Construction de fenêtres

Évaluation des fenêtres antichute avec limiteurs d’ouverture

Texte et photos : Simon Stüer, Manuel Demel (ift Rosenheim).

 

Les vitrages antichute sont des vitrages conçus pour empêcher les personnes de tomber à un étage inférieur. En cas de choc, le risque de blessure doit être faible. En outre, la zone de circulation directement en contrebas ne doit pas être entravée par des fragments. Les vitrages antichute doivent pouvoir résister en toute sécurité à des chocs comme à des contraintes statiques. Les éléments de protection contre les chutes doivent être attestés en vertu des clauses techniques de construction.
Du point de vue architectural et en physique des bâtiments, on est face à un besoin accru d’utiliser des éléments ouvrants tels que les fenêtres et les porte-fenêtres au lieu des vitrages fixes, des garde-corps et des barrières. L’ouverture partielle ou entière de ces vantaux de fenêtre pleine hauteur à des fins d’aération, de nettoyage et d’entretien supprime toute protection contre les chutes. Les fenêtres qui doivent être ouvertes et disposer d’une protection contre les chutes ne sont pas des produits de construction réglementés, car elles ne font l’objet d’aucune réglementation technique ni de règles techniques généralement admises.
Pourtant, beaucoup de bâtiments utilisent de telles fenêtres. Se pose alors la question de savoir comment garantir et démontrer la sécurité contre les chutes. En principe, les parties à la construction sont responsables du respect des règles de droit public. Face à des demandes récurrentes, l’ift a développé un concept de contrôle pour fenêtres ouvrantes avec exigences de sécurité contre les chutes.

Quelles sont les exigences applicables aux fenêtres avec limiteur d’ouverture ?

Les exigences générales pour les fenêtres sont définies dans la norme SIA 331 Fenêtres. Les caractéristiques de performance sont fixées dans la déclaration de performances selon la norme produit harmonisée SN EN 14351-1. Les fenêtres antichute doivent résister aux contraintes attendues.

Extrait de la norme SIA 331
2.7.4 Protection des personnes
2.7.4.1 Les fenêtres doivent être conçues et construites pour être sans danger à l’utilisation et l’entretien.

Extrait de la norme SN EN 14351-1
4.8 Résistance des dispositifs de sécurité
Les dispositifs de sécurité (dispositifs de fixation et cisailles, dispositifs de blocage et de sécurité fixés à des fins de nettoyage) doivent, lorsqu’ils sont en place et en fonctionnement conformément au mode d’emploi publié par le fabricant, pouvoir maintenir le vantail de porte ou de fenêtre pendant 60 secondes dans la position la plus défavorable (situation, direction), sous une charge de 350 N.
Cette résistance de seuil doit être démontrée par des essais selon la norme SN EN 14609 ou SN EN 948 (méthode de référence) ou par calcul.

Les profilés de cadre doivent disperser les charges subies par le vitrage/le remplissage dans le corps de bâtiment (figure 3). Pour les fenêtres antichute, les éléments porteurs, y compris l’ancrage dans le corps de bâtiment, doivent être conformes aux prescriptions techniques de construction applicables. La preuve peut être apportée par des essais dynamiques (chocs pendulaires) ou statiques (capacité de charge). En cas d’essai statique, une capacité de charge par point de fixation > 2,8 kN (charge de rupture) dans la direction de la charge de référence est exigée pour la fixation au corps de bâtiment. La descente de charge doit être attestée par une statique de fenêtre depuis l’élément antichute jusqu’au sol. Dans le cas décrit, l’utilisation de limiteurs d’ouverture empêche généralement l’ouverture complète d’un vantail.

 

La série de normes SN EN 13126 et suivantes définit les exigences de performance en matière de résistance, durabilité et résistance à la corrosion des ferrures pour fenêtres antichute. La ferrure et le limiteur d’ouverture doivent satisfaire au moins aux exigences de fonctionnement en continu de 20 000 cycles et de résistance à la corrosion de classe 5. La classe de sécurité d’utilisation est fixée à 3/3 pour les limiteurs d’ouverture et les fenêtres s’ouvrant vers l’intérieur. La classe « 3/x » correspond à une ouverture inférieure à 89 mm et la classe « x/3 » correspond à un essai de choc pendulaire dans le sens de l’ouverture avec une hauteur de chute de 450 mm. Cela couvre également le cas de charge « vent » pour une fenêtre fermée mais non verrouillée.
De même que la cheville et la vis doivent être compatibles pour le concept de sécurité de la fixation du cadre dans le corps de construction, la ferrure et le limiteur d’ouverture doivent être combinables dans le profilé du cadre de fenêtre. Cependant, toutes les combinaisons de ferrures et de limiteurs d’ouverture n’ont pas été vérifiées ; il faut donc évaluer les interactions et ainsi la répartition des forces (angles, écartements, etc.).

Vérification des scénarios de contrainte

Trois aspects sont à prendre en considération pour le contrôle des fenêtres ouvrantes avec exigences en matière de protection contre les chutes :
– le comportement en cas de sollicitation dynamique (erreur de commande, choc, etc.)
– la durabilité en cas d’utilisation répétée (usage normal, essai de fonctionnement permanent)
– la résistance de la construction aux tentatives de manipulation (modification non autorisée des éléments importants pour la sécurité).
Toutefois, les échantillons, les centres de gravité et le contenu des essais peuvent varier en fonction de la conception prévue, de la situation d’installation, des exigences particulières et des éléments imposés par l’autorité d’homologation. Une concertation étroite entre les parties prenantes est nécessaire au préalable.

Charge d’impact dans le sens d’attaque, de l’intérieur vers l’extérieur

Les fenêtres antichute doivent satisfaire à toutes les exigences, qu’elles soient fermées ou ouvertes avec limiteur d’ouverture en butée. Le critère de défaillance est la rupture ou l’endommagement du limiteur d’ouverture ayant une incidence sur la fonction de protection.

Durabilité en cas d’utilisation répétée

La durabilité du limiteur d’ouverture doit être garantie en contrôlant le fonctionnement durable pour une ouverture et une fermeture répétées du vantail portant son poids maximum et dans son format le plus défavorable, en vérifiant la fonction de maintien. Dans le processus d’ouverture, le vantail est arrêté uniquement par le limiteur d’ouverture. La vitesse de référence de 0,5 m/s est indépendante du poids du vantail et doit être atteinte avant d’arriver à la position d’ouverture limitée prévue. Le nombre de cycles est fixé à 20 000.

 

« La durabilité du limiteur d’ouverture doit être garantie en contrôlant le fonctionnement durable pour une ouverture et une fermeture répétées du vantail portant son poids maximum et dans son format le plus défavorable, en vérifiant la fonction de maintien. »  

 

Sécurité contre les manipulations

La fixation du limiteur d’ouverture et/ou, dans le cas de systèmes en deux parties, du mécanisme de verrouillage doivent être protégés contre tout démontage et détachement non autorisés des éléments importants pour la sécurité à l’aide de petits outils, par les mesures appropriées. La sécurité de manipulation doit également être considérée comme suffisante lorsque les éléments sont montés de telle manière qu’il est pratiquement impossible d’y accéder par le côté d’attaque. Une intervention manuelle tente de mettre hors service la fonction de protection. Le contrôle est réussi si la largeur maximale d’ouverture est respectée avec les outils prescrits et dans le temps défini.
Les contrôles décrits s’appuient l’un sur l’autre et doivent être contrôlés dans l’ordre prescrit par le concept de contrôle de l’ift. Entre les phases de contrôle, un contrôle visuel et fonctionnel est assuré, ainsi qu’un contrôle de la largeur d’ouverture sous précharge à hauteur de poignée.

 

Contrôle de la largeur d’ouverture

Pour une fenêtre antichute, la largeur d’ouverture est limitée à 89 mm maximum. Cela permet également d’éviter le passage de jeunes enfants âgés de 9 à 12 mois selon la norme CEN/TR 13387. Si la cote d’ouverture est dépassée en un point, le contrôle est considéré comme échoué. Dans le cadre de l’agrément, l’autorité de construction peut opter, selon les conditions locales et le risque, pour une largeur d’ouverture différente (p. ex. < 120 mm) qui doit ensuite être vérifiée dans le cadre des justificatifs. La variation de l’ouverture entre les différentes étapes du contrôle est limitée par une variation maximale de 10 % de la largeur d’ouverture établie et mesurée avant le contrôle, mais ne doit jamais dépasser la valeur prescrite. Si la largeur d’ouverture est obtenue par des éléments fixes supplémentaires et le vantail, par exemple pour des éléments d’insertion dans les façades poteaux-traverses, ces dispositions s’appliquent en conséquence.

 

Conclusion

Les fenêtres avec limiteurs d’ouverture peuvent également être utilisées comme éléments antichute. Le concept de contrôle de l’ift décrit ci-dessus permet de tester et d’évaluer différentes combinaisons. Une analyse des risques permet de définir le niveau de sécurité et la largeur d’ouverture.
Pour le planificateur, il est conseillé de prendre en compte d’autres facteurs tels que :
– une redondance fonctionnelle,
– l’indication de l’état de fonctionnement,
– les plans d’inspection et d’entretien, et
– une convention d’utilisation.

Les installateurs doivent choisir avec finesse les différents éléments de construction. Ils doivent également faire usage de leur obligation d’information, car une fenêtre avec limiteur d’ouverture ne constitue pas un élément de construction règlementaire de protection contre les chutes et cela doit être clarifié avec le maître d’ouvrage avant l’exécution. Un fournisseur de système peut proposer au planificateur et au fabricant de fenêtres des systèmes pré-testés pour les différents cas d’application. Là encore, le concept de contrôle décrit constitue une bonne base de départ. ■