FR3035432A1 - Fenetre comprenant un dispositif d’amortissement acoustique - Google Patents

Fenetre comprenant un dispositif d’amortissement acoustique Download PDF

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Abstract

L'invention concerne Fenêtre, notamment coulissante, obturant une surface (102) ouverte dans une paroi séparant l'intérieur de l'extérieur, et comprenant un ouvrant (120) et un dormant (110), caractérise en ce qu'elle comporte : a. un silencieux acoustique passif comprenant deux lames (130, 330, 340, 140) parallèles et acoustiquement absorbantes, s'étendant dans plan moyen normal à la surface (102) ouverte, l'une étant fixée à l'ouvrant (120) et l'autre étant fixée au dormant (110), le déplacement de l'ouvrant par rapport au dormant créant entre lesdites lames une fente d'une épaisseur (103) égale à l'ouverture de la fenêtre.

Description

1 L'invention concerne une fenêtre comprenant un dispositif d'amortissement acoustique. L'invention appartient au domaine des ouvertures, plus particulièrement, mais non exclusivement celui des fenêtres ou portes-fenêtres utilisées pour fermer les ouvertures pratiquées dans la façade d'un bâtiment.
L'utilisation de fenêtres à vitrages multiples, mises en oeuvre à partir de profilés techniques précis et stables dimensionnellement pour la constitution de l'ouvrant et du dormant de ladite fenêtre, permet d'assurer une étanchéité parfaite desdites fenêtres et un facteur d'isolation phonique élevé lorsque la fenêtre est fermée. Cependant l'ouverture, même selon un entrebâillement modéré de l'ouvrant dégrade de manière importante cette isolation phonique. Ceci est particulièrement désagréable pour des logements ou des bureaux se trouvant dans des rues bruyantes ou à proximité de voies de circulation, particulièrement dans les étages en hauteur où l'effet des murs antibruit est réduit. Ainsi, les occupants de tels locaux ne peuvent ouvrir les fenêtres plus de quelques minutes sans subir de manière intolérable les effets du bruit extérieur. Le document US 2010 02662138 décrit un exemple de contrôle actif du bruit dans un local fermé. Ce type de contrôle actif nécessite l'installation de haut-parleurs dans la pièce et l'optimisation de leur positionnement. Aussi, ce dispositif de l'art antérieur n'est pas adapté pour une utilisation visant le grand public.
L'invention vise à résoudre les insuffisances de l'art antérieur et concerne à cette fin, une fenêtre, notamment coulissante, obturant une surface ouverte dans une paroi séparant l'intérieur de l'extérieur, et comprenant un ouvrant et un dormant, caractérise en ce qu'elle comporte : a. un silencieux acoustique passif comprenant deux lames parallèles acoustiquement absorbantes, s'étendant dans un plan moyen normal à la surface ouverte, l'une étant fixée à l'ouvrant et l'autre étant fixée au dormant, le déplacement de l'ouvrant par rapport au dormant créant entre lesdites lames une fente d'une épaisseur égale à l'ouverture de la fenêtre.
Ainsi la fente créée lors de l'ouverture de la fenêtre réalise un amortisseur acoustique pour le bruit compris dans des fréquences comprises entre 1000 Hz et 5000 Hz environ. Les lames sont adaptées pour être rapportées sur toute fenêtre 3035432 2 existante, plus particulièrement, mais non exclusivement, une fenêtre à ouvrant coulissant. L'invention est avantageusement mise en oeuvre selon les modes de réalisation et les variantes exposés ci-après, lesquels sont à considérer individuellement ou 5 selon toute combinaison techniquement opérante. Avantageusement, les lames sont constituées chacune d'un profilé en U appliqué contre le châssis de l'ouvrant ou du dormant et rempli d'un matériau absorbant acoustique. Ce mode de réalisation est facile de réalisation. La nature du profilé est adaptée à la nature du châssis.
10 Selon un exemple de réalisation, les lames s'étendent de 25 cm selon la direction normale à la surface ouverte. Cette configuration présente un bon compromis entre l'efficacité du dispositif objet de l'invention et son impact esthétique sur la fenêtre. Selon un mode de réalisation avantageux, la fenêtre objet de l'invention 15 comporte : b. un système d'amortissement acoustique actif comprenant : bi. un haut-parleur placé dans une des lames ; bii, un microphone ; biii. un module électronique de contrôle comprenant des moyens 20 pour analyser le signal capté par le microphone et générer un signal émis par le haut-parleur constituant une contre-onde acoustique au signal capté par le microphone. Ainsi le système d'amortissement actif complète le système d'amortissement passif pour les fréquences inférieures à 1000 Hz.
25 Avantageusement le microphone est placé dans la lame liée à l'ouvrant et le haut-parleur est placé dans la lame liée au dormant. Ainsi, le système d'amortissement actif est compris dans les lames de sorte que le dispositif objet de l'invention est adaptable à toute fenêtre existante. Selon des variantes de réalisation, la fenêtre objet de l'invention comprend un 30 haut-parleur fixé à l'ouvrant et tourné vers l'extérieur, ou un haut-parleur lié à l'ouvrant et tourné vers la fente entre des deux lames, ces deux variantes n'étant pas exclusives l'une de l'autre.
3035432 3 Avantageusement la fenêtre objet de l'invention comprend une pluralité de haut-parleurs. Ainsi, l'émission du signal acoustique contraire est optimisée en dirigeant le signal vers les haut-parleurs adaptés en fonction des gammes de fréquences. Aussi, selon un exemple de réalisation de la fenêtre objet de l'invention, une 5 pluralité de haut-parleurs est apte à émettre un signal dans une fréquence inférieure ou égale à 250 Hz et une pluralité de haut-parleurs est apte à émettre un signal acoustique de fréquence supérieure à 250 Hz. Avantageusement, les haut-parleurs destinés aux basses fréquences sont espacés selon un pas de l'ordre d'une 1/2 longueur d'onde de la plus haute 10 fréquence qui leur est dédiée. Ainsi, le nombre de haut-parleurs de gros volume est réduit. L'invention concerne également un procédé pour l'amortissement du bruit extérieur dans un local intérieur comprenant une fenêtre selon l'invention, lequel procédé comprend les étapes consistant à : 15 i. capter le bruit extérieur au moyen d'un microphone ; ii. générer une onde acoustique contraire au signal capté dans la gamme de fréquence comprise entre 80 Hz et 1000 Hz. Ainsi, ce procédé combine l'amortissement passif pour les fréquences élevées et l'amortissement actif pour les basses fréquences, ce qui lui permet d'être efficace 20 sur l'atténuation du bruit extérieur jusqu'à des ouvertures de l'ordre de 10 cm de la fenêtre. L'invention concerne également un ensemble préconstitué, ou kit, comprenant : u. une lame, destinée à être fixée au dormant d'une fenêtre, constituée d'un profilé en U rempli d'un matériau acoustiquement absorbant, et 25 comprenant un haut-parleur et un module électronique de contrôle apte à générer un signal à destination du haut-parleur et des moyens de réception d'un signal ; y. une lame, destinée à être fixée à l'ouvrant d'une fenêtre, constituée d'un profilé en U rempli d'un matériau acoustiquement absorbant et 30 comprenant un microphone et des moyens pour émettre le signal capté par le microphone ; w. des moyens d'alimentation pour raccorder chacune des lames à une 3035432 4 source d'alimentation électrique. Ce kit est adaptable à une fenêtre existante afin d'améliorer ses performances acoustiques lorsque celle-ci est entrebâillée. Avantageusement, les moyens d'émission des signaux du microphone et les 5 moyens de réception du signal du kit objet de l'invention utilisent un réseau sans fil à courte distance. Ainsi l'installation du kit est simplifiée. Avantageusement, la lame destinée à l'ouvrant comprend une batterie et une connexion apte à recharger ladite batterie lorsque ladite lame est au contact de la lame liée au dormant. Ainsi, aucune liaison filaire entre les lames n'est nécessaire.
10 Avantageusement, le kit objet de l'invention comprend : x. des moyens photovoltaïques connectés aux moyens d'alimentation. Ainsi ledit kit fonctionne de manière autonome et ne nécessite pas de raccordement au secteur. L'invention est exposée ci-après selon ses modes de réalisation préférés, 15 nullement limitatifs, et en référence aux figures là 3, dans lesquelles : - la figure 1 représente selon une vie partielle et schématique un exemple de réalisation d'une fenêtre objet de l'invention selon une coupe par unplan horizontal perpendiculaire à la surface ouverte occultée par la fenêtre ; - la figure 2 est une vue de face, côté extérieur de la lame fixée au dormant de 20 la fenêtre objet de l'invention ; - et la figure 3 est une vue schématique de principe, selon la même coupe que la figure 1, d'un kit objet de l'invention. Figure 1, selon un exemple de réalisation, la fenêtre objet de l'invention est une fenêtre coulissante comportant un châssis (110) dormant lié à une façade (101), et 25 un ouvrant (120) supportant un vitrage (121), occultant une surface (102) ouverte dans ladite façade (101). Selon cet exemple de réalisation les montants du dormant (110) et de l'ouvrant (120) sont constitués de profilés d'aluminium à rupture de pont thermique, toutefois, l'invention est adaptable à tout type de menuiserie. De même, l'invention est adaptable à tout type d'ouverture : coulissante, à frappe, à guillotine.
30 Une première lame (130) est fixée au dormant (110) et, selon un exemple de réalisation, cette lame (130) est dissimulée dans le mur (101) constituant la façade. Une seconde lame (140) est fixée à l'ouvrant (120) en vis-à-vis de la première lame 3035432 5 (130), de sorte que lorsque la fenêtre est entrebâillée, lesdites lames (140, 130) délimitent une fente d'une épaisseur (103) égale à cet entrebâillement. Selon cet exemple de réalisation, chaque lame est constituée d'un profilé (131, 141) en U, par exemple un profilé en alliage d'aluminium rempli d'un matériau acoustiquement 5 absorbant, par exemple, un matériau poreux ou fibreux. Selon des exemples de réalisation (non représentés) les surfaces des lames (130, 140) sont couvertes d'un revêtement transparent acoustiquement pour des besoins esthétiques, ou encore, les parois des lames (130, 140) à l'intérieur de la fente sont percées d'une pluralité de trous constituant autant de résonateurs de Helmotz et coopérant avec le matériau 10 (132, 142) acoustiquement absorbant pour amortir certaines bandes de fréquence. Selon un exemple de réalisation, les lames (130, 140) s'étendent normalement à la surface (102) ouverte sur une distance (105) de l'ordre de 25 cm. Selon cet exemple de réalisation, la lame (140) liée à l'ouvrant (120) est d'une épaisseur (104) de l'ordre de 6 cm. La fente créée entre les deux lames (130, 140) réalise un 15 silencieux acoustique, efficace dans la gamme des moyennes fréquences, de 1000 Hz à 5000 Hz, lorsque la fenêtre est entrebâillée selon une ouverture (103) allant jusqu'à 10 cm. Au-delà, l'efficacité décroît rapidement avec l'augmentation de l'ouverture. Afin de traiter les basses fréquences, selon un perfectionnement de la fenêtre 20 objet de l'invention, un dispositif d'amortissement actif est installé dans les lames (130, 140). Ce dispositif comprend au moins un haut-parleur (150) préférentiellement placé dans la lame (130) liée au dormant (110). En effet, cette lame (130) fixe, est avantageusement réalisée selon une épaisseur (106) supérieure à celle de la lame (140) liée à l'ouvrant, pour permettre d'y loger ledit haut-parleur et éventuellement le 25 module électronique de contrôle (non représenté) ou d'autres composants de ce dispositif d'amortissement actif. Selon cet exemple de réalisation, le haut-parleur (150) est tourné vers l'extérieur de la façade. Alternativement, ledit haut-parleur est tourné vers la fente formée par les deux lames (130, 140) lorsque la fenêtre est entrebâillée. Selon cet exemple de réalisation, au moins un microphone (160) est 30 placé dans la lame (140) liée à l'ouvrant. Selon un exemple de mise en oeuvre, ledit microphone (160) est tourné vers la fente ou vers l'extérieur afin de capter le champ acoustique dit primaire, c'est-à-dire régnant à l'extérieur. De manière alternative ou 3035432 6 complémentaire, le champ acoustique primaire est mesuré par des microphones (non représentés) distants de la fenêtre. Le champ acoustique primaire est capté par le microphone (160) et le module électronique (non représenté) génère une onde acoustique contraire permettant 5 d'annuler ce champ primaire. Le signal électrique correspondant est amplifié et envoyé au haut-parleur (150) qui diffuse le champ acoustique secondaire contrant le champ acoustique primaire. Ainsi, le dispositif de contrôle acoustique actif permet de prolonger l'efficacité de la fenêtre objet de l'invention vers les basses fréquences. Selon un exemple de mise en oeuvre, la fenêtre objet de l'invention est dimensionnée 10 de sorte que le dispositif d'amortissement actif est majoritairement efficace dans la bande de fréquences comprise entre 80 Hz et 1000 Hz, alors que le silencieux acoustique passif, formé par la fente entre les lames (130, 140) absorbantes, est majoritairement efficace dans la bande de fréquences comprise entre 1000 Hz et 5000 Hz. La fenêtre objet de l'invention comprend avantageusement un capteur, 15 sous la forme d'un contact (non représenté), permettant de désactiver automatiquement le dispositif d'amortissement actif lorsque ladite fenêtre est fermée. L'ensemble du dispositif actif est avantageusement compris dans les deux lames (130, 140) de sorte que les deux lames ainsi équipées constituent un kit adaptable à un grand nombre de fenêtres existantes.
20 Figure 2, afin de maintenir l'encombrement du dispositif dans les deux lames, le dispositif actif utilise avantageusement une pluralité de haut-parleurs. Selon un exemple de réalisation, un nombre réduit de haut-parleurs (150, 251, 252) de gros volume est utilisé pour l'émission des basses fréquences, par exemple pour les fréquences inférieures à 250 Hz. Ces haut-parleurs sont disposés selon un pas (201) 25 de l'ordre de la 1/2 longueur d'onde de la plus haute fréquence dédiée à ces haut-parleurs, par exemple un pas de 68 cm pour une fréquence de 250 Hz. Une pluralité de haut-parleurs (255) de taille réduite est utilisée pour l'émission des fréquences plus élevées afin de densifier le champ secondaire dans les fréquences supérieures à 250 Hz.
30 Figure 3, selon un exemple de réalisation, afin de rendre un tel kit autonome, le module électronique de contrôle (370), placé dans la lame (330) destinée à être fixée au dormant, est avantageusement alimenté par une batterie (310) laquelle est 3035432 7 chargée par un panneau photovoltaïque (305) placé de manière appropriée, par exemple sur la façade. Le module électronique (370) comprend un port d'entrée (371) apte, selon un exemple de réalisation avantageux, à capter un signal numérique radio à courte distance, par exemple selon l'un des protocoles WIFIO, 5 Bluetooth0 ou ZigBee0. Un module de calcul (372) permet de calculer une onde contraire au signal reçu sur ledit port d'entrée (371). Un module d'amplification (373) permet de générer le signal alimentant le haut-parleur (350) pour générer le champ acoustique secondaire. La lame (340) destinée à être fixée à l'ouvrant, comprend également des moyens d'alimentation électrique, par exemple sous la forme d'une 10 batterie (320). Selon un exemple de réalisation, ladite batterie (320) est chargée par l'intermédiaire de contacts (321) appairés sur les deux lames, de sorte que lorsque les lames (330, 340) de l'ouvrant et du dormant sont en contact, c'est-à-dire lorsque la fenêtre est fermée, ladite batterie (320) est rechargée. Cette batterie (320) alimente un dispositif électronique (380) d'acquisition et de transmission de signal, 15 qui reçoit en entrée, un signal image du champ acoustique primaire capté par le microphone (360) et émet, via un signal radio numérique, les caractéristiques du champ acoustique primaire à destination du module électronique de contrôle (370), ces informations sont alors traitées pour générer le champ acoustique secondaire, atténuant le champ acoustique primaire. Le module électronique de contrôle (370) 20 comporte des moyens de réglage pour adapter la génération champ acoustique secondaire à la configuration de la fenêtre sur lequel le kit est utilisé. Avantageusement ce réglage est réalisé via l'interface radio (371) en utilisant une série d'émissions programmées et de mesures, en pilotant le dispositif par l'intermédiaire d'un terminal informatique. Ainsi, le protocole de réglage est 25 avantageusement programmé pour un réglage automatique sur une application par exemple pour smartphone. La description ci-avant et les exemples de réalisation, montrent que l'invention atteint le but visé, et permet d'obtenir une atténuation du bruit extérieur lorsque la fenêtre est entrebâillée, permettant ainsi à l'utilisateur d'une telle fenêtre de 30 bénéficier d'une aération sans subir les nuisances sonores.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS1. Fenêtre, notamment coulissante, obturant une surface (102) ouverte dans une paroi séparant l'intérieur de l'extérieur, et comprenant un ouvrant (120) et un dormant (110), caractérisée en ce qu'elle comporte : a. un silencieux acoustique passif comprenant deux lames (130, 330, 340, 140) parallèles et acoustiquement absorbantes, s'étendant dans plan moyen normal à la surface (102) ouverte, l'une étant fixée à l'ouvrant (120) et l'autre étant fixée au dormant (110), le déplacement de l'ouvrant par rapport au dormant créant entre lesdites lames une fente d'une épaisseur (103) égale à l'ouverture de la fenêtre.
  2. 2. Fenêtre selon la revendication 1, dans laquelle les lames (130, 140) sont constituées chacune d'un profilé (131, 141) en U appliqué contre le châssis de l'ouvrant ou du dormant et rempli d'un matériau (132, 142) absorbant acoustique.
  3. 3. Fenêtre selon la revendication 1, dans laquelle les lames (130, 140) s'étendent de 25 cm selon la direction normale à la surface (102) ouverte.
  4. 4. Fenêtre selon la revendication 1, comprenant : b. un système d'amortissement acoustique actif comprenant : bi. un haut-parleur (150, 251, 252, 255, 350) placé dans une des lames ; bii, un microphone (160, 360) ; biii. un module électronique (370) de contrôle comprenant des moyens pour analyser le signal capté par le microphone (160, 360) et générer un signal émis par le haut-parleur ledit signal constituant une contre-onde acoustique au signal capté par le microphone (160, 360). 3035432 10
  5. 5. Fenêtre selon la revendication 4, dans lequel le microphone (160, 360) est placé dans la lame (140, 340) liée à l'ouvrant et le haut-parleur est placé dans lame (130, 330) liée au dormant.
  6. 6. Fenêtre selon la revendication 4, comprenant un haut-parleur (150) 5 placé dans la lame liée au dormant et tourné vers l'extérieur.
  7. 7. Fenêtre selon la revendication 4, comprenant un haut-parleur placé dans la lame liée au dormant et tourné vers la lame liée à l'ouvrant
  8. 8. Fenêtre selon la revendication 4, comprenant une pluralité de haut-parleurs (150, 251, 252, 255). 10
  9. 9. Fenêtre selon la revendication 8, comprenant une pluralité de haut- parleurs (150, 251, 252) aptes à émettre un signal dans une fréquence inférieure ou égale à 250 Hz, et une pluralité de haut-parleurs (255) aptes à émettre un signal acoustique de fréquence supérieure à 250 Hz. 15
  10. 10. Fenêtre selon la revendication 9, dans laquelle les haut-parleurs (150, 251, 252) destinés aux basses fréquences sont espacés selon un pas (201) de l'ordre d'une 1/2 longueur d'onde de la plus haute fréquence qui leur est dédiée.
  11. 11. Procédé pour l'amortissement du bruit extérieur dans un local intérieur 20 comprenant une fenêtre selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : i. capter le bruit extérieur au moyen d'un microphone ; ii. générer une onde acoustique contraire au signal capté dans la gamme de fréquences comprises entre 80 Hz et 1000 Hz. 25
  12. 12. Ensemble préconstitué, ou kit, comprenant : u. une lame (330), destinée à être fixée au dormant d'une fenêtre, constituée d'un profilé en U rempli d'un matériau acoustiquement absorbant, et comprenant un haut-parleur et 3035432 11 (350) un module électronique (370) apte à générer un signal à destination du haut-parleur et des moyens (371) de réception d'un signal; y. une lame (340), destinée à être fixée à l'ouvrant d'une fenêtre, 5 constituée d'un profilé en U rempli d'un matériau acoustiquement absorbant et comprenant un microphone(360) et des moyens (380) pour émettre le signal capté par le microphone ; w. des moyens (310, 320, 321) d'alimentation pour raccorder 10 chacune des lames à une source (305) d'alimentation électrique.
  13. 13. Ensemble préconstitué selon la revendication 12, dans lequel les moyens d'émission des signaux du microphone et les moyens de réception du signal utilisent un réseau sans fil à courte distance. 15
  14. 14. Ensemble préconstitué selon la revendication 12, dans lequel la lame (340) destinée à l'ouvrant comprend une batterie (320) et une connexion (121) apte à recharger ladite batterie lorsque ladite lame (340) est au contact de la lame (330) liée au dormant.
  15. 15. Ensemble selon la revendication 12, comprenant : 20 x. des moyens (305) photovoltaïques connectés aux moyens d'alimentation.
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