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Article

1 - PRINCIPE DES VITRAGES ISOLANTS

2 - VITRAGES ISOLANTS À INTERCALAIRES COLLÉS

3 - SOLLICITATIONS NATURELLES

4 - CARACTÉRISTIQUES DES VITRAGES ISOLANTS

5 - INCIDENCES DES SOLLICITATIONS NATURELLES SUR LA VIE DES VITRAGES ISOLANTS

6 - EFFETS MÉCANIQUES SUR LES VERRES ET LES JOINTS

  • 6.1 - Flèches au centre des verres
  • 6.2 - Contraintes au centre des verres
  • 6.3 - Réactions en traction sur les joints des intercalaires

7 - CRITÈRES D'ACCEPTABILITÉ

  • 7.1 - Casse des verres par contraintes thermiques
  • 7.2 - Température des joints collés
  • 7.3 - Contraintes admissibles
  • 7.4 - Réactions admissibles

8 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : N4402 v1

Conclusion
Vitrages isolants : déformations et contraintes

Auteur(s) : Michel CHAUNAC

Relu et validé le 26 avr. 2023

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RÉSUMÉ

Les vitrages isolants sont soumis à des sollicitations climatiques à la fois dans les bâtiments dans lesquels ils sont posés et lors de leur transport. Si certaines règles ne sont pas respectées, les déformations et les contraintes engendrées par les sollicitations naturelles peuvent nuire à la durée de vie normale du vitrage. La méthode de calcul proposée ici permet d'apprécier les déformations et contraintes dans les composants verriers. Elle permet aussi de prévoir la réaction dans les barrières de scellement en fonction des variations de conditions climatiques.

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ABSTRACT

Insulating glazing: deformations and stresses

Insulating glazing is subjected to climatic stress once in the buildings where it is installed and during transportation. If certain rules are not respected, the deformations and stresses generated can compromise the average lifetime of the glazing. The calculation method presented in this article enables the assessment of deformations and stresses in glazing units. It also allows for predicting the reaction in barrier sealants according to climatic conditions.

Auteur(s)

  • Michel CHAUNAC : Membre de l'association « Les experts du verre »

INTRODUCTION

Si certaines règles ne sont pas respectées, les déformations et les contraintes, dans les constituants d'un vitrage isolant, engendrées par les sollicitations naturelles peuvent nuire à la durée de vie normale de ce vitrage qui doit être légitimement attendue d'un produit de qualité.

L'appréciation de ces déformations et contraintes fait appel à la connaissance environnementale du vitrage, tant lors de sa fabrication que de sa mise en œuvre, voire lors de son transport : températures ambiantes, ensoleillement, pressions atmosphériques (différence d'altitude entre les lieux de fabrication et de pose).

Dans tous les cas, nous prenons en considération les paramètres les plus contraignants que le vitrage sera susceptible de rencontrer au cours de sa vie.

La méthode de calcul consiste à calculer successivement : les conditions environnementales du vitrage, les caractéristiques spectrophotométriques des verres, les températures des verres et des lames de gaz, les pressions extérieure et intérieure au vitrage isolant, les pressions internes dans les espaces de gaz. Nous en déduisons alors les flèches et les contraintes dans les verres ainsi que les réactions dans les joints.

Cette méthode s'applique aux doubles et triples vitrages, scellés en usine, destinés à être mis en œuvre dans des fenêtres verticales ou inclinées et dans des éléments de façade légère.

Elle ne s'applique pas aux vitrages isolants fabriqués sur chantier ni aux vitrages dits « respirant » pour lesquels un dispositif de communication permet un équilibrage des pressions des lames de gaz avec les pressions ambiantes extérieures.

Les résultats des calculs présentés ici pourront être comparés aux critères de qualité imposés par les normes et les organismes de certification qui ont pour but de garantir la pérennité de ces produits.

Les vitrages isolants, correctement mis en œuvre, font l'objet d'une garantie décennale donnée par la plupart des fabricants. Dans la pratique, l'espérance de vie peut être supérieure à trente ans.

Un tableau des symboles est présenté en fin d'article.

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KEYWORDS

building   |   Insulating glazing   |   mechanical   |   Thermic

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-n4402


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8. Conclusion

Si les critères d'acceptabilité ne sont pas respectés, les sollicitations résultantes peuvent générer des déformations et des contraintes préjudiciables à la durée de vie normale de ces vitrages qui doit être légitimement attendue d'un produit de qualité.

Les vitrages isolants sont de plus en plus performants, en termes d'isolation thermique notamment, grâce à l'avènement des couches faiblement émissives et au remplacement des lames d'air par des lames de gaz. Cela a pour conséquence d'augmenter les contraintes car les températures internes sont plus élevées. Il faudra alors être plus vigilant lors de la prescription de ces vitrages.

L'utilisation de verre épais ou de verres très absorbants vont également générer des contraintes plus importantes.

Dans l'avenir on pourrait ajouter plus de lames de gaz et de verres, mais les limites de la technologie ne permettent pas de prévoir une telle évolution.

Le développement au stade expérimental des verres isolants avec une lame de vide remettra en cause la méthode de calcul présentée ici.

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - TIMOSHENKO-WOINOWSKY (K.) -   Théorie des plaques et coques.  -  Librairie Polytechnique Béranger, 2e édition (1961).

  • (2) -   Prescriptions techniques des vitrages extérieurs collés.  -  Cahier du CSTB, 3488, V2, mars 2011.

NORMES

  • Verre dans la construction – Détermination des caractéristiques lumineuses et solaires des vitrages - NF EN 410 - 04-11

  • Verre dans la construction – Détermination du coefficient de transmission thermique, U – Méthode de calcul. - NF EN 673 - 04-11

  • Annexe A – Dispositifs de protection solaire combinés à des vitrages – Calcul du facteur de transmission solaire et lumineuse – Méthode simplifiée - NF EN 13363-1 - 05-04

  • Annexe B – Dispositifs de protection solaire combinés à des vitrages – Calcul du facteur de transmission solaire et lumineuse – Méthode de calcul détaillée - NF EN 13363-2 - 11-05

  • Verre dans la construction – Détermination de l'émissivité - NF EN 12898 - 07-01

  • Partie 3 : « Mémento calculs des contraintes thermiques » - NF DTU 39 - 07-12

  • Verre feuilleté et verres feuilletés...

1 Annuaire

HAUT DE PAGE

1.1 Organismes – Associations – Fédérations

CEKAL Association – organisme français de certification des vitrages isolants http://www.cekal.com

FFPV (Fédérations Française des Professionnels du Verre) http://www.ffpv.org

CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment) http://www.cstb.fr

Ginger CEBTP (Centre Expérimental d'Etudes et de recherches du bâtiment et des travaux publics) http://www.ginger-cebtp.com

BNTEC (Bureau de Normalisation des Techniques et Equipements de la Construction du bâtiment) http://www.ffbatiment.fr

Association « Les experts du verre » http://www.lesexpertsduverre.com

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2 Site Internet

Le portail du verre http://www.verreonline.fr/

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