ordre de 9 x 10-6, de manière à assurer une liaison structurelle avec le profilé correspondant en constituant un ensemble qui se comporte vis-à-vis des contraintes extérieures comme une structure unique. De préférence, la colle structurelle adoptée est une colle du type époxy bicomposants, dont les caractéristiques ont été mentionnées plus haut. Finally, the projecting part 5 of the profile is secured to the two panes 1 and 2 along their opposite faces, by injection into the corresponding set of a bead or joint of glue 7, the nature of which is chosen so that that it has a coefficient of thermal expansion close to that of glass, of the order of 9 x 10-6, so as to ensure a structural connection with the corresponding profile by constituting an assembly which behaves with respect to external constraints as a unique structure. Preferably, the structural adhesive adopted is an adhesive of the two-component epoxy type, the characteristics of which have been mentioned above.

Le joint de colle 7 est par ailleurs réalisé de telle sorte qu'une fois le profilé 6 et les vitres l et 2 réunis, cette structure ait un comportement de type sandwich avec des contraintes non nulles dans la fibre neutre de chaque vitre, c'est-à-dire dans le plan qui se situe à égale distance de chacune de ses faces, et avec des contraintes d'un même ordre de grandeur au milieu et au bord de chacune de ces vitres. The adhesive joint 7 is moreover produced in such a way that once the profile 6 and the panes l and 2 are joined together, this structure has a sandwich type behavior with non-zero stresses in the neutral fiber of each pane, it that is to say in the plane which is equidistant from each of its faces, and with constraints of the same order of magnitude in the middle and at the edge of each of these panes.

Dans l'exemple décrit ci-dessus, le module de Young de la colle structurelle est de l'ordre de 100 MPa, celui du matériau pultrudé constituant les profilés étant voisin de 25 GPa. In the example described above, the Young's modulus of the structural adhesive is of the order of 100 MPa, that of the pultruded material constituting the profiles being close to 25 GPa.

Bien entendu et comme il résulte déjà de ce qui précède, il va de soi que l'invention ne se limite pas à l'exemple ci-dessus elle en embrasse au contraire toutes les variantes.  Of course and as it already follows from the above, it goes without saying that the invention is not limited to the example above, on the contrary embraces all variants.

Claims (6)

REVENDICATIONS l - Paroi vitrée, comportant deux vitres parallèles (1, 2) entretoisées mutuellement par un intercalaire d'écartement (3), délimitant à la périphérie de la paroi, au voisinage de chaque bord latéral des vitres, un espace ouvert vers l'extérieur (4) dans lequel s'engage un profilé (5, 6) constituant un des côtés d'un cadre de support, les profilés formant les quatre côtés du cadre comportant chacun deux faces parallèles aux surfaces en regard des deux vitres et ménageant avec celles-ci un jeu apte à être rempli d'un joint (7) d'une colle de liaison entre le profilé et les vitres, caractérisée en ce que les profilés sont réalisés en un matériau composite, la colle de liaison entre les profilés et les vitres étant une colle structurelle dont les caractéristiques sont choisies de telle sorte que, sous l'effet d'un effort extérieur s'exerçant sur la paroi, les contraintes soient non nulles dans la fibre neutre de chacune des deux vitres respectivement et du même ordre de grandeur au milieu et dans les bords extérieurs de ces vitres. l - Glass wall, comprising two parallel panes (1, 2) braced mutually by a spacer (3), delimiting at the periphery of the wall, in the vicinity of each lateral edge of the panes, a space open towards the outside (4) in which engages a profile (5, 6) constituting one of the sides of a support frame, the profiles forming the four sides of the frame each having two faces parallel to the facing surfaces of the two panes and forming with those -a set suitable for being filled with a seal (7) of a bonding adhesive between the profile and the panes, characterized in that the profiles are made of a composite material, the bonding adhesive between the profiles and the panes being a structural adhesive, the characteristics of which are chosen such that, under the effect of an external force exerted on the wall, the stresses are not zero in the neutral fiber of each of the two panes respectively and of the m same order of magnitude in the middle and in the outer edges of these panes. 2 - Paroi vitrée selon la revendication l, caractérisée en ce que les profilés composites sont réalisés par pultrusion d'un matériau thermodur ou thermoplastique, renforcé par des particules ou des fibres, courtes ou longues, de verre ou autre matière minérale ou synthétique. 2 - Glass wall according to claim l, characterized in that the composite profiles are produced by pultrusion of a thermoset or thermoplastic material, reinforced with particles or fibers, short or long, of glass or other mineral or synthetic material. 3 - Paroi vitrée selon la revendication 2, caractérisée en ce que le matériau pultrudé est renforcé par une charge de fibres de verre, noyées dans une résine durcissable, du type résine polyester, dont le coefficient de dilatation est voisin de celui du verre des deux vitres. 3 - Glass wall according to claim 2, characterized in that the pultruded material is reinforced by a filler of glass fibers, embedded in a hardenable resin, of the polyester resin type, whose coefficient of expansion is close to that of the glass of the two windows. 4 - Paroi vitrée selon l'une quelconque des revendications l à 3, caractérisée en ce que la colle du joint est une colle de type époxy composants ou autre, dont le module de Young est supérieur à 50 MPa, et est de préférence de l'ordre de 100 à 200 4 - Glass wall according to any one of claims l to 3, characterized in that the adhesive of the joint is an adhesive of the epoxy type components or other, whose Young's modulus is greater than 50 MPa, and is preferably l '' from 100 to 200 MPa.MPa. 5 - Paroi vitrée selon l'une quelconque des revendications l à 3, caractérisée en ce que le module de Young du matériau plastique pultrudé est compris entre 7,5 et 45 GPa, et est de préférence de l'ordre de 25 à 40 GPa. 5 - Glass wall according to any one of claims l to 3, characterized in that the Young's modulus of the pultruded plastic material is between 7.5 and 45 GPa, and is preferably of the order of 25 to 40 GPa . 6 - Paroi vitrée selon l'une quelconque des revendications l à 5, caractérisée en ce que le joint de colle présente une épaisseur d'environ lmm pour une profondeur de l'ordre de il mm, les vitres comportant une épaisseur comprise entre 4 et 12 mm et étant séparées par une lame d'air voisine de 25 mm.  6 - glazed wall according to any one of claims l to 5, characterized in that the adhesive joint has a thickness of about lmm for a depth of the order of il mm, the panes having a thickness of between 4 and 12 mm and being separated by an air gap close to 25 mm.
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