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COURS - La deuxième génération des Eurocodes 3 : une évolution ou une révolution ?

    Menuiserie en acier

    Introduction

    Si les qualités et les défauts des châssis en bois, en PVC et en aluminium thermolaqué sont bien connus des architectes et autres prescripteurs, les châssis en acier restent encore trop discrets sur le marché et n’occupent pas la place que leurs qualités devraient leur assurer.

    Citons en premier leur remarquable résistance mécanique : non seulement l’acier est un métal dont les caractéristiques intrinsèques sont très largement supérieures à tout autre matériau de menuiserie, mais il bénéficie en plus d’une technique d’assemblage par soudage qui confère aux ensembles de châssis une indéformabilité que seraient bien en peine d’atteindre ses concurrents, assemblés par tenons et mortaises, enfourchements ou autres pièces rapportées.

    Il en résulte que le châssis acier permet de garantir la rigidité et la stabilité d’ensembles vitrés de bien plus grandes surfaces ou, à dimensions égales de vitrage, de diminuer sensiblement la section des profilés au profit d’une légèreté esthétique sans équivalent. La soudure des paumelles ou des charnières sur les montants augmente encore la solidité de l’ensemble.

    Autre qualité: la facilité de façonnage qui permet les formes et les cintrages les plus compliqués, y compris pour l’exécution de courbes irrégulières. Le châssis acier est adaptable à chaque cas particulier. Des procédés de soudage au laser contribuent à une flexibilité d’usage inconnue avec les autres matériaux: renforts structurels et augmentation de la stabilité sans accroissement des dimensions visibles des profils, obtention de formes recherchées et notamment de courbes de rayons variables. Cette dernière possibilité est particulièrement unique et rend le choix de l’acier incontournable en rénovation, lorsqu’il s’agit de suivre des baies aux formes complexes et irrégulières.

    En pratique, les châssis acier sont présents dans tous les domaines où la qualité doit être au rendez-vous: la sécurité pour les banques, la finesse exigée par des restaurations historiques ou le design d’intérieur, la résistance au vandalisme, les portées exceptionnelles. Ces qualités peuvent également être mises à profit par les architectes dans des bâtiments plus modestes et plus simples. En effet, le concepteur peut imaginer tirer parti de ces qualités intrinsèques de résistance pour concevoir autrement les ouvertures, en les regroupant. Les possibilités de concentration et d’agrandissement des baies, de simplification des finitions et d’absence d’entretien, font que le coût final de la solution acier est plus intéressant que tout autre.

    Sécurité et résistance au feu

    Hormis l’esthétique raffinée conférée par la finesse des profils, la solidité de l’acier a pour autre avantage de garantir la sécurité des biens et des personnes : résistance aux chocs et à l’effraction. Les principales banques du pays recourent aux profilés acier pour la construction d’ensembles vitrés mariant la transparence de grandes baies avec la sécurité d’un lourd vitrage pare-balle nécessaire à la protection de leurs employés. Les propriétaires de logements locatifs ou les sociétés de logements sociaux privilégient également l’acier pour l’équipement des ‘communs’, minimisant ainsi le risque de dégradations dues à un usage inconsidéré ou au vandalisme.

    Insistons aussi sur la contribution de l’acier à la résistance au feu. Le matériau permet la création de vastes parois vitrées garantissant le respect des normes incendie par une résistance au feu de 30 à 60 minutes, voire plus selon le type de verre retenu. En outre, les portes coupe-feu bénéficient de la marque Benor/ATG. Ici aussi, en assura

    Profilés avec/sans coupure thermique

    Profilés sans coupure thermique

    D’un point de vue technique, les profilés peuvent être classés en deux grandes familles : avec ou sans coupure thermique..

    Ces types de profilés sont particulièrement fins et certains d’entre eux sont compatibles avec la pose de double vitrage. La faible surface de la section du profilé comparativement à la surface du verre (de l’ordre de 15%) peut compenser l’absence de coupure thermique à un point tel que les performances globales de la fenêtre sont supérieures à celles d’une fenêtre en bois ou en PVC équipées d’un vitrage aux performances thermiques équivalentes.

    Rappelons au passage que le caractère isolant d’une fenêtre est en réalité obtenu par un calcul de pondération entre la valeur lambda du vitrage et celle propre au châssis, proportionnellement à leurs surfaces respectives.

    Certains fabricants proposent des profilés sans coupure thermique n’autorisant que la pose de simple vitrage, cherchant à retrouver la finesse extrême et l’immatérialité des grandes œuvres métalliques du 19e et début du 20e siècle. La restauration de grandes serres des jardins botaniques est la principale bénéficiaire de cette légèreté retrouvée.
    Lors de la rénovation, la pose de montants et traverses intermédiaires en T, soudés à leurs extrémités sur le châssis périphérique des fenêtres permet de retrouver la fine esthétique des croisillons anciens tout en autorisant le choix de vitrage de grande surface, plus résistant et plus facile à entretenir.

    Profilés à coupure thermique

    La large gamme des profils à coupure thermique a été développée comme réponse au risque théorique de la condensation sur les parois intérieures des châssis acier. Dans la pratique, il a été constaté que ce risque est inexistant pour peu que les locaux soient ventilés normalement. Ces profilés peuvent offrir une qualité d’isolation thermique ou de résistance au feu particulièrement remarquable.

    Aspect esthétique: matières et couleurs

    Aujourd’hui, l’acier peut être revêtu d’une peinture thermolaquée dans toutes les teintes RAL. Il est à remarquer que sa surface micro-granuleuse garantit un meilleur accrochage de la peinture que sur un châssis aluminium. La durabilité est donc meilleure et l’entretien encore plus facile. Les finitions inox, acier brossé, laiton, laiton poli restent évidemment disponibles.

    Plus récente, pour ne pas dire inédite, est la réalisation de châssis en acier auto-patinable (Cor-Ten, Indaten, Diweten). Cette proposition s’avère une réussite esthétique par sa patine naturelle et protectrice de couleur brun/rouille qui se décline en un camaïeu de teintes changeantes en fonction du temps et du climat.

    Combinée avec la finesse des montants, cette finition auto-patinable confère un aspect unique à chaque ouverture. Elle répond aussi bien aux impératifs recherchés en rénovation de demeures historiques qu’à l’expressivité d’une architecture contemporaine.

    Les plus de l’acier

    • Moindre conductivité thermique: L’acier présente une conductivité thermique de 55W/mk  4 fois inférieure à celle de l’aluminium.
    • Grande résistance mécanique: La résistance mécanique de l’acier est 3 fois supérieure à celle de l’aluminium.
    • Faible dilatation: Le coefficient moyen de dilatation linéaire thermique de l’acier (11,5 mm/mm/°C x 10-6) est le plus proche de la maçonnerie. Il est 2 fois inférieur à celui de l’aluminium et 7 fois inférieur à celui du PVC. Pour éviter les infiltrations, l’aluminium ou le PCV doivent avoir des systèmes d’ancrage qui permettent le mouvement du joint dans les murs maçonnés.
    • Solidité d’assemblage: L’assemblage par soudage, sans vis ni emboîtement, assure la stabilité à long terme.
    • Isolation acoustique: La masse volumique importante de l’acier (7.800 kg/m³) est un point favorable pour l’acoustique. Elle est 3 fois supérieure à l’aluminium et 6 à 8 fois supérieure au bois et au PVC.
    • Recyclable à 100%:  L’acier est un matériau naturel et durable qui peut être récupéré ou retravaillé. Il est recyclable indéfiniment et à 100%

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