FR3117520A1 - Vitrage acoustiquement isolant - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un vitrage comprenant au moins deux parois vitrées (1) formant entre elles une cavité, dans lequel la cavité comprend un matériau absorbant poreux (2) ayant une porosité supérieure ou égale à 0,7 et une résistivité au passage de l’air de 5 000 à 150 000 N.s.m-4. Figure pour l’abrégé : figure 1.
Description
Domaine de l’invention
La présente invention concerne un vitrage, notamment de bâtiment, avec des propriétés d’isolation acoustique.
Arrière-plan technique
Les doubles vitrages constitués de deux vitres séparées par une cavité remplie de gaz, typiquement de l’air, sont classiquement utilisés dans les fenêtres et façades de bâtiments pour leurs performances d’isolation thermique et acoustique.
Cependant, l’isolation acoustique de tels doubles vitrages peut s’avérer insuffisante, en particulier lorsque des contraintes de légèreté et de compacité doivent être respectées.
Différentes solutions ont été développées pour améliorer l’isolation acoustique.
Le document US 2010/0300800 décrit des vitrages acoustiques, en particulier des vitrages de cockpit d’avion, comprenant une première plaque de verre séparé d’une deuxième plaque de verre intermédiaire par une couche de PVB (poly(butyral de vinyle)) acoustique, la deuxième plaque de verre étant séparée d’une troisième plaque de verre par une couche de PVB standard ou de polyuréthane.
Le document US 2005/0136198 concerne un double vitrage comprenant deux vitres de verre et, entre les deux vitres, un insert en nid d’abeille à cellules ouvertes en polycarbonate.
Le document US 4,016,324 concerne des allèges en verre comprenant une feuille de verre recouverte, sur un de ses côtés, d’un film métallique, lui-même recouvert d’une structure barrière comprenant un revêtement de peinture, un deuxième revêtement de peinture et une couche en tissu de mousseline de coton. Un panneau d’isolation en résine et fibres de verre, recouvert d’une feuille d’aluminium est adhéré à cette structure barrière.
Le document WO 00/75473 décrit un double vitrage comprenant un guide d’onde disposé dans la périphérie de la cavité, le long d’au moins un côté du vitrage, ce guide d’onde étant constitué d’au moins un profilé rectiligne pourvu d’une cloison transversale.
Il existe un réel besoin de fournir un vitrage, adapté à un usage dans un bâtiment, présentant des performances d’isolation acoustique améliorées, tout en restant relativement léger et compact.
L’invention concerne en premier lieu un vitrage comprenant au moins deux parois vitrées formant entre elles une cavité, dans lequel la cavité comprend un matériau absorbant poreux ayant une porosité supérieure ou égale à 0,7 et une résistivité au passage de l’air de 5 000 à 150 000 N.s.m-4.
Dans des modes de réalisation, le matériau absorbant poreux est choisi dans le groupe constitué des laines minérales, des fibreux textiles, des mousses polymères et des combinaisons de ceux-ci.
Dans des modes de réalisation, le matériau absorbant poreux comprend, ou consiste en, une laine minérale choisi dans le groupe constitué de la laine de verre, de la laine de roche et de combinaisons de celle-ci.
Dans des modes de réalisation, le matériau absorbant poreux comprend, ou consiste en, un textile fibreux choisi dans le groupe constitué des textiles en fibres de coton, de lin, de chanvre, de coco, de polyester et/ou de cellulose, et des combinaisons de ceux-ci.
Dans des modes de réalisation, le matériau absorbant poreux comprend, ou consiste en, une mousse polymère choisie dans le groupe constitué des mousses de mélanine, des mousses de polyuréthane, des mousses de polyéthylène, et des combinaisons de celles-ci.
Dans des modes de réalisation, le matériau absorbant poreux a une porosité de 0,7 à 0,99, de préférence une porosité supérieure ou à égale 0,9.
Dans des modes de réalisation, le matériau absorbant poreux a une résistivité au passage de l’air de 20 000 à 100 000 N.s.m-4.
Dans des modes de réalisation, le volume de matériau absorbant poreux vaut de 1 à 100 % du volume de la cavité.
Dans des modes de réalisation, le volume de matériau absorbant poreux vaut de 15 à 50 % du volume de la cavité.
Dans des modes de réalisation, les deux parois vitrées comprennent chacune une face intérieure faisant face à la cavité et une face extérieure opposée à la face intérieure, la face intérieure et/ou la face extérieure d’au moins une paroi vitrée, de préférence sa face intérieure, étant au moins en partie recouverte d’un émail et/ou d’une peinture.
Dans des modes de réalisation, la surface de la face de l’au moins une paroi vitrée qui est recouverte par l’émail et/ou la peinture comprend au moins la surface sur laquelle s’étend le matériau absorbant poreux.
Dans des modes de réalisation, la cavité comprend en outre au moins un résonateur.
Dans des modes de réalisation, le vitrage est un vitrage de bâtiment, tel qu’un vitrage de façade de bâtiment ou un vitrage intérieur.
La présente invention permet de répondre au besoin exprimé ci-dessus. Elle fournit plus particulièrement un vitrage permettant une meilleure isolation acoustique, tout en pouvant être relativement léger et compact. Le vitrage peut également présenter des performances thermiques améliorée et peut permettre, lorsqu’il est utilisé dans une façade de bâtiment, de réduire, voire d’éliminer, les ponts thermiques.
Cela est accompli grâce à la présence, entre deux parois vitrées, d’un matériau absorbant poreux ayant une porosité et une résistivité au passage de l’air spécifiques. Un tel matériau permet d’absorber au moins une partie de l’énergie sonore dans la cavité formée par les deux parois vitrées, ce qui permet de diminuer la transmission du son au travers du vitrage. Il peut également permettre d’améliorer la résistance thermique du vitrage.
Selon certains modes de réalisation particuliers, l’invention présente également l’avantage de fournir un panneau, en particulier pour façade de bâtiment, «deux-en-un», c’est-à-dire comprenant à la fois une partie «fenêtre» et une partie «allège», permettant ainsi une installation plus simple sur la façade du bâtiment. En outre, dans ces modes de réalisation, ce vitrage «deux-en-un» permet d’améliorer les propriétés d’isolation acoustique tout en conservant une partie transparente faisant office de fenêtre.
Brève description des figures
Description détaillée
L’invention est maintenant décrite plus en détail et de façon non limitative dans la description qui suit.
L’invention concerne un vitrage comprenant au moins deux parois vitrées. De manière avantageuse, les parois vitrées sont parallèles ou essentiellement parallèles entre elles.
Dans des modes de réalisation, le vitrage selon l’invention peut comprendre exactement deux parois vitrées (il est alors appelé «double vitrage»), ou exactement trois parois vitrées (il est alors appelé «triple vitrage»), ou au moins trois parois vitrées.
Au sens de la présente invention, une «paroi vitrée» désigne toute structure comprenant (ou consistant en) au moins une feuille de verre ou un ensemble vitré. Par «ensemble vitré» on entend un élément vitré multicouche dont au moins une couche est une feuille de verre. Ainsi, les parois vitrées peuvent par exemple indépendamment comprendre une feuille de verre simple ou bien un ensemble vitré, par exemple constitué d’un vitrage feuilleté (comme décrit plus en détail ci-dessous).
La feuille de verre peut être en verre organique ou minéral. Elle peut être en verre trempé.
Les parois vitrées (ou une des parois vitrées) peuvent comprendre (ou consister en) un ensemble vitré comprenant au moins une feuille en verre qui peut être telle que décrite ci-dessus. L’ensemble vitré est de préférence un vitrage feuilleté. Par «vitrage feuilleté», on entend au moins deux feuilles de verre entre lesquelles est inséré au moins un film intercalaire généralement en matière plastique viscoélastique. Le film intercalaire en matière plastique viscoélastique peut comprendre une ou plusieurs couches d’un polymère viscoélastique tel que le poly(butyral de vinyle) (PVB) ou un copolymère éthylène-acétate de vinyle (EVA), plus préférentiellement le PVB. Le film intercalaire peut-être en PVB standard ou en PVB acoustique (tel que le PVB acoustique mono-couche ou tri-couche). Le PVB acoustique est généralement constitué de trois couches : deux couches externes en PVB standard et une couche interne en PVB additionné de plastifiant de façon à la rendre moins rigide que les couches externes. L’utilisation de parois vitrées comprenant un vitrage feuilleté permet d’améliorer l’isolation acoustique du vitrage, l’isolation acoustique étant encore augmentée lorsque le film intercalaire est en PVB acoustique.
Chaque paroi vitrée comporte deux faces principales opposées l’une à l’autre correspondant aux faces de la paroi vitrée ayant les plus grandes superficies. De manière avantageuse, les parois vitrées ont indépendamment une épaisseur (entre leurs deux faces principales) supérieure ou égale à 1,6 mm, par exemple une épaisseur de 1,6 à 24 mm, de préférence de 2 à 12 mm, plus préférentiellement de 4 à 10 mm, par exemple 4 ou 6 mm. Les parois vitrées du vitrage selon l’invention peuvent toutes avoir la même épaisseur ou avoir des épaisseurs différentes. Plus les parois vitrées ont une épaisseur importante et/ou une densité élevée, plus l’isolation acoustique sera grande.
De manière préférée, toutes les parois vitrées du vitrage ont une hauteur et une largeur identiques. Le vitrage selon l’invention peut avoir toute forme possible, et a de préférence une forme quadrilatérale, en particulier une forme rectangulaire ou essentiellement rectangulaire. Alternativement, le vitrage peut avoir une forme circulaire, ou essentiellement circulaire, ou une forme elliptique, ou essentiellement elliptique, ou une forme trapézoïdale ou essentiellement trapézoïdale.
Les parois vitrées définissent entre elles une cavité. Au sens de la présente invention, la cavité est définie comme étant le volume compris entre deux parois vitrées. Chacune des parois vitrées définissant la cavité comprend une face intérieure correspondant à la face principale de la paroi vitrée faisant face à la cavité en question et une face extérieure correspondant à la deuxième face principale de la paroi vitrée, c’est-à-dire correspondant à la face principale de la paroi vitrée opposée à la face faisant face à la cavité.
De préférence, le vitrage comprend un dispositif d’espacement, permettant de fixer la longueur de l’espacement entre les parois vitrées. La longueur de cet espacement (c’est-à-dire l’épaisseur de la cavité entre les parois vitrées) peut valoir de 6 à 30 mm, de préférence de 10 à 20 mm, par exemple 16 mm. De manière avantageuse, le dispositif d’espacement est positionné dans la cavité, plus particulièrement dans une zone périphérique. Il peut par exemple être un intercalaire sous forme de cadre, en particulier un cadre composé d’un seul intercalaire plié aux coins ou composé de plusieurs (par exemple quatre) sections d’intercalaire assemblées entre elles pour former le cadre. De préférence, le dispositif d’espacement est en matériau métallique, tel qu’en aluminium et/ou acier inoxydable, et/ou en matériau polymère, tel qu’en polyéthylène, polycarbonate, polypropylène, polystyrène, polybutadiène, polyisobutylène, polyester, polyuréthane, polyméthacrylate de méthyle, polyacrylate, polyamide, polyéthylène téréphtalate, polybutylène téréphtalate, acrylonitrile, butadiène styrène, acrylonitrile styrène acrylate, copolymère styrène-acrylonitrile, ou une combinaison de ceux-ci, éventuellement renforcé par des fibres de verre.
De préférence, les parois vitrées sont fixées au dispositif d’espacement. De manière plus préférée, les parois vitrées sont attachées au dispositif d’espacement par collage, par exemple par une colle à base de polyisobutylène (PIB).
Un joint d’étanchéité peut également être présent, de préférence disposé sur la face externe du dispositif d’espacement (c’est-à-dire la face du dispositif d’espacement la plus proche du bord des parois vitrées), plus préférentiellement le joint d’étanchéité s’étend de cette face jusqu’au bord des parois vitrées. Ce joint d’étanchéité peut être effectué avec un mastic (dit «mastic de scellement») à base de polyuréthane, polysulfure et/ou silicone.
Dans le vitrage selon l’invention, la cavité comprend un matériau absorbant poreux. Par «matériau absorbant poreux» au sens de la présente invention, on entend tout matériau caractérisé par une porosité supérieure ou égale à 0,7 et une résistivité au passage de l’air valant de 5 000 à 150 000 N.s.m-4. La porosité du matériau peut être mesurée à l’aide d’un porosimètre, selon la méthode de saturation de fluide, par intrusion de mercure. La résistivité au passage de l’air peut être mesurée selon la norme NF EN ISO 9053-1.
Le matériau absorbant poreux peut avoir une porosité supérieure ou égale à 0,75, ou supérieure ou égale à 0,8, ou supérieure ou égale à 0,85, ou supérieure ou égale à 0,9, ou supérieure ou égale à 0,95, par exemple une porosité de 0,7 à 0,75, ou de 0,75 à 0,8, ou de 0,8 à 0,85, ou de 0,85 à 0,90, ou de 0,90 à 0,95, ou de 0,95 à 0,99. De manière particulièrement préférée, le matériau absorbant poreux a une porosité de 0,7 à 0,99, et plus préférentiellement supérieure ou égale à 0,9.La résistivité au passage de l’air du matériau absorbant poreux peut valoir de 5 000 à 10 000 N.s.m-4, ou de 10 000 à 20 000 N.s.m-4, ou de 20 000 à 40 000 N.s.m-4, ou de 40 000 à 60 000 N.s.m-4, ou de 60 000 à 80 000 N.s.m-4, ou de 80 000 à 100 000 N.s.m-4, ou de 100 000 à 120 000 N.s.m-4, ou de 120 000 à 140 000 N.s.m-4, ou de 140 000 à 150 000 N.s.m-4. De manière préférée, le matériau absorbant poreux présente une résistivité au passage de l’air qui vaut de 20 000 à 100 000 N.s.m-4.
Le matériau absorbant poreux comprend avantageusement un matériau choisi dans le groupe constitué des laines minérales, des fibreux textiles, des mousses polymères et des combinaisons de ceux-ci, de préférence le matériau absorbant est choisi dans le groupe défini ci-dessus.
Comme exemples de laine minérale en tant que matériau absorbant poreux selon la présente invention, on peut citer la laine de verre, la laine de roche ou une combinaison de celles-ci.
Comme fibreux textiles adaptés à la présente invention, on peut citer, par exemple, les textiles en fibres de coton, de lin, de chanvre, de coco, de polyester, de cellulose, ou en une combinaison de celles-ci.
Les mousses de polymère peuvent être choisies dans le groupe constitué des mousses de mélanine, des mousses de polyuréthane, des mousses de polyéthylène et de combinaisons de celles-ci.
Le matériau absorbant poreux peut remplir la totalité de la cavité (ou la totalité de la cavité excepté l’espace déjà occupé par les éventuels dispositif d’espacement et joint d’étanchéité) ou seulement une partie de cette cavité. En particulier, le volume du matériau absorbant poreux peut représenter de 1 à 100 % du volume de la cavité. Dans des modes de réalisation avantageux, le volume du matériau absorbant poreux vaut de 15 à 50 % du volume de la cavité, tel que de 20 à 40 % du volume de la cavité. En particulier, le volume du matériau absorbant poreux peut valoir de 1 à 5 %, ou de 5 à 10 %, ou de 10 à 15 %, ou de 15 à 20 %, ou de 20 à 25 %, ou de 25 à 30 %, ou de 30 à 35 %, ou de 35 à 40 %, ou de 40 à 45 %, ou de 45 à 50 %, ou de 50 à 55 %, ou de 55 à 60%, ou de 60 à 65 %, ou de 65 à 70%, ou de 70 à 75%, ou de 75 à 80 %, ou de 80 à 85 %, ou de 85 à 90 %, ou de 90 à 95 %, ou de 95 à 100 %, du volume de la cavité.
De préférence, lorsque la cavité n’est pas entièrement remplie par le matériau absorbant poreux, la cavité comprend en outre un gaz. Dans des modes de réalisation, la cavité peut consister en le matériau absorbant poreux et le gaz (et éventuellement le dispositif d’espacement et/ou le joint d’étanchéité). Le gaz peut être l’air et/ou l’argon, et/ou le krypton et/ou le xénon. L’utilisation d’argon, de krypton ou de xénon, en plus ou en remplacement de l’air, permet d’améliorer l’isolation thermique du vitrage.
Lorsque le vitrage est dans son lieu d’utilisation, lorsque la cavité n’est pas entièrement remplie par le matériau absorbant poreux, le matériau absorbant poreux est de préférence situé dans une partie inférieure de la cavité.
Le vitrage selon l’invention peut être totalement opaque, mais de préférence, il comprend au moins une partie transparente. De préférence, la partie transparente du vitrage correspond à une partie du vitrage dans laquelle la cavité comprend un gaz, la partie opaque comprenant au moins la partie de la cavité comprenant le matériau absorbant poreux. Une, ou plusieurs, des parois vitrées peut être teintée dans l’épaisseur sur une partie de sa surface, de préférence sur la partie de sa surface définissant la partie de la cavité comprenant le matériau absorbant poreux. De manière préférée, une, ou plusieurs, des parois vitrées peut être en partie recouverte d’un revêtement opaque, par exemple, une peinture et/ou un émail. Le revêtement opaque peut être présent sur la face intérieure de la paroi vitrée, ou sur sa face supérieure, ou sur les deux faces, de préférence il revêt la face intérieure de la paroi vitrée. De préférence encore, une seule des parois vitrées du vitrage est recouverte d’un revêtement opaque. Cette paroi vitrée est avantageusement la paroi vitrée destinée à être la paroi vitrée la plus externe du vitrage lorsque celui-ci est utilisé dans une façade de bâtiment.
De manière particulièrement avantageuse, au moins une partie, de préférence la totalité, de la partie de la cavité comprenant le matériau absorbant poreux est cachée par l’apposition d’un revêtement opaque (par exemple un émail et/ou une peinture) sur au moins une des parois vitrées. Ainsi, avantageusement, au moins une des parois vitrées est revêtue d’un revêtement opaque (par exemple d’un émail et/ou d’une peinture) sur une surface comprenant au moins la surface sur laquelle s’étend le matériau absorbant poreux dans la cavité, de préférence sur une surface égale ou essentiellement égale à la surface sur laquelle s’étend le matériau absorbant poreux dans la cavité. La surface de la paroi vitrée recouverte d’un revêtement opaque (par exemple un émail et/ou une peinture) peut représenter de 1 à 100 % de la surface totale de la paroi vitrée, plus préférentiellement de 15 à 50 %, tel que de 20 à 40 % de la surface totale de la paroi vitrée, par exemple 1 à 5 %, ou de 5 à 10 %, ou de 10 à 15 %, ou de 15 à 20 %, ou de 20 à 25 %, ou de 25 à 30 %, ou de 30 à 35 %, ou de 35 à 40 %, ou de 40 à 45 %, ou de 45 à 50 %, ou de 50 à 55 %, ou de 55 à 60%, ou de 60 à 65 %, ou de 65 à 70%, ou de 70 à 75%, ou de 75 à 80 %, ou de 80 à 85 %, ou de 85 à 90 %, ou de 90 à 95 %, ou de 95 à 100 %, de la surface totale de la paroi vitrée. L’apposition d’un revêtement opaque (par exemple d’un émail ou d’une peinture) de manière à rendre non visible, par un observateur se trouvant au moins d’un côté du vitrage, la partie de la cavité comprenant le matériau absorbant poreux permet d’obtenir un vitrage plus esthétique.
Lorsque seule une partie de la cavité comprend le matériau absorbant poreux et qu’au moins une des parois vitrées est en partie recouverte d’un revêtement opaque (par exemple un émail et/ou une peinture) de manière à cacher la partie de la cavité comprenant le matériau absorbant poreux, le vitrage présente l’avantage de former un panneau «deux-en-un» comprenant à la fois une partie en tant qu’allège (destinée de préférence à être la partie inférieure du vitrage), correspondant à la partie du vitrage recouverte du revêtement opaque (par exemple de l’émail et/ou de la peinture), et une partie en tant que fenêtre (destinée de préférence à être la partie supérieure du vitrage), correspondant à la partie restante du vitrage, cette partie étant de préférence transparente. Par rapport à l’utilisation de deux éléments distincts (une allège et un vitrage de fenêtre) pour la fabrication par exemple d’un mur rideau, l’utilisation d’un unique panneau «deux-en-un» permet une installation plus facile de la façade. De plus, la partie «allège» du vitrage selon l’invention, généralement opaque, est mise à profit pour y intégrer des solutions pour améliorer l’isolation acoustique de tout le vitrage tout en conservant une partie transparente dans le vitrage pouvant faire office de fenêtre.
Dans des modes de réalisation, les parois vitrées du vitrage, ou au moins une des parois vitrées, peuvent avoir subi un traitement pour améliorer l’isolation thermique du vitrage. En particulier, la ou les parois vitrées peuvent comprendre une (ou plusieurs) couche(s) isolante(s) telle qu’une couche isolante à base de métal et/ou d’oxyde métallique, sur une ou plusieurs de leurs faces principales, de préférence sur la face intérieure. Lorsque la paroi vitrée est également recouverte d’un revêtement opaque (tel qu’un émail et/ou une peinture), on utilise de préférence une couche isolante compatible avec le revêtement opaque. Alternativement, la couche isolante et le revêtement opaque peuvent être disposés sur des faces différentes de la paroi vitrée (par exemple, la couche isolante peut être sur la face intérieure et le revêtement opaque sur la face extérieure). Encore alternativement, lorsqu’au moins une des parois vitrées est un ensemble vitré, la couche isolante peut être intercalée dans l’ensemble vitré, par exemple entre une couche de PVB et une feuille de verre.
Afin d’améliorer l’esthétique du vitrage, alternativement à l’utilisation d’un revêtement opaque camouflant la partie de la cavité comprenant le matériau absorbant poreux, un tissu, par exemple un tissu de couleur ou un tissu imprimé, peut recouvrir le matériau absorbant poreux, dans la cavité, sur au moins une de ses faces
Le vitrage peut comprendre une couche de textile poreux, par exemple de couleur noire, à l’interface, dans la cavité, entre le matériau absorbant poreux et le reste de la cavité. Cela permet également d’améliorer l’esthétique du vitrage en cachant le matériau absorbant poreux présent dans la cavité.
Le vitrage selon l’invention peut en outre comprendre, dans la cavité formée par les au moins deux parois vitrées du vitrage, un ou plusieurs résonateurs. La présence de résonateurs peut permettre d’améliorer encore plus l’isolation acoustique du vitrage, notamment dans les basses fréquences. Le vitrage peut comprendre au moins 2, ou au moins 3, ou au moins 5, ou au moins 10 résonateurs. Plus le nombre de résonateurs sera élevé, meilleure sera l’isolation acoustique.
Le ou les résonateurs peuvent être de tout type. A titre d’exemple, le ou les résonateurs peuvent être des résonateurs de type tube cylindrique fermé-ouvert, des résonateurs de type tube cylindrique ouvert-ouvert, des résonateurs de Helmholtz, des résonateurs de type tube à section rectangulaire ou carrée (fermé-ouvert ou ouvert-ouvert), ou une combinaison de ceux-là. De manière plus préférée, le ou les résonateurs sont des tubes fermé-ouverts (cylindriques ou à section rectangulaire ou carrée). De manière avantageuse, lorsque plusieurs résonateurs sont présents, ils sont parallèles ou essentiellement parallèles entre eux. De préférence encore, les résonateurs sont orientés verticalement dans la cavité dans le vitrage orienté tel qu’il est destiné à être utilisé.
De manière avantageuse, la longueur des résonateurs (correspondant à la hauteur du cylindre lorsque le résonateur est un tube) est inférieure à celle du vitrage (la longueur du vitrage désignant la dimension du vitrage selon la même direction que la longueur du résonateur). Les résonateurs ont de préférence une de leurs extrémités fermée, en appui contre une surface du vitrage, par exemple contre le dispositif d’espacement. Alternativement, une des extrémités des résonateur peut être au niveau d’un bord du vitrage, alignée avec ce dernier (c’est-à-dire que l’extrémité du résonateur et le bord du vitrage sont dans un même plan orthogonal à la direction de la longueur du résonateur), cette extrémité étant destinée à être fermée par appui contre une surface extérieure au vitrage lorsque le vitrage est installé dans son lieu d’utilisation. La seconde extrémité du résonateur est de préférence laissée ouverte sur la cavité.
Lorsque plusieurs résonateurs sont présents, ils peuvent être identiques ou différents les uns des autres. Le dimensionnement des résonateurs peut être choisi en fonction de la fréquence à laquelle on souhaite qu’ils résonnent. Par exemple, dans le cas d’un résonateur de type tube fermé-ouvert, la relation entre sa fréquence de résonance fnau mode n et sa longueur peut être estimée par la formule :
fn=
dans laquellecest la vitesse de l’air en m/s,Lest la longueur du résonateur en m etnest le numéro du mode.
De manière avantageuse, au moins un des résonateurs peut être tel qu’il résonne à la fréquence dite de «masse/ressort/masse» du vitrage. La fréquence de masse/ressort/masse correspond à la fréquence de résonnance du vitrage et est située dans les basses fréquences. Dans le cas des doubles vitrages classiques constitués de deux parois vitrées séparées par une lame de gaz, on observe autour de cette fréquence une diminution de la perte de transmission du son, en raison de la présence de variations importantes de pression dans la cavité de gaz à cette fréquence. La présence dans le vitrage selon l’invention de résonateurs configurés pour résonner à une fréquence proche de la fréquence de masse/ressort/masse du vitrage permet d’augmenter la perte de transmission du son aux fréquences proches de la fréquence de masse/ressort/masse du vitrage mais également aux fréquences supérieures à la fréquence de masse/ressort/masse.
La fréquence de masse/ressort/masse fmsmdu vitrage peut être déterminée par la formule suivante :
dans laquelle ρ0est la densité de l’air en kg/m3, c0est la vitesse du son dans la cavité d’air en m/s, d est l’épaisseur de la cavité d’air entre les deux parois vitrées en m et ms1et ms2sont respectivement les masses par unité de surface de la première et de la deuxième paroi vitrée en kg/m2.
Le ou les résonateurs peuvent être (indépendamment) transparents ou opaques. Le ou les résonateurs peuvent comprendre un ou être en matériau polymère, tel que le polyméthacrylate de méthyle, le poly(chlorure de vinyle) (PVC), le poly(téréphtalate d'éthylène) (PET) et/ou le polyuréthane, en matériau métallique, ferreux ou non ferreux, ou en une combinaison de ceux-ci. De préférence, le ou les matériaux du résonateur et son dimensionnement sont choisis de manière à limiter sa masse et donc l’augmentation de la masse totale du vitrage.
Dans des modes de réalisation particuliers, la longueur des résonateurs est égale ou sensiblement égale à la hauteur de la partie de la cavité qui comprend le matériau absorbant poreux. De manière alternative, la longueur des résonateurs peut être inférieure ou supérieure à la hauteur de la partie de la cavité qui comprend le matériau absorbant poreux.
Dans des modes de réalisation avantageux, le vitrage selon l’invention peut présenter une isolation acoustique (déterminée par exemple par une mesure de l’indice d'affaiblissement acoustique, notamment selon la norme ISO 10140) plus élevée qu’un vitrage identique mais comprenant de l’air dans la cavité entre les parois vitrées sur une gamme de fréquences allant de 200 Hz à 5000 Hz, de préférence de 100 Hz à 5 000 Hz, de préférence encore de 50 Hz à 20 000 Hz.
Le vitrage selon l’invention peut être utilisé dans toute application utilisant des vitrages. En particulier, le vitrage selon l’invention peut être un vitrage de bâtiment. Le vitrage peut être destiné à faire l’interface entre l’extérieur et l’intérieur du bâtiment, et peut par exemple être un vitrage de façade. Par exemple, le vitrage selon l’invention peut être utilisé dans un mur rideau. Alternativement, le vitrage peut être destiné à être placé à l’intérieur du bâtiment.
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un vitrage tel que décrit ci-dessus comprenant :
- la fourniture d’au moins deux parois vitrées ;
- la disposition des deux parois vitrées de sorte à former une cavité entre elles ;
- optionnellement, la fixation des deux parois vitrées sur un dispositif d’espacement ;
- l’introduction d’un matériau absorbant poreux dans la cavité.
Le procédé de fabrication peut également comprendre une étape de dépôt d’un revêtement opaque, tel qu’un émail et/ou une peinture, sur au moins une des parois vitrées, de préférence sur la face intérieure d’une des parois vitrées. Cette étape est avantageusement effectuée avant l’étape de disposition des deux parois vitrées de sorte à former une cavité entre elles.
L’exemple suivant illustre l'invention sans la limiter.
Un vitrage selon l’invention a été fabriqué et est montré en . Ce vitrage comprend deux parois vitrées 1 de verre monolithique non trempé non feuilleté, ayant chacune les dimensions suivantes : 1480 mm de longueur, 1230 mm de largeur et 6 mm d’épaisseur. Les deux parois vitrées 1 sont disposées de manière à former entre elles une cavité de 16 mm d’épaisseur. Un panneau de laine de verre 2, vendue par Isover sous le nom commercial Domisol LV, de longueur 500 mm, de largeur 1200 mm et d’épaisseur 15 mm, a été inséré dans la partie inférieure de la cavité entre les deux parois vitrées 1 (le bord inférieur et les bords latéraux du panneau de laine de verre 2 étant alignés avec respectivement le bord inférieur et les bords latéraux des parois vitrées 1). La laine de verre introduite dans la cavité a une porosité de 0,95, mesurée selon à l’aide d’un porosimètre (méthode de saturation de fluide), et une résistivité au passage de l’air de 55 000 N.s.m-4, mesurée selon la norme ISO 9053. Le panneau de laine de verre 2 remplit environ un tiers de la cavité, le reste de la cavité comprenant de l’air.
Un double vitrage comparatif de type 6(16)6 a également été fabriqué. Ce vitrage comparatif diffère du vitrage selon l’invention uniquement en ce qu’il ne comprend pas de panneau de laine de verre, la totalité de la cavité étant remplie avec de l’air.
Le spectre de l’indice d'affaiblissement acoustique (R) des deux vitrages a été mesuré en fonction de la fréquence, selon le protocole de mesure défini par la norme ISO 10140.
Les résultats sont montrés en .
On constate que la présence de laine minérale permet une amélioration des performances acoustiques du vitrage, en particulier pour les fréquences supérieures à 100 Hz. On observe ainsi une augmentation des indices acoustiques Rwet RA,tr, déterminés selon la norme ISO 717-1, pouvant atteindre 4 décibels pour le vitrage comprenant la laine de verre par rapport au vitrage comparatif.
Claims (13)
- Vitrage comprenant au moins deux parois vitrées (1) formant entre elles une cavité, dans lequel la cavité comprend un matériau absorbant poreux (2) ayant une porosité supérieure ou égale à 0,7 et une résistivité au passage de l’air de 5 000 à 150 000 N.s.m-4.
- Vitrage selon la revendication 1, dans lequel le matériau absorbant poreux (2) est choisi dans le groupe constitué des laines minérales, des fibreux textiles, des mousses polymères et des combinaisons de ceux-ci.
- Vitrage selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le matériau absorbant poreux (2) comprend, ou consiste en, une laine minérale choisie dans le groupe constitué de la laine de verre, de la laine de roche et de combinaisons de celle-ci.
- Vitrage selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le matériau absorbant poreux comprend, ou consiste en, un textile fibreux choisi dans le groupe constitué des textiles en fibres de coton, de lin, de chanvre, de coco, de polyester et/ou de cellulose, et des combinaisons de ceux-ci.
- Vitrage selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le matériau absorbant poreux comprend, ou consiste en, une mousse polymère choisie dans le groupe constitué des mousses de mélanine, des mousses de polyuréthane, des mousses de polyéthylène, et des combinaisons de celles-ci.
- Vitrage selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le matériau absorbant poreux (2) a une porosité de 0,7 à 0,99, de préférence une porosité supérieure ou à égale 0,9.
- Vitrage selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel le matériau absorbant poreux (2) a une résistivité au passage de l’air de 20 000 à 100 000 N.s.m-4.
- Vitrage selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel le volume de matériau absorbant poreux (2) vaut de 1 à 100 % du volume de la cavité.
- Vitrage selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel le volume de matériau absorbant poreux (2) vaut de 15 à 50 % du volume de la cavité.
- Vitrage selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel les deux parois vitrées (1) comprennent chacune une face intérieure faisant face à la cavité et une face extérieure opposée à la face intérieure, la face intérieure et/ou la face extérieure d’au moins une paroi vitrée (1), de préférence sa face intérieure, étant au moins en partie recouverte d’un émail et/ou d’une peinture.
- Vitrage selon la revendication 10, dans lequel la surface de la face de l’au moins une paroi vitrée (1) qui est recouverte par l’émail et/ou la peinture comprend au moins la surface sur laquelle s’étend le matériau absorbant poreux (2).
- Vitrage selon l’une des revendications 1 à 11, dans lequel la cavité comprend en outre au moins un résonateur.
- Vitrage selon l’une des revendications 1 à 12, étant un vitrage de bâtiment, tel qu’un vitrage de façade de bâtiment ou un vitrage intérieur.
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