Fenêtre semi-fixe « Forte » RC4

Un développement à la limite du réalisable

Texte : René Pellaton / Photos : SWM Metallbautechnik AG

Ce projet passionnant est né d’une demande pour un bâtiment classé monument historique avec des exigences de sécurité très élevées. Il fallait près de 50 fenêtres semi-fixes (fenêtres à 2 vantaux sans montant central fixe), de classe de résistance RC4, ainsi que 85 fenêtres RC3 en aluminium. Les deux types de fenêtres devaient être visuellement identiques et s’inspirer des fenêtres élancées utilisées jusqu’alors et éliminées dans l’intervalle.
Christoph Wyler, propriétaire et directeur de SWM Metallbautechnik AG, a rapidement compris que les solutions usuelles du marché ne permettraient pas une telle réalisation. « Il n’y avait pas de fenêtres RC4 certifiées en Suisse », explique-t-il. Deux fournisseurs allemands ont été envisagés, mais leurs systèmes étaient visuellement trop massifs. Le fabricant a donc décidé de développer lui-même l’élément, une étape qui présentait un risque technique et posait aussi des exigences très élevées sur le plan entrepreneurial.

 

Premières étapes et base conceptuelle

Le partenaire système WICONA a rapidement été contacté. Christoph Wyler a pris contact en parallèle avec la Haute école spécialisée bernoise à Bienne, qui effectue les tests de sécurité correspondants en tant qu’institut de contrôle.
La première évaluation était réservée. Urs Stalder, responsable des tests, s’est montré sceptique quant à la possibilité de tester une fenêtre semi-fixe RC4. Mais c’est précisément cette affirmation qui l’a poussé à relever le défi. Un concept de procédure clair a été défini dès le début, afin de fixer les étapes de développement et de pouvoir réagir de manière ciblée à tout moment. Il a ainsi été possible d’identifier et de corriger précocement les développements défavorables : un facteur décisif dans un projet aux nombreuses inconnues.

Un développement entre renforcement et souplesse

Le développement était basé sur le système de profilés WICONA EVO 75. Il s’est rapidement avéré que celui-ci ne serait pas suffisant tel quel. Le système a été perfectionné de manière ciblée par SWM Metallbautechnik AG et WICONA : une cavité supplémentaire, des profilés renforcés et des adaptations au niveau des points de fermeture, des connecteurs et des verrouillages étaient nécessaires.
L’un des points essentiels était le bon équilibre entre les propriétés des matériaux. Il ne suffisait pas que le profilé devienne plus « rigide ». Au contraire, il devait se déformer de manière contrôlée sous contrainte, puis revenir à son état initial. Ce constat a été directement intégré dans le développement à partir de valeurs empiriques.
Les tests et adaptations partielles ont aussi porté sur des détails des parcloses ou des ferrures. Les éléments éprouvés n’ont pas été modifiés là où cela n’avait pas d’impact négatif sur la sécurité. Cette combinaison de développement et de maintien ciblé a été un élément central du succès.

 

Exigences de la norme d’essai

Les exigences de la norme SN EN RC4 sont élevées. Avant les tests d’attaque, des charges statiques de 10 kN sont placées à des endroits définis, aux quatre coins du verre ainsi qu’à chaque point de fermeture. Les pressions s’effectuent dans l’ordre. La déformation, mais aussi la capacité du système à revenir à son état initial sont ici déterminantes.
L’intégration de la fenêtre dans la construction était bien sûr tout autant importante. Les fixations, et en particulier les ancrages dans la maçonnerie et le bâtiment lui-même, doivent résister aux forces exercées. Le système est toujours considéré comme un tout lors des tests.

Essai dans des conditions réalistes

Les tests ont été réalisés à la Haute école spécialisée bernoise. Ils ont été suivis par l’ift Rosenheim, qui a consigné les résultats en mettant l’accent sur le profilé de fenêtre pour WICONA.
Il a fallu fabriquer deux éléments pour chaque type de fenêtre. Le premier a servi à l’analyse par l’institut de contrôle, identification d’éventuels points faibles comprise. Les plans techniques ont également été utilisés à cet effet. Le deuxième élément a été intégré dans une construction stable et soumis aux essais d’effraction.
L’essai s’est déroulé dans le cadre d’un système de gestion du temps, à la manière d’un match de hockey, avec une succession d’attaques, d’interruptions, d’analyses et de nouvelles attaques. Le chronomètre ne tournait que pendant le travail effectif sur la fenêtre, qui a duré 10 minutes.
Des outils prédéfinis ont été utilisés (ciseaux, burins et tournevis notamment). Ils ont permis de fendre des profilés, de s’attaquer à des parcloses et de tenter d’accéder au mécanisme de verrouillage. Des forces de plusieurs tonnes ont alors été exercées sur certains points.
« Même convaincus du développement, nous n’étions pas sereins en regardant », explique Dominic Wyler, maître en construction métallique et technicien en construction métallique ES-SMT, également impliqué dans le projet. « Les testeurs étaient parfaitement préparés et savaient exactement par où commencer. »

 

Quand les attaques échouent

Les attaques ont été concentrées sur les points de fermeture, les zones vitrées et bien sûr le profilé semi-fixe pour les fenêtres semi-fixes. Les examinateurs ont essayé de créer des ouvertures pour manipuler les ferrures et déplacer les verrouillages.
Les points forts du système ont été mis en évidence : les déformations entraînaient souvent des coincements, rendant l’ouverture encore plus difficile. Même avec des profilés fendus, il n’a pas été possible de créer des ouvertures suffisamment grandes ou d’accéder aux mécanismes décisifs.
Les tentatives de détacher le verre de la feuillure et de plier un angle du verre sur la diagonale n’ont pas non plus abouti. Les verres isolants triples avec verre feuilleté de sécurité de qualité P6b ont parfaitement résisté aux contraintes.
Le résultat des essais était également intéressant en ce qui concerne une hypothèse formulée dans la phase de développement : Christoph Wyler et son équipe estimaient que le vantail semi-fixe devait être doté d’un verrouillage vertical supplémentaire vers le haut et vers le bas, qu’ils avaient également installé.
La situation a toutefois été différente au fil des tentatives d’effraction. Après de puissantes tentatives, les examinateurs ont renoncé à poursuivre à ce niveau. Non pas parce qu’il aurait été très facile de l’attaquer, mais parce que les efforts nécessaires auraient été trop importants. Le temps disponible n’aurait pas suffi pour neutraliser ce verrouillage et tester d’autres points faibles potentiels.

Essais et mise sur le marché réussis

En fin de compte, ni la fenêtre oscillo-battante ni la fenêtre semi-fixe n’ont présenté de points faibles qui auraient permis une ouverture. Les essais pour SN EN RC4 ont ainsi été réussis.
Le développement a été réalisé dans le cadre d’une étroite collaboration : WICONA a poursuivi le développement du profilé et l’a fabriqué, tandis que SWM Metallbautechnik AG s’est occupé de la solution globale et a fabriqué les éléments de test.
Les investissements ont été considérables. Christoph Wyler tire néanmoins une conclusion claire : « Les investissements étaient importants, mais judicieux à long terme. »
Aujourd’hui, les éléments de fenêtre sont disponibles chez nous dans les classes de résistance RC3 et RC4. Nous assurons d’une part une distribution directe aux maîtres d’ouvrage via des architectes et directions des travaux en fonction des projets et nous proposons d’autre part une revente aux constructeurs métalliques et aux entreprises spécialisées. Pour ces derniers, SWM Metallbautechnik AG met à disposition les instructions de montage et les documents système correspondants.
Les éléments de fenêtre testés sont directement disponibles auprès de SWM Metallbautechnik AG.
www.swm-metallbau.ch

 

Le développement : une décision entrepreneuriale

Cette démarche menant à une fenêtre semi-fixe certifiée RC4 montre clairement que l’innovation dans la construction métallique exige plus que de simples connaissances techniques. Il faut une volonté de remettre en question les limites existantes, de procéder de manière structurée et d’investir des ressources considérables.
Avec le système « Forte », SWM Metallbautechnik AG est parvenue à développer une solution convaincante tant du point de vue de la technique de sécurité que de la conception. De quoi ouvrir de nouvelles perspectives, notamment pour des projets de construction exigeants, comme dans le domaine de la protection des monuments historiques.  ■