Fonds de Formation professionnelle de la Construction Manuel modulaire Bois Portes et fenêtres 1 re partie
MANUEL MODULAIRE BOIS Portes et fenêtres 1 re partie: Portes et fenêtres simples à traverse horizontale FONDS DE FORMATION PROFESSIONNELLE DE LA CONSTRUCTION Rue Royale 45 - B-1000 Bruxelles Tél.: +32 2 210 03 33 Fax: +32 2 210 03 99 Website: www.laconstruction.be - E-mail: info@fvbffc.be 1
@ Fonds de Formation professionnelle de la Construction, Bruxelles, 2007. Tous droits de reproduction, de traduction et d'adaptation, par quelque procédé que ce soit, réservés pour tous les pays. D/2004/1698/10 2
Avant-propos Durant ces dernières années, Le Fonds de Formation professionnelle de la Construction (FFC) et le Centre de Formation Bois (CFB) ont été confrontés à une demande soutenue relative à un ouvrage de référence pour le menuisier-charpentier. Bien que bon nombre de livres traitant du bois et du travail du bois existent, ce recueil représente un complément indispensable: il regroupe en effet les produits, les techniques et les applications actuels et ce en parfaite adéquation avec les profils professionnels existants qui, pour leur part, ont été retranscrits pas à pas en programmes de formation. En outre, les nouveaux développements dans le monde de la formation (l importance croissante des perfectionnements pour ouvriers, l introduction de l enseignement professionnel modulaire, e.a.) justifiaient la rédaction d un manuel de ce type. Bon nombre de gens compétents, dotés de mains intelligentes ont, par le biais de ce recueil, fourni une contribution inestimable au rehaussement du niveau de savoir-faire. En effet, ce manuel s adresse à tout un chacun désireux d apprendre le métier; un langage accessible et un style hautement visuel traitant de tous les aspects du métier et ce dans les moindres détails. Le lecteur y trouvera une mine de renseignements, le formateur se verra muni d un manuel lui offrant la possibilité d enseigner tous les aspects du métier. La participation notamment des organisations professionnelles au groupe de travail a été d une importance capitale. C était l unique façon de jeter un pont entre le domaine de la formation et la réalité des ateliers et des chantiers. Pour la commodité, le recueil a été divisé en sept domaines professionnels, regroupant dans son ensemble une trentaine de modules de 60 à 200 pages chacun. Pour les utilisateurs qui souhaitent se procurer plusieurs modules, voire la série complète, un classeur assorti a été prévu. En l ouvrant, vous trouverez la structure de l ouvrage ainsi que la liste complète des modules. Nous vous souhaitons une lecture enrichissante! Stefaan Vanthourenhout, Président du FFC. Avant-propos 3
Rédaction Rédacteur en Chef: Arch. Edwin De Ceukelaire Comité de rédaction: Yvo Borri, Jan Claus, Kris Dejonghe, Paul Delcour, Bernard Despiere, Marc Nuytemans, René Van Begin, André Van de Velde, Peter Vantuyckom, Etienne Moernaut, André De Potter, Jeroen Doom et Chris Decaesstecker Comité de lecture: Marc Collignon, Dario Dalla Valle, Bruno Henry, Luigi Mardegan, Marc Olivier et Robert Zander Conseiller linguistique: Léon Du Four Terminologie: Léon Du Four Dessins et illustrations: Peter Vantuyckom et Paul Delcour 4 Rédaction
Table des matières 1 re partie: Portes et fenêtres simples à traverse horizontale 1 Généralités............................................. 9 2 Terminologie............................................ 13 3 Matériaux............................................... 15 3.1 Bois................................................ 15 3.2 PVC................................................ 17 3.3 Aluminium........................................... 19 3.4 Acier............................................... 20 3.5 PUR............................................... 21 4 Types de fenêtres et de portes............................. 23 5 Profilage et assemblage................................... 25 5.1 Principes généraux................................... 25 5.2 Menuiserie extérieure à recouvrement en bois............. 28 5.2.1 Feuillures sur le vantail et le dormant................ 28 5.2.2 Raccord entre dormant et vantail................... 30 5.2.3 Pivots et points de fermeture....................... 33 5.2.4 Assemblages................................... 34 5.2.5 Profilage doux.................................. 37 5.2.6 La parclose.................................... 38 5.3 Menuiserie extérieure à recouvrement en PVC............. 39 5.3.1 Feuillures sur les profilés du dormant et du vantail...... 39 5.3.2 Feuillure à verre et parclose....................... 40 5.3.3 Raccord entre dormant et vantail................... 40 5.3.4 Pivots et points de fermeture....................... 41 5.3.5 Assemblages................................... 41 5.4 Menuiserie extérieure à recouvrement en aluminium........ 43 5.4.1 Feuillures dans les profilés du vantail et du dormant.... 43 5.4.2 Feuillure à verre et parclose........................ 43 5.4.3 Raccord entre le dormant et le vantail............... 44 5.4.4 Pivots et points de fermeture....................... 44 5.4.5 Assemblages................................... 44 5.5 Menuiserie extérieure à recouvrement en acier............. 47 Table des matières 5
6 Applications industrielles................................. 49 6.1 Fenêtre fixe en bois................................... 49 6.2 Fenêtre fixe en PVC................................... 49 6.3 Fenêtre fixe en aluminium.............................. 49 6.4 Fenêtre fixe en acier................................... 50 6.5 Fenêtre fixe en PUR................................... 50 6.6 Fenêtre à simple ouvrant en bois......................... 51 6.7 Fenêtre à simple ouvrant en PVC........................ 51 6.8 Fenêtre à simple ouvrant en aluminium.................... 52 6.9 Fenêtre à simple ouvrant acier........................... 52 6.10 Fenêtre à simple ouvrant PUR........................... 52 6.11 Fenêtre à double ouvrant en bois........................ 53 6.12 Fenêtre à double ouvrant en PVC........................ 53 6.13 Fenêtre à double ouvrant en aluminium................... 54 6.14 Fenêtre à double ouvrant en acier........................ 54 6.15 Fenêtre à double ouvrant en PUR........................ 55 6.16 Fenêtre oscillo-battante en bois......................... 56 6.17 Fenêtre oscillo-battante en PVC......................... 56 6.18 Fenêtre oscillo-battante en aluminium.................... 57 6.19 Fenêtre oscillo-battante en acier......................... 57 6.20 Fenêtre oscillo-battante en PUR......................... 58 6.21 Porte en bois sans vitrage.............................. 58 6.22 Porte en PVC sans vitrage.............................. 58 6.23 Porte en aluminium sans vitrage......................... 59 6.24 Porte en acier sans vitrage............................. 61 6.25 Porte vitrée en bois................................... 62 6.26 Porte vitrée en PVC................................... 63 6.27 Porte vitrée en aluminium.............................. 64 6.28 Porte vitrée en acier (double)............................ 65 6.29 Porte vitrée en PUR................................... 66 7 Vitrage................................................. 67 7.1 Vitrage et éclairage................................... 67 7.2 Types de verres...................................... 68 7.3 Production du float.................................... 68 7.4 Verre trempé......................................... 69 7.5 Vitrage composé..................................... 69 7.6 Pose du vitrage...................................... 71 7.6.1 Généralités...................................... 71 7.6.2 Cales.......................................... 72 7.6.3 Pose de cales selon le type de fenêtre................ 73 7.6.4 Profilé de remplissage cellulaire..................... 74 7.6.5 Mastic......................................... 74 7.6.6 Pose du vitrage.................................. 74 8 Isolation................................................ 77 8.1 Principes généraux................................... 77 8.2 Valeur isolante du vitrage............................... 78 8.2.1 Echange de chaleur............................... 78 8.2.2 Coefficients de transfert thermique.................. 78 8.3 Isolation thermique des fenêtres et des portes métalliques.... 78 8.4 Ventilation.......................................... 79 6 Table des matières
9 Protection contre l intrusion............................... 81 9.1 Prévention........................................... 81 9.2 Retardateurs d intrusion simples......................... 82 9.2.1 Sur les portes................................... 82 9.2.2 Sur les fenêtres.................................. 83 9.3 Retardateurs d intrusion professionnels................... 83 9.3.1 Sur les portes................................... 83 9.3.2 Sur les fenêtres.................................. 83 9.3.3 Classes de sécurité pour quincaillerie qui retardent l intrusion....................................... 84 9.4 Portes qui retardent l intrusion........................... 85 9.4.1 Construction des portes........................... 85 9.4.2 Quincaillerie de sécurité........................... 87 9.5 Fenêtres qui retardent l intrusion......................... 92 9.5.1 Construction des fenêtres.......................... 92 9.5.2 Quincaillerie de sécurité des fenêtres................ 94 9.6 Vitrage retardateur d intrusion........................... 96 9.7 Protection des volets à enroulement...................... 96 10 Finition................................................. 97 10.1 Bois................................................ 97 10.1.1 Critères de base d une couche de finition de qualité.... 98 10.1.2 Méthodes d application des couches de finition....... 99 10.2 PVC............................................... 102 10.3 Aluminium.......................................... 102 10.3.1 Généralités.................................... 102 10.3.2 L anodisation.................................. 102 10.3.3 Le laquage et le poudrage....................... 103 10.4 Acier.............................................. 103 10.4.1 Le décapage.................................. 103 10.4.2 La métallisation................................ 104 10.4.3 Le laquage.................................... 104 10.5 PUR.............................................. 104 11 Glossaire explicatif..................................... 105 2 e partie: Portes et fenêtres à traverse non horizontale et châssis coulissants 1 Généralités 2 Portes et fenêtres à traverse cintrée 3 Portes et fenêtres à traverse oblique 4 Portes et fenêtres spécifiques et multiples 5 Châssis coulissants 6 Vitrage 7 Finition 8 Glossaire explicatif Table des matières 7
8 Portes et fenêtres - 1 re partie
1 Généralités Le maître de l ouvrage qui désire faire réaliser des éléments de menuiserie extérieure a généralement le choix entre cinq matériaux: le bois, le PVC, l aluminium, l acier et le polyuréthane. Son choix peut être influencé par des considérations d ordre esthétique, pratique, technique et financière. Les matériaux utilisés en Belgique pour la menuiserie extérieure se répartissent à peu près de la manière suivante: bois 50 %, synthétique 30 % et métallique 20 %. Les personnes qui optent pour le bois ont le choix entre une grande variété d espèces, chacune ayant ses caractéristiques et ses propriétés spécifiques. Utilisé comme élément de menuiserie extérieure, le bois permet une multitude de possibilités de finition: claires ou foncées, couvrantes ou non, différents coloris, etc. En outre, les produits de finition exempts de solvants permettent de donner aux éléments de menuiserie extérieure en bois une finition respectueuse de l environnement et leur confèrent une garantie de plusieurs années sur la stabilité de la couleur moyennant un entretien régulier. Châssis en bois Profel NV / Overpelt Chapitre 1: Généralités 9
Dans les portes et fenêtres en PVC, un système à chambre et un renfort interne en profilés métalliques assurent la robustesse. Châssis en PVC Engels NV / Lokeren Les éléments de menuiserie extérieure en aluminium se composent de profilés creux. Malgré leurs dimensions limitées, ils ont une grande stabilité et exigent un entretien minimum. La plupart des murs-rideaux des immeubles de bureaux ou des gratte-ciels sont réalisées en aluminium. Châssis en aluminium Engels NV / Lokeren 10 Chapitre 1: Généralités
Dans les portes et fenêtres en acier, il est possible d obtenir des profilés aux dimensions très minces grâce à leurs excellentes valeurs statiques. De plus, ils possèdent une bonne résistance aux dommages mécaniques. Châssis en acier Jansen / CH-Oberriet SG Chapitre 1: Généralités 11
Les éléments de menuiserie extérieure en PUR se composent de profilés en aluminium enrobés de mousse dure de polyuréthane. Ce profilé a non seulement une valeur statique qui contribue à la résistance mécanique des châssis, mais aussi une fonction technique lors de l assemblage des profilés en élément de menuiserie extérieure. Couche de finition bicomposant Laque de polyuréthane en différents coloris POLYURÉTHANE Étanchéité centrale en EPDM Châssis en PUR Noyau ALU faisant fonction d'armature Belcopur / Houthalen Outre le bois, le PVC, l aluminium, l acier et le PUR on trouve aussi des châssis en inox, en bronze ou en combinaisons de matériaux tels que le bois et l aluminium, le PVC et l aluminium. Ces types de châssis ne seront toutefois pas traités dans le présent manuel. Châssis en combinaison boisaluminium Unilux 12 Chapitre 2: Terminologie
2 Terminologie Fenêtres et portes en bois AVL NV / Beringen Il est important d utiliser la terminologie correcte pour désigner les éléments et les concepts en matière de menuiserie extérieure, bardage, vitrages, isolation, assemblages, profils, etc. On parviendra de la sorte à utiliser un langage uniforme et exact dans l enseignement comme dans le secteur du bois. On rencontre souvent, dans la littérature professionnelle, des termes régionaux voire dialectaux, dont la signification est obscure ou induit des erreurs d interprétation. Les dictionnaires, les encyclopédies, les NBN, STS, NIT, etc. comprennent de nombreux termes, expressions et textes explicatifs relatifs à la terminologie technique acceptable. Pourtant, bien qu il existe une littérature scientifique, il arrive encore souvent que ces compilations ne reprennent qu une partie limitée des dénominations courantes et que certaines expressions n y figurent absolument pas. Vous trouverez à la fin de cet ouvrage un glossaire des expressions et des appellations, reprenant l indication de la dénomination à privilégier, une courte description du terme et les variantes possibles. Chapitre 2: Terminologie 13
Terminologie Dessin: Paul Delcour NIT 221 - CSTC Etanchéité entre ouvrant et dormant 1. Barrière à l eau 2. Chambre de décompression 3. Conduit de drainage du dormant 4. Etanchéité à l air 5. Casse-gouttes Etanchéité entre vitrage et châssis 6. 1 re barrière d étanchéité 7. 2 e barrière d étanchéité 8. Canal de récupération des eaux 9. Conduit de drainage de l ouvrant 14 Chapitre 2: Terminologie
3 Matériaux 3.1 Bois L utilisation du bois en menuiserie extérieure est une tradition séculaire. Les constructions entièrement en bois font encore aujourd hui partie de notre patrimoine historique. L intégrité des constructions extérieures en bois constitue une preuve suffisante de la qualité du matériau. Une menuiserie extérieure en bois se distingue des autres matériaux par l aspect spécifique de ses composants, ses couleurs naturelles, sa stabilité, sa résistance mécanique élevée contre la déformation et la pollution atmosphérique, sa durabilité et son excellent pouvoir isolant. En outre, nous pouvons préserver intact l aspect du bois en le rafraîchissant de temps à autre, ou même le modifier complètement. En Belgique, le matériau utilisé pour la menuiserie extérieure est souvent exposé à des conditions climatologiques défavorables. Les intempéries exercent un effet néfaste sur les éléments de façade des bâtiments et le bois de la menuiserie extérieure doit, dès lors, répondre à une série de conditions. Vous trouverez à la page suivante un tableau reprenant les espèces de bois entre lesquelles on peut choisir pour réaliser les éléments de menuiserie extérieure. Les principales caractéristiques du bois utilisé en menuiserie extérieure sont: une durabilité de classe I, II ou III minimum; la classe de durabilité III doit faire l objet d une protection biologique supplémentaire contre les agressions dues aux moisissures et aux insectes; Fenêtres et portes en bois Serge Brison Grandjean / Profondeville Chapitre 3: Matériaux 15
le bois doit également présenter une stabilité élevée et une bonne résistance mécanique; le taux d humidité du bois utilisé doit se situer entre 15 et 18 % (STS 52); les pièces ne peuvent comporter aucun défaut visible: les nœuds pourris, la fibre torse, l entr écorce, la cadranure, les faux cœurs (avec pourriture), la gélivure, la roulure, le double aubier, les fissures internes, les fractures d abattage, les blessures, les piqûres, les trous des vers, les pourritures et les échauffures. La pente du fil doit être inférieure à 5 %. Les nœuds adhérents sont admis tandis que les nœuds non adhérents de diamètre inférieur à 5 mm et distants d au moins 5 mm d une arête sont tolérés. La moelle n est pas admise. Certaines espèces de bois doivent faire l objet d un traitement préliminaire (par exemple le dégraissage) avant de recevoir la finition, afin de neutraliser les contenus cellulaires néfastes éventuels et d assurer une bonne adhérence des couches de finition. Nom commercial Nom botanique Classe de durabilité Couleur Masse volumique moyenne kg/m 3 (H = 15 %) Stabilité dimensionnelle CONVIENT POUR PORTES ET FENETRES Acajou d'afrique Khaya spp. III rose à rouge brun clair 530 stable Acajou d'amérique Swietenia macrophylla II rouge brun à brun clair 550 très stable Afrormosia Pericopsis elata I/II brun doré 700 stable Afzélia Apa, Bella, Chanfuta, Lingué, Pachyloba Afzelia spp. I ocre clair à rouge brun 800 très stable Afzélia Doussié Afzelia bipindensis I ocre clair à rouge brun 800 très stable Chêne d'europe Quercus robur et Q. petraea II/III jaune à jaune brun pâle 700 moins stable Chêne blanc d'amérique Quercus spp. II/III clair à brun doré 750 moins stable Epicéa Picea abies IV jaune brun blanchâtre 450 stable Framiré Terminalia ivorensis II/III jaune à jaune brun pâle 550 stable Hemlock Tsuga heterophylla IV gris jaune à gris brun 450 stable Iroko (Kambala) Chlorophora excelsa et C. regia I/II jaune doré à brun foncé 650 très tsable Jatoba Hymenaea courbaril II rouge orangé à brun rouge 900 stable Makoré Tieghemella heckelii I brun rosâtre à brun rouge 660 stable Mengkulang Heritiera spp. IV brun rouge 680 stable Meranti, Red Shorea spp. II/IV brun rouge à brun rosâtre 550 stable Merbau Intsia spp. I/II brun clair à brun rouge 800 très stable Moabi Baillonella toxisperma I brun rosâtre à brun rouge 850 stable Movingui Distemonanthus benthamianus III jaune pâle à jaune brunâtre 700 stable Niangon Heritiera utilis et H. densiflora III brun rosâtre à brun rouge 700 stable Oregon pine Pseudotsuga menzieii III clair à brun clair 550 stable Padouk Pterocarpus soyauxii I rouge à brun violacé 750 très stable Panga-Panga Millettia stuhlmannii II brun noir 850 stable Pin des Landes Pinus pinaster III/IV brun rougeâtre strié 620 moins stable Pin du Nord Pinus sylvestris III/IV clair à brun rouge jaunâtre 500 stable Pin sylvestre Pinus sylvestris III/IV clair à brun rouge jaunâtre 500 stable Pitch-pine Pinus caribaea III brun clair à brun rouge 700 stable Sapelli Entandrophragma cylindricum III brun rouge 650 stable Sipo Entandrophragma utile II/III brun rouge 650 stable Southern pine Pinus spp. III brun jaune clair 540 stable Tatajuba Bagassa guianensis I/II brun doré à brun 800 stable Teck Tectona grandis I brun moyen à foncé 650 très stable Tola Gossweilerodendron balsamiferum II/III brun jaune rosâtre 500 stable Tornillo Cedrelinga catenaeformis III beige rose à brun havane 550 stable Wengé Millettia laurentii II brun noir 850 stable Western pine Pinus spp. IV jaune à brun rouge clair 450 stable Western red cedar Thuya plicata II brun 370 stable Source: Pratique du bois 35 essences et leurs fiches techniques/fédération Nationale des Négociants en bois Bruxelles, pp. 94-95 16 Chapitre 3: Matériaux
3.2 PVC L utilisation des châssis en matière synthétique a fortement augmenté dans notre pays au cours des dix dernières années. Parmi les nombreuses matières synthétiques aux propriétés les plus variées, le chlorure de polyvinyle dur (PVC) est jusqu à présent le plus utilisé comme matériau pour les éléments de façade. D autres types de matières synthétiques sont évidemment aussi utilisés, telles le polyuréthane (PUR) et l oxyde de polyphénylène (PP). Le développement des châssis en matière synthétique a débuté en 1954 et le PVC est le premier à avoir été utilisé en menuiserie. Le PVC utilisé en menuiserie extérieure est obtenu à partir d un dosage très précis de différentes résines. Les qualités d un profilé en PVC utilisé en menuiserie extérieure ne se limitent pas à la résistance aux chocs mais doivent également comprendre stabilité, étanchéité, élasticité, rigidité et stabilité dimensionnelle. Les propriétés du PVC rigide sont consignées dans des spécifications, telles que: STS-52 addendum; STS-52.12 menuiserie extérieure, fenêtres, portes-fenêtres et façades légères; Dispositions UBAtc: Agrément technique, avec agrément continu des profilés en PVC. Origine du PVC Hans Dendooven / Hoeilaart Chapitre 3: Matériaux 17
SEL PÉTROLE ÉLECTROLYSE RAFFINAGE autres produits autres produits CHLORE ÉTHYLÈNE SYNTHÈSE CHLORURE DE VINYLE POLYMÉRISATION RÉSINE DE PVC ADDITIFS COMPOUND Composition du compound Deceuninck Plastics Industries NV / Hooglede-Gits Les profilés pour portes et fenêtres en PVC comprennent un système à chambre qui peut fortement varier en fonction de la destination du profilé et de sa fabrication. Le système à chambre est utilisé en raison de son effet stabilisant, isolant et drainant. A l heure actuelle, il n est pas rare de rencontrer des systèmes à quatre, voire cinq chambres. La plupart des profilés sont renforcés intérieurement par un profilé en acier galvanisé, glissé dans une chambre et solidarisé mécaniquement au profil avant l assemblage du cadre. Le profilé principal d une fenêtre ou d une porte extérieure présente une épaisseur moyenne de 60 à 70 mm. L ensemble du système se compose de profilés de base auxquels on ajoute des profilés supplémentaires, tels que rejet d eau, parcloses, profilés de renfort, etc., pour obtenir différentes configurations de portes et châssis. 18 Chapitre 3: Matériaux
Les profilés sont obtenus par extrusion en continu d un compound dans une filière suivie d un calibreur. Le produit de ce procédé de fabrication est un profilé creux, rigide et lisse, coupé en longueurs de ± 6 m. 3.3 Aluminium L aluminium que l on connaît dans le commerce ne se rencontre pas tel quel dans la nature. La matière de base de l aluminium n est autre que la bauxite, un minerai largement présent dans la croûte terrestre. Les principales régions d extraction sont la Guinée, l Australie et la Russie. Portes et fenêtres en aluminium Studio Claerhout Van Severen / Bonheiden Le minerai est transformé, par procédé chimique, en une poudre blanche connue sous le nom technique d alumine. On obtient 1 tonne d alumine à partir de 4,6 tonnes de bauxite. L électrolyse permet ensuite d obtenir de l aluminium liquide. Pour le secteur de la construction, on ajoute à l aluminium des alliages de magnésium et de silicium afin d augmenter les propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion. Ce mélange est ensuite coulé sous forme de billettes, des barres rondes qui constituent la base du processus d extrusion: les billettes sont chauffées à une température comprise entre 510 et 540 C et extrudées à haute pression dans une matrice d acier. On obtient ainsi des profilés creux en aluminium clair à une, deux ou trois chambres, et de 1,6 à 2 mm d épaisseur de parois. Les profilés en aluminium à isolation thermique sont constitués d éléments tubulaires intérieurs et extérieurs reliés par des barrettes isolantes de polyamide. Ces barrettes assurent une rupture de pont thermique. L étanchéité entre les différentes parties de l élément de façade s obtient généralement au moyen d un profilé en néoprène souple et autobloquant. L exécution doit répondre aux spécifications techniques STS 52.0 et à l agrément technique UBAtc. Chapitre 3: Matériaux 19
3.4 Acier La matière première de base de l acier, le minerai de fer, est l un des éléments les plus abondants sur terre. L autre matière première entrant dans la fabrication de l acier est la ferraille en provenance du recyclage. L acier est donc à 100 % réutilisable et constitue d un point de vue écologique un avantage de poids face à certains de ses concurrents Dans un haut fourneau, par la fusion du minerai de fer, on obtient de la fonte qui est le produit de base de l acier. La fonte est convertie en acier par un affinage. L acier ainsi obtenu est laminé pour donner naissance à des profilés. Avantages de l acier - Là où les propriétés physiques d autres types de matériaux ne le permettent pas, l acier permet la réalisation d ensemble complexes et/ou hors normes. - Des propriétés retardatrices d effractions, anti-balles et contre les effets d explosifs. - Une meilleure stabilité due aux assemblages soudés. - Une bonne élasticité du châssis. - Des fenêtres plus lumineuses grâce à l utilisation de profilés moins larges. Il faut distinguer les menuiseries en acier sans et avec coupure thermique. Les profilés sans coupure thermique sont des profilés tubulaires formés à froid de minimum 1,5 mm de paroi. Les profilés avec coupure thermique sont assemblés par 2 coquilles de profilés en acier d une épaisseur de 1,5 mm reliées entre elles par un isolateur synthétique. L assemblage des profilés peut se fait de deux manières distinctes: - par soudage électrique sur le périmètre de la jonction dans le cas d assemblage de deux coquilles profilées à froid; - par pliage et sertissage des extrémités d un seul et même élément. Portes et fenêtres en acier Jansen / CH-Oberriet SG 20 Chapitre 3: Matériaux
3.5 PUR Le polyuréthane (PUR) est une matière qui appartient au groupe des duromères et qui de ce fait ne se déforme plus après durcissement sous l effet de la chaleur. Les propriétés mécaniques du polyuréthane restent notablement inchangées par des températures variant de -40 C à +110 C. Le polyuréthane est très résistant aux substances chimiques, aux acides, aux bases, au ciment, aux hydrocarbures, aux pollutions atmosphériques... Il jouit d une très bonne isolation thermique. Le polyuréthane est une matière dont les caractéristiques sont très semblables à celles du bois. Comme le bois, il se laisse scier, forer, fraiser, coller. Portes et fenêtres en PUR Belcopur / Houthalen Les châssis sont exécutés au moyen de profilés en mousse durcie intégrale (densité de 0,6 g/cm 3 ) renforcés d un noyau central en aluminium adhérant parfaitement à la mousse de par sa forme. Les profilés de renforcement en aluminium remplissent une fonction d assemblage grâce à la cavité dans laquelle sont insérées et collées des équerres. Chapitre 3: Matériaux 21
22 Portes et fenêtres - 1 re partie
4 Types de fenêtres et de portes Types de fenêtres et de portes Deceuninck Plastics Industries NV / Hooglede-Gits On classe les types de fenêtres et de portes en fonction de: leur construction, leur forme, leur mouvement. Sur les vues en élévation des architectes, on trouve les symboles ou signes conventionnels suivants: Principe des signes conventionnels Paul Delcour Chapitre 4: Types de fenêtres et de portes 23
Si l on procède à une uniformisation au niveau de l Europe, conformément au EN 12519, tout sera inversé, c.-à-d. les pointillés seront trait continu et vice versa. Ces signes déterminent le type de l élément de menuiserie extérieure et le sens d ouverture selon la norme DIN (dans le sens des aiguilles d une montre, l ouverture est dite à gauche, dans le sens inverse des aiguilles d une montre, l ouverture est dite à droite). Le sens d ouverture est représenté schématiquement sur les vues des façades à l aide d un triangle isocèle à base horizontale ou verticale. La base du triangle indique le côté charnier, la pointe du triangle le côté battant. La petite croix représente les parties fixes. Signes conventionnels pour les fenêtres et les portes Paul Delcour 24 Chapitre 4: Types de fenêtres et de portes
5 Profilage et assemblage 5.1 Principes généraux Un élément de menuiserie extérieure comprend en général deux parties: l élément fixé au bâtiment, le dormant, l élément mobile, le vantail. Selon la pose de l élément de menuiserie extérieure dans la baie, on distingue deux types de menuiseries: menuiserie en battée La largeur totale de l élément de menuiserie est toujours supérieure à la largeur de la baie, la hauteur totale de la menuiserie est égale ou supérieure à la hauteur de l ouverture murale en fonction de la mise en oeuvre ou non d un volet roulant. L élément de menuiserie se situe partiellement derrière la baie et n est donc pas entièrement apparent. Menuiserie en battée DM ramen / Lokeren Chapitre 5: Profilage et assemblage 25
menuiserie entre murs (sans battée) Les dimensions extérieures totales de l élément de menuiserie sont inférieures aux dimensions de la baie. L élément de menuiserie est posé dans le mur de parement et est dont totalement apparent. Menuiserie sans battée Wymar International / Oeselgem Dans une menuiserie en battée ou à dormant sans battée, on trouve le plus souvent des menuiseries à recouvrement, ainsi que des menuiseries planes et des menuiseries en retrait. menuiserie à recouvrement Menuiserie à recouvrement Paul Delcour Le vantail se trouve décalé vers l intérieur par rapport au dormant, si bien que les faces ne se trouvent pas dans le même plan. De la sorte, un recouvrement permet de rendre le joint formé par le jeu latéral entre le vantail et le dormant invisible. 26 Chapitre 5: Profilage et assemblage
menuiserie affleurante Menuiserie affleurante pour fenêtre pivotante Le vantail et le dormant sont à fleur de la face intérieure, les côtés appariés sont donc dans le même plan. Lorsque l épaisseur du dormant est supérieure à l épaisseur du vantail, les côtés extérieurs ne sont pas dans le même plan. On constate un joint apparent entre le dormant et le vantail, dû au jeu latéral. Cette configuration se présente dans le cas des fenêtres à soufflet et pivotantes. Paul Delcour menuiserie en retrait Menuiserie en retrait Paul Delcour En retrait: le côté apparié du vantail est compris dans l épaisseur ou largeur du dormant. Ce type de menuiserie se présente dans les portes coulissantes, les portes levantes coulissantes, les fenêtres coulissantes et les fenêtres levantes coulissantes. Les menuiseries en bois se présentent généralement sous la forme de menuiseries en battée à recouvrement ou affleurantes, ou de menuiseries sans battée en retrait. Les menuiseries en PVC et en aluminium se présentent généralement sous la forme de menuiseries en battée à recouvrement ou affleurantes. Chapitre 5: Profilage et assemblage 27
5.2 Menuiserie extérieure à recouvrement en bois 5.2.1 Feuillures sur le vantail et le dormant triple frappe et jeu de 4 mm Deux feuillures sont fraisées sur tout le pourtour du vantail, indépendamment des deux feuillures du dormant. Triple frappe Paul Delcour triple frappe et jeu de 11 ou 12 mm Deux feuillures sont fraisées sur tout le pourtour du vantail, indépendamment des trois frappes du dormant. La première feuillure permet l intégration d un système de fermeture, la deuxième assure l étanchéité de la menuiserie au vent, à l eau et au bruit. Triple frappe Paul Delcour 28 Chapitre 5: Profilage et assemblage
quadruple frappe Trois feuillures sont fraisées sur tout le pourtour du vantail, indépendamment du nombre de feuillures dans le dormant. Quadruple frappe Paul Delcour feuillure à verre Les feuillures sont adaptées à la pose de vitrage isolant. Le vitrage isolant doit être posé dans une feuillure ventilée et drainée. (Pour la garantie du double vitrage). La profondeur de la feuillure varie entre 17 mm et 22 mm, 18 mm étant la profondeur la plus courante. On parle parfois aussi de hauteur de feuillure mais étant donné qu une rainure se définit par sa largeur et sa profondeur, ce sont également ces dénominations que l on préfère pour les feuillures. Feuillure Paul Delcour Chapitre 5: Profilage et assemblage 29
On prévoit 15 mm minimum pour le talon de feuillure, afin d éviter le déboîtement du bois. La largeur de la rainure de ventilation est de 4 à 10 mm et sa profondeur de 4 à 6 mm. Un conduit de drainage ou la prolongation de la rainure dans l assemblage permet l évacuation de l eau éventuellement infiltrée. La rainure de ventilation a pour but: d évacuer les eaux de pluie éventuellement infiltrées dans la feuillure; de faire évaporer le plus rapidement possible la condensation d humidité du bois et l eau de pluie éventuellement infiltrée, pour éviter toute corrosion au niveau des joints du vitrage isolant. La largeur de la feuillure à verre (éventuelle) est de 4 mm et sa profondeur est identique à celle de la rainure de ventilation, en général 4 mm. La feuillure à verre a pour but: d ancrer la parclose horizontale au moyen d un tenon; de renforcer les assemblages au moyen d un contre-profilage au droit des traverses intermédiaires et des montants. 5.2.2 Raccord entre dormant et vantail semi-industriel: système 4 mm et barrière d étanchéité directe ou indirecte Un jeu périphérique de 4 mm est prévu entre les éléments du dormant et du vantail. Ce jeu latéral est appelé feuillure standard. Les gâches, nécessaires pour fermer le vantail dans le dormant ou le vantail, doivent encore être encastrées (lardées) dans les éléments du dormant ou du vantail. Raccord entre dormant et vantail Paul Delcour 30 Chapitre 5: Profilage et assemblage
Système 4 mm Siegenia / Sint-Martens-Latem Précisons maintenant la différence entre raccordement indirect et raccordement direct entre le vantail et le dormant. Barrière directe et indirecte à l eau Paul Delcour Barrière indirecte à l eau: l eau de pluie qui pénètre entre le vantail et le dormant est récupérée dans la pièce d appui, dans une chambre de décompression en bois. Cette eau récupérée est évacuée par les conduits de drainage intégrés à la pièce d appui ou s évapore si elle est en faible quantité. Barrière directe à l eau: l eau de pluie qui pénètre entre le vantail et le dormant est récupérée directement en dehors de la pièce d appui dans un profilé de drainage en aluminium anodisé. Ce profilé comprend des orifices de drainage par lesquels l eau récupérée peut être évacuée ou s évaporer. Chapitre 5: Profilage et assemblage 31
Profilé de drainage dans une barrière directe à l eau Paul Delcour industriel: système 11 mm ou 12 mm et barrière directe ou indirecte à l eau Un jeu périphérique de 11 mm ou 12 mm est prévu entre les éléments du dormant et du vantail. Ce jeu latéral est appelé feuillure européenne. Les gâches, nécessaires pour fermer le vantail dans le dormant ou le vantail, ne doivent plus être encastrées dans les éléments du dormant ou du vantail, mais il suffit de les visser en place dans la rainure ou la feuillure à ferrure. Raccordement entre le dormant et le vantail Paul Delcour 32 Chapitre 5: Profilage et assemblage
Système 11-12 mm Roto 5.2.3 Pivots et points de fermeture On doit prévoir dans le vantail et le dormant (en hauteur, en largeur ou dans une combinaison des deux) plusieurs pivots et points de fermeture qui assurent une bonne fermeture du vantail sur le dormant. De la sorte, le vantail s appuie uniformément sur le dormant tout en assurant un bon fonctionnement du vantail. Barrière directe et indirecte à l eau Paul Delcour La quincaillerie proprement dite doit répondre à plusieurs critères importants: être robuste et fabriquée dans un matériau durable, fonctionner correctement, être sans danger, être facile à manœuvrer et souple. Les ferrures sont entaillées dans le vantail. Les fabricants de quincaillerie et les fabricants de fenêtres visent à une standardisation de la quincaillerie destinée aux différents éléments de menuiserie. C est ainsi qu aujourd hui on constate une uniformité dans les rainures de quincaillerie, qu il s agisse de portes/fenêtres ouvrantes, de portes/fenêtres oscillo-battantes, de ferrures à soufflet ou à bascule, de ferrures pliantes coulissantes... Chapitre 5: Profilage et assemblage 33
La rainure universelle de quincaillerie est fraisée à un endroit différent du vantail pour le système 4 mm et le système 11-12 mm: dans le cas du système 4 mm: la gâche est fraisée après le ponçage du dormant, au même niveau que le côté apparié du dormant; Rainure universelle de quincaillerie avec système 4 mm Paul Delcour dans le cas du système 11-12 mm: la gâche n est pas au même niveau que le côté apparié du dormant. Rainure universelle de quincaillerie avec système 11-12 mm Paul Delcour 5.2.4 Assemblages assemblages dans le vantail Les assemblages d angle sont réalisés au moyen d assemblages à tenon et mortaise ou au moyen d assemblages à tenon et enfourchement. Dans ce dernier type d assemblage, l épaisseur du bois est divisée en un nombre impair ou pair de parties. Les enfourchements ouverts se trouvent dans les pièces verticales et les tenons, dans les pièces horizontales. Dans le cas de châssis avec double vitrage isolant, on compte 5 ou 6 parties, dans le cas de triple vitrage isolant, 5, 6 ou 7 parties. On applique une répartition paire des tenons dans le vantail pour les raisons suivantes: surface d encollage accrue, aspect homogène du dormant et du vantail à l extérieur (le côté non apparié), moins de bois de bout dans le bas à l extérieur du vantail, ce qui évite l absorption d humidité. 34 Chapitre 5: Profilage et assemblage
L épaisseur des tenons et le profil de la répartition impaire ou paire dépendent de la feuillure, fraisée au niveau de la joue du vantail. Assemblages dans le vantail Paul Delcour Assemblages dans le vantail Paul Delcour Chapitre 5: Profilage et assemblage 35
assemblages dans le dormant Les assemblages d angle sont réalisés au moyen d assemblages à tenon et enfourchement, l épaisseur du bois étant divisée en un nombre impair de parties. Les enfourchements se trouvent dans les éléments horizontaux et les tenons dans les éléments verticaux. Comme le bois de bout des montants ne touche pas le seuil du mur, il ne peut pas y avoir d absorption capillaire de l humidité. Les tenons sont sciés ± 10 mm plus courts que les dimensions extérieures du dormant afin de lutter contre l absorption d humidité. Assemblages dans le dormant Paul Delcour 36 Chapitre 5: Profilage et assemblage
L épaisseur des tenons et le profil de la répartition impaire dépendent du profil fraisé sur la joue du dormant. Assemblages dans le dormant Paul Delcour 5.2.5 Profilage doux (casser les arêtes) Les arêtes vives du bois, à plus forte raison lorsqu il s agit de pourtour de petites surfaces, sont très vulnérables et les échardes peuvent causer des lésions. En raison du phénomène de tension superficielle, le produit de finition appliqué se rétracte sur les surfaces latérales et les arêtes vives des angles extérieurs acérés sont dès lors peu ou pas couvertes. Un angle intérieur vif est plus difficile à entretenir; c est pour cette raison, ainsi que pour des motifs esthétiques, que les angles intérieurs sont également adoucis. Le profilage doux consiste à pratiquer un arrondi ou un chanfrein à 45. sur les angles apparents intérieurs et extérieurs de tous les éléments du dormant et du vantail. Nous parlons alors d un joint marqué, utilisé plus couramment en production industrielle. Chapitre 5: Profilage et assemblage 37
5.2.6 La parclose La section des parcloses dépend généralement du talon de feuillure et est d environ 18 sur 15 mm. En appliquant un profilage doux à la parclose, il est possible de la positionner dans le même plan que la surface appariée ou non appariée du vantail ou du dormant. Les parcloses peuvent être positionnées de trois manières différentes: en saillie, en retrait, plane avec marquage du joint: la parclose présente dans sa partie inférieure un arrondi ou un joint d ombre périphérique d environ 3 x 3 mm Emplacement de la parclose Paul Delcour Agrafage invisible de la parclose Contimeta NV / Gent-Oostakker Agrafage invisible de la parclose Contimeta NV / Gent-Oostakker 38 Chapitre 5: Profilage et assemblage
5.3 Menuiserie extérieure à recouvrement en PVC 5.3.1 Feuillures sur les profilés du dormant et du vantail Les profilés creux du vantail sont pourvus sur le pourtour d une feuillure (battée) simple, double ou triple, indépendamment de la feuillure simple présente dans les profilés du dormant. Les profilés extrudés creux en PVC dur, résistant aux chocs, du vantail sont pourvus sur le pourtour d une rainure (battée) simple, double ou triple, indépendamment de la rainure simple dans les profilés du dormant. Feuillures Deceuninck Plastics Industries NV / Hooglede-Gits Feuillures Paul Delcour Chapitre 5: Profilage et assemblage 39
5.3.2 Feuillure à verre et parclose Le vitrage double ou triple est placé dans une feuillure de minimum 20 mm de profondeur, conformément aux directives de la STS 38 et aux prescriptions du fabricant. La feuillure est drainée au moyen de 2 conduits de drainage de 5 mm de diamètre et de 25 mm de long. Ces conduits assurent une ventilation contrôlée via les chambres creuses des profilés et permettent l évacuation de l eau de condensation éventuelle. La section des parcloses est chanfreinée ou profilée afin d obtenir un effet optique plus mince. Les parcloses se rejoignent en onglet dans les angles. La vitre est maintenue en place par enclipsage des parcloses dans les profilés principaux sur toute la longueur. De la sorte, il est possible de poser et de retirer rapidement le vitrage. Les parcloses sont accompagnées d une garniture extrudée ou co-extrudée. Feuillure à verre et parclose Vrebos-Stas NV / Overijse 5.3.3 Raccord entre dormant et vantail Tous les profilés du vantail et du dormant sont raccordés selon le système industriel à une barrière indirecte à l eau, dans laquelle les gâches, nécessaires pour fermer le vantail dans le dormant ou le vantail, sont vissées sur les profilés à l aide de vis anti-corrosion. Tous les profilés horizontaux sont pourvus de fentes de drainage et/ou de décompression au niveau des feuillures, ce qui permet une ventilation adéquate via les chambres creuses prévues à cet effet (minimum 2 fentes par vantail et par dormant à minimum 100 mm d un angle extérieur). Si le drainage par les fentes s effectue par l extérieur, on place un embout de protection. Les fentes pratiquées dans les feuillures et les fentes du côté extérieur doivent être distantes d au moins 50 mm pour éviter l effet de sifflement. Il ne peut pas y avoir de fentes dans une chambre comprenant des profilés de renfort ou de la quincaillerie. 40 Chapitre 5: Profilage et assemblage
5.3.4 Pivots et points de fermeture Tous les pivots et points de fermeture universels courants anti-corrosion sont fixés au moyen de vis autotaraudeuses galvanisées et montés conformément aux directives des STS 36 et STS 52. La quincaillerie est fixée plus solidement lorsqu on fore à travers deux chambres creuses, c est-à-dire lorsque les vis traversent deux parois. 5.3.5 Assemblages L assemblage entre deux profilés extrudés s effectue au droit de l onglet: les profilés sont sciés légèrement trop longs. Les profilés de renfort et les coins co-soudables sont introduits dans les profilés PVC. Les onglets sont chauffés, pressés l un contre l autre et soudés (thermosoudés). Les bourrelets de soudure sont ensuite fraisés/poncés puis l onglet est lustré. Assemblage Deceuninck Plastics Industries NV / Hooglede-Gits Feuillure Engels NV / Lokeren Chapitre 5: Profilage et assemblage 41
Feuillures Deceuninck Plastics Industries NV / Hooglede-Gits 42 Chapitre 5: Profilage et assemblage
Fenêtre en PVC Paul Delcour 5.4 Menuiserie extérieure à recouvrement en aluminium 5.4.1 Feuillures dans les profilés du vantail et du dormant Les profilés se composent de demi-coquilles tubulaires en aluminium que le fabricant assemble lui-même suivant un procédé mécanique pour former des profilés à trois chambres à l aide de barrettes isolantes en polyamide. De cette manière, une couleur différente peut être appliquée à l intérieur et à l extérieur. L ensemble du profilé de vantail est pourvu sur sa périphérie d une feuillure simple (battée), indépendamment de la feuillure présente dans les profilés du dormant. 5.4.2 Feuillure à verre et parclose Le vitrage double ou triple est posé dans une feuillure de minimum 18,5 mm de profondeur. La feuillure est transpercée d un orifice de 5 mm dans les montants du vantail au niveau des charnières et des poignées. On obtient de cette manière une égalisation de la pression autour du vitrage isolant. Les parcloses sont maintenues en place par la pression du vitrage vers l intérieur ou vers l extérieur, selon que l on applique une parclose intérieure ou extérieure. Les parcloses ne sont donc pas enclipsées. Un cordon d étanchéité cylindrique en caoutchouc cellulaire est placé dans un conduit extrudé de la parclose afin d empêcher l infiltration d eau. Chapitre 5: Profilage et assemblage 43
Feuillure et parclose Paul Delcour 5.4.3 Raccord entre le dormant et le vantail Tous les profilés du vantail et du dormant sont raccordés à une barrière indirecte à l eau; les gâches nécessaires pour fermer le vantail sont vissées sur les profilés à l aide de vis inoxydables. Tous les profilés inférieurs et intermédiaires horizontaux sont pourvus d un système de drainage: 3 trous ronds de minimum 8 mm de diamètre ou une fente de 8,5 sur 34 mm. Les 3 trous ronds ou la fente sont espacés de 500 mm et leur distance maximale jusqu aux angles est de 250 mm. Les systèmes de drainage du vantail et du dormant doivent être décalés l un par rapport à l autre. 5.4.4 Pivots et points de fermeture Tous les pivots et points de fermeture universels et anti-corrosion courants sont fixés au moyen de vis en acier inoxydable. 5.4.5 Assemblages Châssis en aluminium Paul Delcour 44 Chapitre 5: Profilage et assemblage
Les assemblages d angle entre les profilés en aluminium sciés en onglet sont réalisés par: assemblage manuel à l aide de tourillons, compression pneumatique industrielle. Assemblage Engels NV / Lokeren Chaque angle comprend plusieurs points d assemblage: des coins à compression ou des coins vissés. Préalablement à la compression des coins à compression ou des coins vissés, les sections des profilés sciés en onglet sont encollées au moyen d une colle PUR bicomposant ou pourvues d un mastic d étanchéité élastique neutre. Une équerre de soutien spéciale en aluminium assure le maintien dans le plan des angles en onglet; ces équerres sont également fixées par une colle PUR à deux composants. Un coin de remplissage en plastique assure la finition de l assemblage entre les bandes isolantes de polyamide. Assemblages transversaux: les profilés transversaux sont fixés à l aide de pièces en T ou de vis à travers le dormant. Les pièces en T sont fixées au dormant au moyen de vis et/ou de goupilles noyées. Les pièces en T sont étanchées au moyen de pièces de remplissage adéquates et d un produit d étanchéité à élasticité permanente. Chapitre 5: Profilage et assemblage 45
Assemblage alu vissé et pressé Reynaers International / Duffel 46 Chapitre 5: Profilage et assemblage
5.5 Menuiserie extérieure à recouvrement en acier Dans le cas de fabrication de menuiserie en acier, les profils débités à angle sont assemblés par soudure électrique sur tout le périmètre extérieur de la jonction, renforçant ainsi la rigidité de l ensemble. S ensuit une phase de finition qui a pour but d éliminer en surface tous les résidus de soudures et d obtenir ainsi une surface parfaitement lisse. On retrouve ce même mode opératoire lors de l assemblage de traverses ou de montants. Les parcloses utilisées peuvent êtres en aluminium (enclipsées) ou en acier (vissées), en fonction du cadre d utilisation ou du niveau de sécurité recherché par l utilisateur. Parclose vissée Paul Delcour Les pivots (paumelles) sont en règle générale soudés, mais il existe également des systèmes à visser dans le cas de charge plus importante. Les points de fermetures qu ils soient simples ou de hautes sécurité, sont vissés aux endroits préalablement fraisés pour les y accueillir. Chapitre 5: Profilage et assemblage 47
48 Portes et fenêtres - 1 re partie
6 Applications industrielles 6.1 Fenêtre fixe en bois Fenêtre fixe en bois Châssis dormant Paul Delcour 6.2 Fenêtre fixe en PVC Fenêtre fixe en PVC Paul Delcour 6.3 Fenêtre fixe en aluminium Fenêtre fixe en aluminium Paul Delcour Chapitre 6: Applications industrielles 49
6.4 Fenêtre fixe en acier Fenêtre fixe en acier 6.5 Fenêtre fixe en PUR COUPE VERTICALE Fenêtre fixe en PUR Belcopur / Houthalen COUPE HORIZONTALE 50 Chapitre 6: Applications industrielles
6.6 Fenêtre à simple ouvrant en bois Fenêtre à simple ouvrant en bois Paul Delcour 6.7 Fenêtre à simple ouvrant en PVC Fenêtre à simple ouvrant en PVC Paul Delcour Chapitre 6: Applications industrielles 51
6.8 Fenêtre à simple ouvrant en aluminium Fenêtre à simple ouvrant en aluminium Paul Delcour 6.9 Fenêtre à simple ouvrant en acier Fenêtre à simple ouvrant en acier 6.10 Fenêtre à simple ouvrant en PUR COUPE HORIZONTALE Fenêtre à simple ouvrant en PUR Belcopur / Houthalen COUPE VERTICALE 52 Chapitre 6: Applications industrielles
6.11 Fenêtre à double ouvrant en bois Fenêtre à double ouvrant en bois 6.12 Fenêtre à double ouvrant en PVC Paul Delcour Fenêtre à double ouvrant en PVC Paul Delcour Chapitre 6: Applications industrielles 53