[0001] L'invention concerne un perfectionnement relatif aux lanterneaux cintrée continue
en forme de voûte filante avec vitrage à parois simples ou multiples pouvant comporter
des parties ouvrantes pour l'aération et l'évacuation des fumées et chaleurs en cas
d'incendie, sinsi que des procédée et des dispositifs correspondants.
[0002] L'évolution de la construction dans les dix dernières années tend vers l'utilisation
croissante de lanterneaux en forme de voute filante au départ d'éléments préfabriqués
en atelier.
[0003] On connaît déjà les éléments de vitrage préfabriquée constituée de feuilles de verre
ou de différente matériaux translucides de synthèse, et la jonction de ces éléments
par de nombreux systèmes réalisée au moyen de profilée spéciaux extrudés en aluminium
avec l'adjonction éventuelle de joints d'étanchéité.
[0004] Dans l'état actuel de la technique, les systèmes les mieux développés sont devenus
très efficaces pour certaines fonctions particulières, mais ne le sont pas correctement
pour toutes les fonctions exigées des lanterneaux par l'évolution des techniques modernes
de la construction.
[0005] C'est ainsi qu'ils sont généralement défaillants dans leur adaptation aux relevés
entourant les ouvertures, dans les différences de dilatation entre les vitrages acryliques
et les structures en aluminium, qui sont en contact direct, et dans les ponts thermiques.
[0006] Il existe des systèmes de fixation de feuilles de vitrage au moyen de couvre-joints
de serrage avec vis ou boulons tendeurs fixés sur les rives, mais ces systèmes n'ont
par résolu correctement ou économiquement le report sur la structure portante du bâtiment
des efforts et sollicitations ainsi demandés aux profilés de rive. Ou bien, ils n'ont
pas résolu correctement les problêmes d'étanchéité du double vitrage qui est de plus
en plus exigé. Ou encore, ils n'exercent pas de pression suffisante sur le vitrage.
[0007] L'on constate aussi que ces systèmes sont liés à des angles fixes et/ou très limités
du cintre par rapport à la sablière, de telle sorte qu'ils ne sont valables que pour
des rayons de cintrage relativement courts. En effet, pour des rayons de cintrage
de plus en plus grands, l'arceau porteur et le couvre-joint tendent vers la parallèle.
Même si l'on sert très fort sur un ensemble quasi horizontal formé d'un arceau porteur
et d'un couvre-joint, on peut à la limite presque toujours soulever le couvre-joint
en son milieu. L'action de serrage de l'élément de vitrage par le couvre-joint n'est
alors plus assuré efficacement par les tendeurs à cause du jeu des dilatations.
[0008] C'est pour cela que ces systèmes exigent un angle d'appui minimum de l'ordre de 30°
et ne peuvent donc pas s'adapter à des angles d'appui de 0° à 20°.
[0009] L'on constate également que ces systèmes sont liés à des arcs d'un maximum de quelques
mètres de développement, car la pression exercée par les tendeurs devient de plus
en plus insuffisante, avec une longueur de plus en plus grande du couvre-joint, l'étanchéité
n'est plus assurée par les tendeurs, et les dépressions d'air peuvent provoquer un
déboîtement du vitrage, à cause de l'incidence des dilatations et de la pression trop
limitée exercée par le couvre-joint sur les éléments de vitrage, pression qui n'est
que le résultat de la composante de la force de traction limitée des tendeurs et de
l'angle d'appui des arceaux porteurs sur les rives.
[0010] Certains systèmes à tendeurs ont essayé de résoudre ces problèmes par l'emboîtement
de plusieurs profilés superposés, créant ainsi des ponts thermiques d'autant plus
importants que ces profilés sont plus lourds, de telle sorte que d'autre problèmes
surgissent dans la partie centrale de la voûte filante, indépendamment du coût trop
élevé dû au poids trop lourd de ces profilés. Car le report sur la construction des
sollicitations demandées aux profilés de rives a été résolu ainsi au moyen de sablières
profilées en aluminium de grande section en largeur et en épaisseur, mais qui sont
beaucoup trop coûteuses.
[0011] D'autres systèmes ont donc économisé sur la largeur de la sablière, mais alors de
nouveaux problèmes surgissent au montage. Car les élévations autour des ouvertures
du bâtiment ont généralement plus de 45 à 50 millimètres d'épaisseur, qui sont le
maximum pratiquement utilisable par ces sablières.
[0012] D'autant plus qu'il faut tenir compte des relevés d'étanchéité, dont les recouvrements
et les angles sont généralement épais. Il faut tenir compte en outre des tolérances
habituelles en génie civil, tolérances qui doivent admettre des écarts de plusieurs
centimètres dans l'alignement des appuis des voûtes filantes de très grandes longueurs.
De telle sorte que les systèmes à sablières étroites ne conviennent pas dans la plupart
des cas et sont limités à des relevés étroits et parfaitement droits sur toute leur
longueur, car ils entraînent des problèmes majeurs de fixation pour rattraper les
différences d'épaisseur des murets et les inégalités des surfaces de pose dans les
recouvrements et les angles. En effet, les vis de fixation ne peuvent pas se mettre
n'importe où sur l'appui et les points d'ancrage sont donc positionnés en fonction
de l'étroitesse de la sablière prévue par ces systèmes, qui nécessitent en conséquence
des fixations nombreuses, parce que trop peu performantes.
[0013] En conclusion, les systèmes valables de couvre-joints tendeurs connus ont besoin
d'une construction lourde due au report sur le bâtiment des sollicitations des éléments
de vitrage et des efforts de traction des tendeurs.
[0014] On considère qu'une vis autotaraudeuse de 60 millimètres développe une force de traction
de plusieurs centaines de kilogrammes. Cette force doit être transmise dans les systèmes
d'accrochage et les sablières pour être reportée sur les appuis du bâtiment.
[0015] Les sytèmes qui ont allégé ces constructions ont des problèmes de fixation sur le
bâtiment, causés par la trop grande étroitesse de leurs sablières.
[0016] D'autres systèmes encore fixent les couvre-joints par vissage dans l'arceau-porteur
à raison de trois à cinq vis par mètre courant. L'aspect pratique de cette solution
est que, pour les voûtes de grandes largeurs, on est obligé sur chantier d'utiliser
des échafaudages pour fixer ces vis dans la partie de la voûte qui est inaccessible
par les côtés. En outre, il arrive fréquemment que l'on défonce et transperce l'arceau
porteur au moment de la fixation des couvre-joints. Cela dépend évidemmment de l'habileté
de l'homme travaillant sur un échafaudage, mais l'expérience montre que même des spécialistes
avertis commettent ces fautes.
[0017] Dans l'ensemble donc, les techniques connues sont défaillantes ou trop coûteuses
et nécessitent une main-d'oeuvre de pose spécialisée importante dont l'activité est
en outre contrariée par les intempéries.
[0018] Le présent perfectionnement a pour but d'obvier aux inconvénients nombreux découverts
par l'expérience dans les systèmes connus, par la création d'un produit entièrement
nouveau dans ses principes, avec des procédés et dispositifs adéquats.
[0019] Les principes nouveaux sont caractérisés par une préfabrication standardisée de série
et la combinaison d'une part, d'une étanchéité périmétrique complète extérieure et
intérieure de chaque élément de vitrage, ainsi que l'étanchéité à l'eau du volume
d'air isolant entre les parois doubles ou multiples du vitrage et, d'autre part, d'un
dispositif dans lequel toutes les forces et tensions travaillent dans des plans verticaux
parallèles rapproches, en ce compris la fixation de la structure sur l'appui du bâtiment,
de manière a rendre impossible la distorsion d'un des éléments constitutifs de la
voûte entièrement conçue dans des principes de légèreté, la tension des couvre-joints
étant effectuée par des vis autotaraudeuses de tension retenues par des crampons logés
aux extrémités des arceaux porteurs et fixés directement sur les sablières par les
mêmes fixations que les arceaux porteurs et les profilés de rive, toutes ces forces
et tensions étant ainsi reportées sur le relevé entourant l'ouverture du bâtiment.
[0020] Selon l'invention, on utilise essentiellement des vitrages en produits de synthèse
et principalement en méthylmétacrylate, ainsi que des structures en profilés extrudés
d'aluminium ou de nouveaux matériaux de synthèse, combinées avec des sablières en
acier galvanisé plié reposant sur les appuis du bâtiment, en se conformant a toutes
les exigences de ces derniers.
[0021] L'originalité du système est donc que les sablières en acier pliées sur mesures sont
réalisées dans un matériau plus économique que le profilé d'aluminium extrudé pour
s'adapter au mieux des nécessités du chantier.
[0022] Les procédés suivant l'invention seront expliqués plus en détail dans les pages suivantes
et sont caractérisés en bref par :
1° la préfabrication en atelier des sablières, des profilés de rive, des arceaux porteurs
équipés de joints d'étanchéité souples, et des couvre-joints étanches, avec prémontage
partiel;
2° le montage en atelier d'éléments de vitrage cintrés à parois simples ou multiples
dont les bords droits sont protégés par des profilés également équipés de joints d'étanchéité
souples;
3° tous ces éléments sont prévus pour s'empiler et se transporter très facilement
sur camion jusqu'à l'endroit de mise en oeuvre;
4° Le montage sur chantier commence par l'assemblage de la structure sur les sablières,
suivie de la pose de ces sablières assemblées avec leur structure sur l'assise prévue
autour de la toiture, ensuite de la fixation de ces sablières dans les relevés, et
enfin de la pose des éléments de vitrage sur les joints d'étanchéité des arceaux porteurs,
avec emboîtement des profilés de rive des vitrages dans les profilés de rive des structures;
5° la fixation de ces éléments de vitrage par des couvre-joints cintrés étanches au
moyen de vis de tension autotaraudeuses retenues par des crampons dans les extrémités
des arceaux porteurs.
[0023] Les dispositifs selon l'invention seront exposés plus en détail dans les pages suivantes
et sont caractérisés en bref en ce que :
1° des crampons sont enchâssés aux extrémités des arceaux porteurs dans les logements
prévus à cet effet, pour retenir des vis de tension;
2° des boulons de fixation transpercent en même temps les arceaux porteurs équipés
de joints d'étanchéité, les crampons de retenue, les profilés de rive équipés de joints
d'étanchéité et la sablière, pour reporter directement sur celle-ci et l'appui du
bâtiment tous les efforts et tensions des lanterneaux;
3° des profilés de rive équipés de joints d'étanchéité enchâssent des éléments de
vitrage et s'emboîtent dans les profilés de rive de la structure pour reporter sur
ceux-ci toutes les sollicitations du vitrage, celui-ci n'ayant de contact avec la
structure que par joints interposés;
4° des joints souples profilés forment le contact et une quadruple barrière d'étanchéité
entre les couvre-joints et les vitrages, ainsi qu'entre les arceaux porteurs et les
vitrages;
5° des couvre-joints équipée de joints d'étanchéité sont profilés pour former un canal
central destiné à cacher au moyen d'un plat enchâssé, les vis de fixation des couvre-joints
sur les arceaux porteurs, et à évacuer les eaux d'infiltration par des rigoles latérales;
6° un étranglement du canal prévu pour visser les fixations du couvre-joint dans l'arceau
porteur est constitué par une surépaisseur des parois de ce canal, dans le but d'éviter
la déformation du couvre-joint et le percement de l'étanchéité de l'arceau porteur;
7° des vis autotaraudeuses sont retenues par des crampons et sont fixées dans des
logements prévus à cet effet dans les extrémités des couvre-joints pour tendre ceux-ci
sur les vitrages et les arceaux porteurs.
[0024] Les avantages esssentiels obtenus grâce au perfectionnement selon l'invention sont
très nombreux. Voici les plus importants :
1° Le principal consiste en une simplification extrême de la construction de lanterneaux
cintrés continus en forme de voûte filante, combinée avec la suppression de tous les
inconvénients de tous les systèmes connus, en même temps que la réalisation de tous
les avantages combinés de tous les systèmes connus, et enrichie de performances nouvelles
et multiples, le tout formant un système nouveau très complet, cependant simplifié
à l'extrême, et devenant ainsi extraordinairement intéressant au point de vue économique,
grâce à une conception entièrement nouvelle du produit, et à de nouveaux procédés
et dispositifs adéquats.
2° Il suffit uniquement de cinq profilés spéciaux en aluminium léger ou en plastique,
pour réaliser complètement la structure d'un lanterneau à double paroi cintré en voûte
filante suivant l'invention, soit :
1) un arceau porteur, combiné avec
2) un crampon de retenue, pour
3) un couvre-joint tendeur, et
4) un profilé de rive de structure, combiné avec
5) un profilé de rive pour vitrages, de section appropriée.
[0025] A ces profilés spéciaux s'ajoutent quelques profilés commerciaux courants et une
sablière large en acier galvanisé plié sur mesures.
[0026] 3° Il suffit d'un seul joint spécial d'étanchéité, profilé de préférence en nloprême,
pour réaliser l'étanchéité des bords cintrés du vitrage, auquel s'ajoutent des joints
et produits commerciaux courants pour compléter l'étanchéité latérale et pour supprimer
les ponts thermiques de la structure et le couple électrolytique formé par la sablière.
[0027] 4° Les rives des éléments de vitrage à parois simples ou multiples sont recouvertes
de profilés de fixation de protection. Les bords cintrés de ces éléments de vitrage
sont entièrement recouverts de joints d'étanchéité souples et profilés. Les parois
multiples sont entièrement étanches entre elles. Les éléments de vitrage sont fixés
par emboîtement des profilés de rive directement dans la structure de la voûte cintrée,
sans nécessiter de fixation supplémentaire.
[0028] 5° Tout contact du vitrage avec la structure portante est supprimé par l'utilisation
de joints d'étanchéité souples profilés. Dans les parties cintrées de la voûte, ceux-ci
comportent quatre barrières à l'infiltration des eaux pluviales ou des neiges fondantes,
et ont aussi pour effet d'éviter les bruits désagréables de craquements causés par
les dilatations différentes des profilés de la structure portante et des éléments
du vitrage.
[0029] 6' Les arceaux porteurs sont fixés par des boulons directement sur les sablières,
Par les mêmes opérations de forage et de boulonnage, on fixa égalament an même temps
et tout à la fois les profilée de rives et aussi les crampons de retenue des vis de
tension des couvre-joints.
[0030] 7' Les angles d'appui des arceaux sur les sablières sont variable sans contrainte
de 0° à 90°, permettant ainsi n'importe quel angle de cintrage, en même temps que
des parties de voûtes verticales et d'autres horizontales.
[0031] 8° Les sablières sont plus larges, et cependant plus économiques, en acier galvanisé
plié. Elles sont exactement adaptées à la largeur des appuis entourant l'ouverture,
y compris les étanchéités extérieures et la décoration intérieure, permettant ainsi
avec aisance des fixations aussi solides que possible de ces sablières quasi dans
l'axe des arceaux porteurs, au centre des murs d'appui, quelle que soit l'épaisseur
de ceux-ci, s'adaptant parfaitement à toutes les exigences, sans nécessiter de pièces
complémentaires.
[0032] 9° Contrairement à tous les systèmes connus, les fixations dans l'appui de la toiture
reprennent directement tous les efforts aux endroits les plus solides des matériaux
constituants, c'est-à-dire l'angle ou le bord extérieur de la sablière et le profilé
de rive.
[0033] La difficulté technique d'exécuter un forage direct dans le pli d'une sablière en
acier galvanisé est rendue possible et réalisable par l'assemblage préalable du crampon
enchâssé dans l'arceau porteur et placé dans le profilé de rive, ces éléments superposés
constituant une épaisseur d'aluminium de plus d'un centimètre qui sert de guide à
la mèche, ce qui permet de forer tout ensemble l'aluminium et l'acier en une seule
opération.
[0034] On réalise ainsi un assemblage complet en une opération unique de fixation de tous
les éléments constitutifs de la structure aux endroits essentiels de stabilité et
de résistance.
[0035] 10° Les éléments de vitrage sont fixés sur les arceaux porteurs au moyen de vis de
tension des couvre-joints, complétées par des vis de serrage logées dans le canal
central des couvre-joints et localisées vers la partie médiane des arceaux porteurs.
Des rigoles d'écoulement sont aussi prévues dans les couvre-joints autour des points
de perforation de ces vis de serrage.
[0036] 11° Un dispositif d'étranglement automatique, constitué de deux ergots arrondis situés
à quelque cinq millimètres du fond de la rainure de fixation des arceaux porteurs,
empêche de visser trop profondément dans ceux-ci les vis de fixation médiane des couvre-joints,
de façon à éviter de légères déformations de ces couvre-joints au moment du serrage.
[0037] 12° Des échafaudages sont nécessaires dans les systèmes connus pour la fixation des
couvre-joints dans la partie médiane des arceaux porteurs de grande dimension. Ils
sont supprimés par les dispositifs suivant l'invention, qui ne prévoit de vis de fixation
que dans les parties des couvre-joints accessibles latéralement.
[0038] 13° Des recouvrements encastrés cachent et protègent les vis de serrage des couvre-joints
sur les arceaux porteurs, permettant l'utilisation de visserie standard pour fixer
des couvre-joints de couleur.
[0039] 14° Les forces de tension des couvre-joints sont directement reportées dans des plans
verticaux, parallèles et rapprochés sur les arceaux porteurs et directement aussi
sur les sablières reportant directement ces forces sur les appuis de la construction.
[0040] 15° Des crampons, protégée par des recouvrements esthétiques, transmettent directement
les efforts de tension des profilée de rive et des couvre-joints dans les arceaux
porteurs et simultanément aussi dans les sablières.
[0041] 16° Des profilée de rive de structure s'appliquent directement sur les sablières
tout autour de l'ouverture, avec un pont thermique pratiquement nul. Ces profilée
de rive permettent un alignement automatique et parfait au moyen de l'emboîtement
de deux goupilles à chaque jonction, ces goupilles jouant également le rôle d'axes
de charnières pour les parties ouvrantes dont les efforts et sollicitations sont directement
repris aux points forte de la structure en même temps que directement reportée sur
l'appui du bâtiment. Dans leur partie inférieure, ces profilée de rive constituent
aussi une rigole de libre écoulement des eaux d'infiltration et de condensation tout
au long de ces profilée.
[0042] Afin de mieux comprendre l'invention, on la décrit maintenant de manière exemplative
par rapport à un dessin dans lequel :
La figure 1 est une vue schématique d'une extrémité d'un profil arceau porteur 1 dans
lequel deux crampons 2 ont été enchâssés dans des logements 3 prévus autour de la
partie centrale du profilé 1, dans laquelle un cylindre inférieur 4 est prévu pour
visser une vis de tension 10 et une cavité supérieure 5 étranglée en 6 est également
prévue pour y fixer des vis de serrage 13, tandis que les mortaises 7 sont prévues
pour fixer les tenons des joints d'étanchéité (fig.7) et les trous oblongs 8 sont
prévus dans les crampons 2 pour retenir les vis de fixation sous tension des couvre-joints
profilés.
La figure 2 représente schématiquement l'étape suivante de la construction par une
coupe AA' sur la figure 1 d'un arceau porteur 1 précintré et de crampons 2 à l'endroit
de leur fixation dans le profilé de rive inférieur 9 au moyen de vis 10 taraudées
dans l'ouverture 4 de l'arceau porteur 1.
[0043] L'ensemble ainsi constitué est posé sur le pli extérieur 11 d'une sablière large
12 et l'ensemble, constitué par l'arceau porteur 1, le crampon 2, la rive 9 et la
sablière 12 est transpercée en 13 en une seule opération pour y placer le boulon 14
avec un écrou 15 permettant le transport de cet ensemble sans la sablière 12 préperforée
en atelier en 13.
[0044] Sur chantier, cet ensemble est d'abord préassemblé sur la sablière 12 avec l'écrou
16, et la structure complète est fixée en 17 sur l'élévation 18 entourant l'ouverture
du bâtiment.
[0045] Par ailleurs, on remarquera dans cette réalisation de la figure 2 que l'ergot 19
en combinaison avec l'élément cylindrique 20 constitue une sorte de U renversé venant
s'appuyer sur le pli extérieur 11 de la sablière 12 pour former un angle bien précis
21 et un logement pour un joint d'étanchéité et d'isolation 35. Cet angle 21, tel
qu'il apparaît sur le dessin de la figure 2, peut être calculé exactement en fonction
du rayon de cintrage et faire l'objet d'un gabarit qui permettra de répéter très facilement
avec précision les opérations de forage et de montage des arceaux suivants.
[0046] Pour obtenir un alignement parfait des longueurs successives des profilés de rive
de structure 9, on utilisera des chevilles qui seront logées dans les parties cylindriques
20 et 22 du profilé de rive 9.
[0047] La figure 3 représente schématiquement l'étape suivante de la construction par une
coupe entre deux arceaux de la partie extérieure du lanterneau.
[0048] Suivant le dessin, un vitrage double est composé d'une feuille extérieure 23 et d'une
feuille intérieure 24 moins épaisse réunies avec interposition d'écarteurs étanches
25 laissant un volume d'air isolant 26 entre les deux feuilles 23 et 24 du vitrage.
[0049] Un profilé de rive supérieur 27 vient alors enserrer les bords rectilignes du vitrage,
avec interposition de joints d'étanchéité profilés de section ronde 28 et 29, et de
cales 30 pour former des unités de vitrage préfabriquées en atelier et dénommées "cassettes"
dans notre jargon professionnel. On peut facilement transporter ces "cassettes" sur
leur chant cintre et les monter sur la toiture. Ensuite, pour les poser sur la structure
construite suivant la figure 2, l'on déposera l'ergot 31 du profilé de rive supérieur
27 sur le bord supérieur 32 du profilé de rive inférieur 9, de telle sorte que l'ergot
33 du profilé de rive supérieur 27 vienne s'encastrer dans la rainure et se bloquer
avec l'ergot 34 du profilé de rive inférieur 9. L'on remarquera sur cette figure que
le pli 11 de la sablière 12 peut former avec le profilé de rive inférieur 9, toute
une gamme d'angles s'étalant pratiquement de 0° à 90°, avec interposition d'un joint
35 entre les ergots 19 et 20 formant un logement en forme de U (62), constituant ainsi
une sorte de rotule.
[0050] La figure 4 est une coupe d'un arceau porteur à l'endroit d'une vis de fixation médiane.
Elle explique schématiquement l'opération suivante de la construction de la voûte
cintrée. On remarquera les feuilles 36 et 37 des "cassettes" qui sont posées sur les
joints d'étanchéité 38 et 39 de l'arceau porteur 1.
[0051] Le lanterneau sera rendu totalement étanche par la fixation du couvre-joint 40 garni
de ses joints d'étanchéité 41 et 42. Des vis de tension (49) retenues dans les trous
oblongs 8 des crampons 2 seront vissées dans les parties cylindriques 43 et 44 du
couvre-joint 40, de telle sorte que celui-ci va se trouver sous tension, écrasant
les ailes des joints d'étanchéité 38, 39, 41 et 42. La fixation des couvre-joints
de plus de deux mètres sera avantageusement renforcée par une ou plusieurs vis de
serrage supplémentaires 45 taraudeuses dans la cavité 5 de l'arceau porteur 1. On
remarquera le dispositif nouveau réalisé par l'étranglement constitué par les ergots
arrondis 6 des parois intérieures du canal 5.
[0052] Les surépaisseurs 6 constituées ainsi dans la rainure 5 de fixation des vis de serrage
45 ont pour effet de freiner la pénétration de ces vis et de commander l'arrêt du
vissage pour éviter de serrer trop fort le couvre-joint 40 et de provoquer des déformations
de ce profilé aux endroits des fixations. Sans l'étranglement 6, des vis trop longues
perforeraient le fond de la rainure 5 et détruiraient l'étanchéité sans obtenir le
serrage.
[0053] La profondeur de vissage étant toujours égale, on peut déterminer exactement la longueur
des vis nécessaires. L'étranglement 6 est donc destiné à signaler automatiquement
à l'installateur que le boulon 45 est arrivé à la profondeur nécessaire et suffisante
par la résistance nouvelle 6 apportée dans l'opération de serrage. Cet étranglement
6 permet de préserver ainsi l'étanchéité de l'arceau porteur en cet endroit.
[0054] Enfin, un plat de finition 46 sera enchâssé au-dessus des boulons 45 pour obturer
le canal central 47.
[0055] La figure 5 représente schématiquement une coupe du lanterneau en BB' suivant la
figure 1, à l'endroit de fixation 13 du boulon 14 sur le bord de la sablière 12.
[0056] On remarquera que le boulon 14 serre directement le crampon 2 et l'arceau porteur
1 sur le profilé de rive inférieur 9 au moyen d'un premier écrou 15. Cet ensemble
est serré sur le bord 48 de la sablière 12 au moyen de l'écrou 16 transmettant ainsi
directement à la sablière 12 tous les efforts et toutes les sollicitations du lanterneau
repris par la vis 49 mettant sous tension le couvre-joint 40 recouvrant la "cassette",
dont le dessin du profilé de rive 27 est une variante de la figure 3. L'on remarquera
la pièce 50 en forme de L ou de Z d'une largeur légèrement supérieure à celle de l'arceau
porteur 1. Elle constitue la pièce de finition entre les profilés de rive supérieurs
27 des "cassetttes" adjacentes et est interposée entre le boulon 49 et les crampons
2.
[0057] La figure 6 est une vue en perspective du profilé couvre-joint 40. On remarquera
le canal central 47 dont le fond est convexe, ainsi que les ouvertures cylindriques
51 et 52 pour la fixation des vis de tension 49, de même que les mortaises 53 et 54
pour la fixation du tenon 55.
[0058] La figure 7 et une vue en perspective du joint d'étanchéité 56. On remarquera sa
partie centrale arrondie (56), les ailes latérales 58 et 59, et la grande aile 60.
Elles constituent ensemble quatre barrières d'étanchéité sur la surface du vitrage.
On remarquera aussi le grande aile de recouvrement 61 du couvre-joints (40) ainsi
que les canaux d'écoulement latéraux 62 et 63 et les rainures complémentaires 64 et
65 qui doivent permettre au joint 56 de suivre correctement les mouvements de dilatation
et de contraction du vitrage.
[0059] La grande aile 60 protège les autres parties 57, 58 et 59 du joint 56 de l'action
des rayons ultra-violets.
[0060] Elle correspond aussi à la surface recouverte dans les dispositifs existants par
le dépôt de poussières accumulées dans les cas où le vitrage est approximativement
horizontal et que le couvre-joint constitue une barrière à l'écoulement des eaux pluviales.
[0061] La grande aile 60 recouvre donc cette surface et permet l'évacuation aisée des poussières,
dont elle évite l'accumulation (revoir la figure 4). Elle procure aussi une surface
de contact de six millimètres qui est nécessaire pour obtenir un véritable joint d'étanchéité
hydraulique.
[0062] La partie centrale arrondie 57 poeut résister a des hautes pressions.
[0063] Les deux ailes latérales 58 et 59 assurent l'équilibre et la stabilité du profilé
56.
[0064] La grande aile 61 sert à recouvrir la partie du couvre-joint 40 qui peut être éventuellement
abîmée par les opérations de cintrage.
[0065] La figure 8 est une vue en perspective du profile de rive inférieur de structure
9.
[0066] On remarquera l'ergot 34 de retenue du profilé de rive supérieur des "cassettes et
les parties cylindriques 20 et 22 destinées à recevoir les chevilles d'alignement.
[0067] La partie cylindrique 22 peut également servir de logement aux axes de charnières
pour les parties ouvrantes de lanterneaux.
[0068] D'autre part, l'erfot 19 forme avec la partie cylindrique 20, un logement 62 en U
inversé pour un joint d'étanchéité autocollant (35 sur la figure 3) fixé dans le fond
de ce logement 62 et placé entre les écrous (15).
[0069] Les trois premières figures du dessin permettent de comprendre les opérations de
préparation en atelier.
[0070] Pour la fabrication des strctures, on positionne d'abord des sablières 12 sur des
trétaux, au moyen de gabarits correspondant exactement à la largeur de l'ouverture
en toiture.
[0071] L'on a cintré d'autre part des arceaux porteurs 1 que l'on garnit de joints 56 dans
les mortaises 7.
[0072] Chaque arceau 1 est alors équipé de quatre crampons 2 qui seront enchâssés dans les
extrémités des arceaux, ces crampons 2 étant préforés en 8 de trous oblongs pour les
vis de tension 49.
[0073] Des profilés de rive 9 préalablement équipés de joints 35 dans le logement en U 62
sont positionnés provisoirement, avec l'aide de calibres, sur les bords extérieurs
des sablières.
[0074] Ensuite, toujours avec l'aide de calibres et d'étalons de mesures, les arceaux 1
préparés comme ci-dessus sont fixés dans les profilés de rive 9 avec des vis autotaraudeuses
10. Enfin l'opération d'assemblage va pouvoir se réaliser en une seule perforation
3 suivant la figure 2.
[0075] Des boulons 14 sont ainsi fixés dans chaque crampon 2 et la première structure correspondant
à une longueur de profilé de rive 9, de par exemple 6 m., sera assemblée sur les sablières
12 au moyen des boulons 14 et des écrous 16, avec interposition du joint 35.
[0076] Les longueurs suivantes de profilés de rive 9 sont également transpercées par la
même opération avec les crampons 2, les arceaux 1 et les sablières 12, mais les ensembles
suivants 9 + 2 + 1 sont boulonnés sans sablière 12, avec des écrous 15 permettant
ainsi la superposition des longueursde structures préassemblées, correspondant aux
longueurs de profilés de rive 9, dans les extrémités des arceaux 1, les crampons 2
permettant un empilage très facile tant pour le stockage et les manutentions que pour
le transport.
[0077] Il va de soi que pour des transports importants et à longue distance, il y a avantage
à préforer tous les éléments de la structure, sablières comprises en une même opération,
comme expliqué ci-avant, mais sans rien assembler par les vis 10, ni les boulons 14.
Dans ce cas, les sablières, les rives, les arceaux porteurs et les couvre-joints sont
liés en bottes pour le transport et les manutentions jusqu'à l'endroit de la pose
sur l'ouverture.
[0078] Par ailleurs, pourla fabrication des "cassettes", les premiers éléments de structure
déjà fixés sur les sablières 12 serviront de gabarits de montage sur lesquels une
première feuille 29 sera positionnée et cintrée à froid. Des profilés écarteurs précintrés
25c et équipés de joints autocollants seront posés le long des bords cintrés de cette
feuille, de même que des écarteurs droits 25d seront posés le long des borda droits
des rives.
[0079] La feuille supérieure de vitrage 23 sera ensuite positionnée et cintrée à froid sur
les écarteurs 25 et enfin des profilée de rive 27, prééquipée de leurs joints ronds
28 et 29 seront fixés le long des bords droits de l'élément de vitrage cintré, des
calles en néoprème 30 plaçées à l'intérieur de ces profilés de rive 9 permettant leur
positionnement correct par rapport au bord des feuilles de vitrage, ainsi que l'on
peut le voir aisément sur la figure 3.
[0080] Il va de soi que le U du profilé 27 tel qu'il apparaît sur la figure 3 peut prendre
diverses formes et sections appropriées aux différentes compositions possibles de
vitrage à parois simples ou multiples. On remarquera d'ailleurs la forme différente
du U du profilé 27 de la figure 5.
[0081] Pour le transport et le stockage, les éléments de vitrage cintrés seront poste sur
leur chant cintré (25c).
[0082] Enfin, les couvre-joints 40 sont préparés et garnis de leurs joints d'étanchéité
41 et 42.
[0083] Tous ces éléments seront alors apportés à pied d'oeuvre sur la toiture le long de
l'ouverture à couvrir.
[0084] La construction de la voûte cintrée commence par le montage complet des éléments
de la structure, par longueur de profilés de rive 9, sur les sablières.
[0085] Ensuite, ces structures prémontées avec leurs sablières sont positionnées correctement
sur leurs assises tout autour de l'ouverture du bâtiment, des goupilles d'alignement
étant placées entre les longueurs successives des profilés 9 dans les parties cylindriques
20 et 22.
[0086] Les sablières sont alors fixées sur les murets d'appui.
[0087] Les éléments de vitrage seront ensuite posés sur les arceaux 1 suivant les figures
3 et 4 du dessin. Les couvre-joints 40 seront ensuite tendus au moyen des vis, suivant
la figure 5, avec interposition des pièces 50, en L ou en Z, pour le recouvrement
décoratif des extrémités des arceaux porteurs 1. Si nécessaire, des vis 45 seront
vissées au travers des couvre-joints 40 dans les arceaux porteurs 1 vers la partie
médiane de la voûte. Enfin, des plats de recouvrement 46 des vis 45 seront enchâssés
dans les couvre-joints 40.
[0088] La construction des tympans voûtés se fait avec les mêmes profilés 1, 2, 9, 25, 27,
40 et 50. Le profil de rive 9 est fixé verticalement sur le bord extérieur de la sablière
12. Le vitrage du tympan est garni du profilé de rive 27 qui s'emboîte dans le profilé
de rive 9, dans sa partie inférieure, tandis que dans sa partie supérieure, un profilé
en U est cintré et recouvert du joint 56.
[0089] De même, les parties ouvrantes sont construites avec les mêmes profilés de rives
9 et les axes des charnières sont logés dans les parties cylindriques 22 des profilés
de rive 9 adjacentesaux parties ouvrantes.
[0090] Les autres éléments des parties ouvrantes sont réalisés ensuite facilement par des
procédés connus.
[0091] Il est évident que l'emploi de profilés extrudés en matériaux de synthèse ne pose
pas de problème dans leur combinaison avec les sablières en acier. Par contre, la
combinaison d'un profilé en aluminium extrudé, avec une sablière en acier dur forme
un couple électrolytique donnant une différence de potentiel de l'ordre de quelque
30 millivolts. Cette différence monte à 335 millivolts pour le zinc (Zn).
[0092] Les métaux alliés d'aluminium et d'acier ont des couples électrochimiques variables
suivant les métaux en présence dans ces alliages.
[0093] La sablière en acier électro-zingué ne peut donc en aucun cas être en contact direct
avec les profilés en aluminium. Différents procédés connus parmi lesquels l'emploi
de joints, de rubans adhésifs et/ou de peintures antigalvaniques seront donc utilisés,
pour éviter ce phénomène de corrosion qui est favorisé par l'action de l'humidité.
[0094] Le perfectionnement a été décrit ci-avant et illustré à titre d'exemples nullement
limitatifs, et il va de soi que de nombreuses modifications peuvent êtres apportées
à sa réalisation sans s'écarter de son esprit.
1. Lanterneau cintré en forme de voûte filante caractérisé en ce qu'il est d'abord
constitué premièrement d'une structure préfabriquée composée de sablières reposant
sur les rehausses entourant une ouverture en toiture, de profilés de rives reposant
sur le pli ou le bord extérieur de ces sablières, de profilés arceaux porteurs et
de crampons enfoncés dans les extrémités de ces arceaux porteurs, secondement, de
vitrages simples ou multiples reposant sur les joints d'étanchéité des arceaux porteurs
et garnis de profilés de rive s'emboîtant dans les profilés de . rive reposant sur
les sablières, et troisièment de profilés couvre-joints de serrage garnis de joints
d'étanchéité et tendus sur les vitrages au moyen de vis de retenues par les crampons
fixés dans les arceaux porteurs, la voûte ainsi constituée pouvant comporter des parties
ouvrantes pour l'aération constituées des mêmes profilés et de chevilles enchâssées
dans ces profilés et formant axes de charnières, et pouvant être complétée à ses extrémités
par des tympans constitués également des mêmes profilés, lanterneau caractérisé ensuite
en ce que tous les efforts et tensions sont repris dans la fixation des boulons localisés
dans le bord ou l'angle extérieur de la sablière et transperçant à la fois la sablière,
le profilé de rive inférieur, l'arceau porteur et le crampon de retenue des vis de
tension du couvre-joints de serrage, et enfin, en ce que tous les vitrages sont garnis
de joints d'étanchéité profilés périmétriques tant à l'intérieur qu'à l'extérieur
du lanterneau pour réaliser une étanchéité complète du vitrage.
2. Procédé selon la revendication 1 suivant lequel l'on préfabriqué en atelier des
vitrages cintrés simples ou multiples caractérisés en ce que leurs rives droites sont
garnies de profilés équipés de joints d'étanchéité profilés souples extérieurs et
intérieurs.
3. Procédé de construction d'un lanterneau cintre en forme de voûte filante suivant
lequel l'on préfabrique en atelier d'une part une structure et d'autre part des vitrages
cintrés ainsi que les couvre-joints de serrage de ces vitrages, la méthode de construction
de la structure étant caractérisée par la fixation de crampons dans des logements
aux extrémités des arceaux porteurs pré-cintrés, ensuite par la perforation en une
seule opération à la fois de l'arceau porteur, du crampon enchâssé dans celui-ci,
du profilé de rive dans lequel l'arceau porteur a été posé et de la sablière, sur
le pli ou le bord extérieur de celle-ci, et enfin la fixation simultanée de tous ces
éléments constituant la structure par un simple boulonnage solidarisant tous ces éléments
en une seule opération.
4. Procédé de construction de lanterneau en forme de vodte filante caractérisé d'abord
en ce que l'on fixe d'abord les sablières et les structures sur les élévations entourant
l'ouverture en toiture, ensuite l'on pose les vitrages en accrochant les profilés
de rive bordant ces vitrages dans les profilés de rive de la structure, et enfin l'on
pose des couvre-joints pré-cintrés et pré-garnis de joints d'étanchéité profilés souples
sur les bords cintrés de deux éléments de vitrage contigus, procédé caractérisé ensuite
et surtout en ce que ces couvre-joints sont tendus par des vis retenues d'une part
par des crampons enchâssés aux extrémités des arceaux porteurs et engagés d'autre
part dans des logements situés aux extrémités des arceaux de serrage faisant également
fonction de couvre-joints, ces profilés de serrage pouvant être également fixés par
des vis directement sur les arceaux porteurs en divers endroits de leur longueur dans
une cavité prévue à cet effet.
5. Dispositif pour lanterneaux cintrés suivant lequel un boulon transperce à la fois
un arceau porteur, un crampon enchâssé dans cet arceau, un profilé de rive perpendiculaire
à l'extrémité de cet arceau et le bord extérieur d'une sablières, un joint d'étanchéité
étant posé entre le bord de la sablière et le profilé de rive dans un logement spécialement
prévu à cet effet, ce logement permettant la fixation de l'arceau sur la sablière
dans un angle d'inclinaison correspondant exactement au cintre de l'arceau et pouvant
varier de 0° à 90°.
6. Dispositif pour lanterneaux cintrés suivant lequel un profilé de rive schématiquement
en forme de L est caractérisé en ce qu'il comporte :
1° à son extrémité supérieure, une rainure constituant mortaise destinée à accrocher
un tenon garnissant l'extérieur d'un élément de vitrage cintré,
2° ensuite, contiguë à son angle, une partie cylindrique ouverte destinée à l'introduction
d'une cheville permettant un alignement parfait des longueurs successives de profilés,
en même temps que, en complément, l'utilisation du même dispositif dans lequel la
cheville fait fonction d'axe de charnière pour une partie ouvrante du lanterneau,
la partie correspondante du profilé de rive faisant alors partie du chassis ouvrant
du lanterneau,et
3° à son extrémité opposée, une section partiellement cylindrique permettant également
l'introduction d'une cheville destinée à un alignement parfait des longueurs successives
de profilés, et enfin,
4° un ergot situé à environ deux centimètres de cette section partiellemnt cylindrique
de manière à constituer, en combinaison avec celle-ci, à la fois un logement pour
un joint d'étanchéité et une sorte de U renversé venant s'appuyer sur le pli ou le
bord extérieur d'une sablière de manière à pouvoir boulonner ce profilé de rive sur
ce pli ou ce bord de la sablière.
7. Dispositif pour lanterneaux cintrés suivant lequel un arceau porteur est caractérisé
en ce que sa section comporte tout à la fois :
1° dans sa partie centrale inférieure, un logement cylindrique ouvert permettant la
fixation d'une vis autotaraudeuse de traction,
2° des logements latéraux rectangulaires pour enchâsser des crampons,
3° aux extrémités latérales supérieures, des mortaises pour recevoir les tenons de
joints d'étanchéité, et
4° dans sa partie centrale supérieure, un canal profond en forme de U destiné à recevoir
des vis taraudeuses pour la fixation d'un couvre-joints, ce canal étant caractérisé
dans sa partie inférieure par un étranglement partiel de la section du U, pour empêcher
la déformation du couvre-joints et la perforation du premier logement cylindrique
ouvert.
8. Dispositif pour lanterneaux cintrés suivant lequel un couvre-joints ayant pour
fonction de relier de manière étanche deux parties de vitrage contiguës est constitué
d'un profilé caractérisé en ce qu'il comporte :
1° dans sa partie centrale, un canal, dont le fond est convexe, destiné à recevoir
les têtes des vis de serrage du couvre-joint, ainsi que
2° deux rainures, dans la partie supérieure de ce canal central, permettant l'encastrement
d'une latte de recouvrement des vis, obturant ce canal;
3° latéralement aux parois supérieures du canal, deux logements partiellement cylindriques
destinés à recevoir chacun des vis de tension aux extrémités du couvre-joints;
4° parallèlement à ces canaux cylindriques, des mortaises destinées à recevoir les
tenons des joints d'étanchéité.
9. Dispositif pour lanterneaux cintrés suivant lequel les joints d'étanchéité garnissant
les profilés arceaux porteurs et les profilés couvre-joints sont caractérisés en ce
qu'ils comportent :
1° une partie centrale de forme arrondie exerçant une pression directe sur le vitrage;
2° deux ailes courbes s'équilibrant latéralement, à droite et à gauche de la partie
centrale et s'écrasant contre le vitrage pour compléter l'étanchéité du lanterneau;
3° dans sa partie opposée au vitrage, un tenon destiné à fixer le joint dans sa cavité
correspondante des profilée arceaux porteurs ou couvre-joints;
4° latéralement à ce tenon, de part et d'autre, un canal et des rainures parallèles
pour faciliter les mouvements du joint contre le vitrage tout en maintenant un contact
permanent et continu avec le vitrage;
5° du côté extérieur qui est en contact avec les intempéries, une grande aile supplémentaire
courbe plus importante que les deux premières, venant également s'écraser contre le
vitrage sur une surface de contact d'environ 6 mm constituant ainsi une quatrième
barrière d'étanchéité;
6° enfin, cette grande aile s'équilibre par une autre grande aile opposée venant recouvrir
le bord du profilé couvre-joints.
10. Lanterneaux cintrés, procédés et dispositfs en substance tels que décrits ci-avant
et représentés schématiquement aux dessins annexés.