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WO 2005/075784 PCT/FR2004/003229
VITRAGE MULTIPLE A PROPRIETES
s D'ISOLATION ACOUSTIQUE ET THERMIQUE
io La présente invention concerne un vitrage multiple de protection acoustique
monté dans une fenêtre comprenant un premier panneau de verre feuilleté et au
moins un second panneau de verre simple, parallèle au premier panneau et
séparé de celui-ci par une lame de gaz, les feuilles de verre du panneau
feuilleté
étant réunies par au moins un film plastique. De tels vitrages sont en général
is destinés à équiper des bâtiments de manière à diminuer à l'intérieur, la
perception
des bruits extérieurs, et à assurer une protection thermique.
Depuis plusieurs années, dans de nombreux pays, l'utilisation de vitrages
isolants thermiques s'est généralisée. Le plus souvent, ils sont constitués de
deux
verres de même épaisseur, généralement comprise entre 2,5 et 4 mm, séparés
2o par une lame de gaz de 6 à 16 mm et collés à leur périphérie à l'aide de
mastics
variés et éventuellement de profilés métalliques. Pendant la période de
chauffage,
de tels vitrages améliorent le confort des locaux d'habitation, de travail et
de loisir
et diminuent sensiblement les déperditions thermiques. Sur le plan de
l'isolement
acoustique, un vitrage comprenant un verre de 4 mm, une lame de gaz de 12 mm
2s et un verre de 10 mm constitue une référence appropriée.
En vue de répondre à certaines exigences d'isolation thermique ou
d'insonorisation, il a déjà été proposé d'autres types de vitrages, que sont
les
vitrages multiples et feuilletés. Cependant, ces derniers posent des problèmes
de
poids et de volume par rapport aux fenêtres dans lesquels ils sont intégrés.
En
3o particulier, de tels vitrages sont réalisés avec des panneaux de verre
simple qui
présentent généralement des épaisseurs supérieures à 8 mm, et des panneaux
de verre feuilleté usuellement employés qui sont généralement constitués de
feuilles de verre d'épaisseur minimum de 4 mm. Aussi on obtient des vitrages
multiples très encombrants et présentant un poids supérieur à la moyenne, et
en
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particulier supérieur au poids d'un vitrage isolant de référence, tel que cité
plus
haut.
L'invention a donc pour but de fournir un vitrage pour assurer une
protection thermique et acoustique aussi performante qu'un vitrage isolant de
s référence ou qu'un vitrage multiple et feuilleté, sans présenter un poids
aussi
élevé.
Le vitrage multiple selon l'invention, est caractérisé en ce que les deux
feuilles de verre du panneau de verre feuilleté présentent chacune une
épaisseur
comprise entre 1,5 et 2,5 mm, et le panneau de verre simple présente une
io épaisseur comprise entre 3 et 5 mm, et que le poids du vitrage est
inférieur à au
moins 30 % du poids d'un vitrage isolant qui comprend au moins deux feuilles
de
verre simple séparées par une lame de gaz présentant la même épaisseur que
celle du vitrage multiple, l'écart entre l'indice d'affaiblissement acoustique
pondéré
RW du vitrage multiple et l'indice d'affaiblissement acoustique pondéré RW
dudit
is vitrage isolant avec deux feuilles de verre simple, n'excédant pas plus de
3 dB.
On notera que dans toute la description, les valeurs numériques données
pour les épaisseurs de verre sont considérées avec une incertitude à 5% près.
De préférence, le poids du vitrage multiple est inférieur d'au moins 40% du
poids du vitrage isolant avec deux feuilles de verre simple.
2o Avantageusement, l'écart entre l'indice d'affaiblissement acoustique
pondéré RW du vitrage multiple et l'indice d'affaiblissement acoustique
pondéré RW
dudit vitrage isolant avec deux feuilles de verre simple, n'excède pas plus de
2 dB,
les indices pouvant même être équivalents.
Selon une caractéristique, les lames de gaz ont une épaisseur comprise
Zs entre 6 et 20 mm, et de préférence de 12 mm.
Selon une autre caractéristique, le film plastique du panneau de verre
feuilleté a une épaisseur égale ou supérieure à 0,38 mm.
Avantageusement, ce film plastique est un film donnant des propriétés
d'isolement acoustique améliorées.
3o On nomme film à propriétés d'isolement acoustique améliorées, un film
remplissant les critères tels que définis dans les brevets EP-B1-0 100 701 ou
EP-
B1-0 844 075, en particulier pour apporter une bonne protection acoustique
contre
les bruits routiers ou solidiens.
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Dans le brevet EP-B1-0 100 701, le film est choisi tel qu'un barreau de
9 cm de longueur et de 3 cm de largeur, constitué d'un verre feuilleté
comprenant
deux feuilles de verre de 4 mm, d'épaisseur réunies par une couche de 2 mm de
ce film, ait une fréquence critique qui diffère au plus de 35 % de celle d'un
barreau
s de verre ayant la méme longueur, la même largeur et 4 mm d'épaisseur.
Dans le brevet EP-B1-0 844 075, le film intercalaire est retenu lorsqu'il
possède un facteur de perte tans supérieur à 0,6 et un module de cisaillement
G'
inférieure à 2.10' N/cm2, dans un domaine de température compris entre 10 et
60°C, dans un domaine de fréquence compris entre 50 et 10 000 Hz.
io Ou bien, on préférera appliquer pour choisir un film à propriétés
d'isolement acoustique améliorées les critères de sélection du brevet EP-B1-
0 387 148, lorsqu'il s'agira plutôt d'assurer une protection par rapport aux
bruits
aérodynamiques. Ce brevet européen propose d'utiliser un vitrage feuilleté
dont
l'intercalaire a un amortissement à la flexion v = Of/f~ supérieur à 0,15, la
mesure
is étant effectuée en excitant par un choc un barreau de 9 cm de longueur et 3
cm
de largeur fait d'un verre feuilleté où la résine est entre deux verres épais
chacun
de 4 mm, et en mesurant la fréquence de résonance du premier mode f~ et la
largeur du pic Of à une amplitude A/~l2 où A est l'amplitude maximum à la
fréquence f~ de telle sorte que son indice d'affaiblissement acoustique ne se
2o différencie pour aucune des fréquences supérieures à 800 hertz de plus de 5
décibels d'un indice de référence augmentant de 9 dB par octave jusqu'à 2000
Hz et de 3 dB par octave aux fréquences supérieures.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le film plastique est associé
à
au moins un film autre apportant notamment des propriétés additionnelles que
2s celles assurant le feuilletage.
Avantageusement, l'une au moins des feuilles de verre du vitrage comporte
au moins un revétement fonctionnel.
Selon un mode de réalisation du vitrage, il comporte un panneau de verre
simple d'une épaisseur de 3 mm, et un panneau de verre feuilleté avec deux
3o feuilles de verre de 2,1 mm chacune d'épaisseur.
Selon un second mode de réalisation du vitrage, il comporte un panneau
de verre simple d'une épaisseur de 4 mm, et un panneau de verre feuilleté avec
deux feuilles de verre de 1,6 mm chacune d'épaisseur.
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Selon un troisième mode de réalisation du vitrage, il comporte un panneau
de verre simple d'une épaisseur de 4 mm, et un panneau de verre feuilleté avec
deux feuilles de verre de 2,1 mm chacune d'épaisseur.
D'une manière générale, les vitrages selon l'invention sont de dimensions
s inférieures à 2 m2 et sont destinés à équiper des bâtiments ou des
véhicules, tels
que des vitrages d'automobiles.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention vont à présent étre
décrits plus en détail en regard des dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 représente un vitrage multiple selon l'invention;
io - la figure 2 illustre les courbes d'indice d'affaiblissement acoustique de
différents vitrages de l'invention et d'un vitrage isolant de référence.
Le vitrage multiple 1 illustré sur la figure 1 comporte un panneau de verre
feuilleté 10 et un panneau de verre simple 20, ces panneaux étant séparés par
une lame de gaz 30 telle qu'une lame d'air, est assemblés de manière étanche à
is l'aide de moyens connus de l'homme du métier.
Le panneau de verre simple 20 a une épaisseur comprise entre 3 et 5 mm.
Le panneau de verre feuilleté est constitué d'au moins deux feuilles de
verre 11 et 12 séparées et rendues solidaires d'une feuille en matière
plastique13.
Chaque feuille de verre présente une épaisseur comprise entre 1,5 et
20 2,5 mm.
La feuille 13 présente une épaisseur d'au moins 0,38 mm. Cette feuille est
par exemple en polyvinylbutyral (PVB) à propriétés d'isolement acoustique
améliorées, ou en PVB normal ne présentant pas de telles propriétés
d'isolement
acoustique.
2s Bien entendu, le vitrage peut comprendre sur l'une ou plusieurs des
feuilles
de verre le constituant des revêtements fonctionnels du type couches minces,
par
exemple, pour une protection anti-rayures, une protection contre les UV, une
coloration du vitrage. En outre, le film plastique 13 peut être associé à au
moins
un film autre apportant notamment des propriétés additionnelles (couleurs,
anti-
3o UV, diffusion de la lumière, etc...).
Le vitrage de l'invention présente des propriétés d'isolement acoustique
équivalentes ou sensiblement équivalentes, c'est-à-dire ne dépassant pas un
écart de 1 dB en indice d'affaiblissement acoustique, à un vitrage isolant
usuel de
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référence qui comprend au moins deux feuilles de verre séparées par une lame
de gaz identique à la lame de gaz 30, le poids du vitrage de l'invention étant
inférieur d'au moins 30 % au poids du vitrage isolant de référence, de
préférence
inférieure d'au moins 40%. On notera que le poids de l'intercalaire est
considéré
s comme négligeable.
Le vitrage isolant de référence n°0 est un vitrage du type 4 (12) 10,
c'est-à-
dire comportant une feuille de verre de 4 mm, une lame de gaz de 12 mm et une
feuille de verre de 10 mm.
Ce vitrage de référence est particulièrement performant car présentant un
io indice d'affaiblissement acoustique pondéré RW de 38 dB, en comparaison à
un
vitrage isolant de même constitution mais avec des feuilles de verre de 3 mm
et
une lame de gaz d'épaisseur identique, pour lequel l'indice d'affaiblissement
RW
n'est que de 32 dB.
On rappelle que l'indice d'affaiblissement acoustique est mesuré selon la
1s norme ISO-140 dans une installation conforme à ladite norme sur des
échantillons
de vitrage de dimensions 800 mm x 500 mm, et l'indice pondéré RW calculé
ensuite selon la norme ISO-717.
Des exemples de vitrage de l'invention sont les suivants
~ Le vitrage n° 1 est du type 3 (12) 2,1-2,1 : il comprend une feuille
de verre 20
2o de 3 mm, une lame de gaz 30 de 12 mm, deux feuilles de verre 11 et 12 du
feuilleté de 2,1 mm chacune d'épaisseur séparées par une feuille de PVB à
propriétés d'isolement acoustique améliorées de 0,38 mm d'épaisseur.
Dans la suite de la description, les vitrages de l'invention sont référencés
de
cette manière, la feuille en PVB de séparation du feuilleté présentant une
zs épaisseur de 0,38 mm.
~ Le vitrage n° 2 est du type 4 (12) 1,6-1,6 avec du PVB à propriétés
d'isolement
acoustique améliorées.
~ Le vitrage n° 3 est du type 4 (12) 2,1-2,1 avec du PVB à propriétés
d'isolement
acoustique améliorées.
30 ~ Le vitrage n° 4 est du type 4 (12) 2,1-2,1 avec du PVB normal.
~ Le vitrage n°5 est du type 3 (12) 1,6-1,6 avec du PVB à propriétés
d'isolement
acoustique améliorées.
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Le tableau ci-dessous indique à 21 °C les indices d'affaiblissement
acoustique
sur la plage de fréquence de 100 à 5000 Hz des vitrages n°0 à
n°5.
Sont donnés également en bas de tableau, selon la norme ISO 717-1, l'indice
d'affaiblissement pondéré RW et les deux termes d'adaptation C et Ct~.
Frquence Vitrage Vitrage Vitrage Vitrage Vitrage Vitrage
(Hz) n0 n1 n2 n3 n4 n5
(dB) (dB) (dB) (dB) (dB) (dB)
100 20,4 19,0 19,7 18,8 18,9 19,0
125 18,0 18,0 18,8 17,6 17,9 17,9
160 19,5 20,3 20,7 19,8 20,4 20,7
200 28,9 23,2 24,8 25,6 27,4 23,5
250 35,3 29,0 27,3 28,2 23,7 28,0
315 36,1 31,2 32,3 33,8 32,4 28,3
400 35,7 31,0 32,8 33,9 32,6 28,4
500 35,7 32,5 33,0 34,3 32,1 30,4
630 37,6 36,3 38,0 38,9 37,1 35,5
800 38,6 39,6 39,3 40,0 36,9 38,8
1000 38,1 40,5 41,7 42,3 39,9 40,3
1250 39,5 42,4 43,1 43,7 41,3 42,3
1600 39,1 44,5 44,1 44,8 41,6 44,2
2000 41,2 45,7 44,5 42,2 42,2 45,7
2500 41,6 46,2 43,6 44,2 40,5 46,4
3150 40,6 45,1 42,9 43,2 37,5 45,6
4000 42,2 42,6 44,4 42,5 38,2 43,5
5000 44,0 42,7 43,7 42,6 41,6 43,0
RW(C ;C~~)38 (-2;-6)37 (-1;-6) 38 (-2;-6)38 (-2;-6)37 (-2;-6)36 (-1;-5)
Les courbes de la figure 2 reproduisent les points de mesure d'indice
d'affaiblissement acoustique de 100 à 5000 Hz du tableau ci-dessus. On
constate
que les vitrages de l'invention ont un comportement d'isolement acoustique
tout
io aussi performant que le vitrage isolant de référence.
Le tableau ci-après résume, pour chacun des vitrages n° 1 à
n° 5 et pour le
vitrage de référence n° 0 les valeurs d'indice d'affaiblissement
acoustique pondéré
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et la réduction en pourcentage de poids des vitrages de l'invention par
rapport au
vitrage de référence.
Vitrage Indice d'affaiblissement RW Rduction en % de
(dB) poids
N 0 38 -
N 1 37 48,6
N 2 38 48,6
N 3 38 41,4
N 4 37 41,4
N 5 36 55,7
On constate qu'en réduisant le poids du vitrage de plus de 30%, voire d'au
s moins 40%, par rapport au poids d'un vitrage isolant usuel de référence, on
obtient un indice d'affaiblissement acoustique tout aussi comparable. On
pourra
préférer les vitrages du type N°2 ou N°3 comportant le verre
simple de 4 mm et
incluant du PVB à propriétés d'isolement acoustique améliorées.
Par ailleurs, les épaisseurs de verre du panneau de verre simple (de 3 à
io 5 mm) et du panneau de verre feuilleté (de deux fois 1,5 mm à deux fois 2,5
mm)
sont telles que le plus grand rapport des extrema est égal à 1,7 (soit
5/(2x1,5) ou
soit (2x2,5)/3). Par conséquent, le déséquilibre en poids d'un côté du vitrage
par
rapport à l'autre côté n'excède pas un facteur 2, alors que par exemple le
vitrage
de référence présente un rapport de déséquilibre de 2,5 (10/4). Aussi,
1s l'assemblage du panneau de verre simple au panneau de verre feuilleté est
plus
commode, il n'y a pas nécessité à positionner le panneau le plus lourd en
dessous
et à attendre que l'ensemble des joints assurant l'étanchéité et la tenue
mécanique soit fini de poser. En outre, la manipulation du vitrage est plus
facile.
