Charnières à ressort : fermeture automatique sans ferme-porte, réglage de la tension, et leurs limites

Une charnière à ressort referme une porte sans ferme-porte en applique. Elle ressemble à une paumelle ordinaire, mais elle renferme un ressort enroulé dans son nœud : ouvrir la porte arme le ressort, et la lâcher laisse le ressort ramener le vantail contre le dormant. La tension se règle au nœud à l'aide d'une tige et se bloque avec une goupille, si bien que la force de fermeture peut être augmentée ou diminuée sur place. C'est le seul réglage dont elle dispose.

Ce réglage unique marque la limite de la charnière à ressort. Elle n'a aucun contrôle hydraulique : elle ne peut ni régler la vitesse de fermeture, ni ralentir les derniers degrés pour que le pêne s'enclenche, ni amortir une porte ouverte brutalement. Elle convient aux portes intérieures légères qui doivent seulement revenir contre le dormant. Une porte lourde, une porte qui doit s'enclencher à chaque fois contre une serrure ou des joints, une porte extérieure exposée au vent, ou une porte coupe-feu dont les preuves d'essai exigent un ferme-porte demande à la place un ferme-porte en applique ou un pivot de sol.

Comment une charnière à ressort referme une porte

Le nœud contient un ressort de torsion. Une extrémité est ancrée à l'une des lames. L'autre est tenue par un capuchon de réglage en haut du nœud, bloqué en position par une goupille engagée dans l'un des trous d'une couronne. Tourner le capuchon avant de le goupiller arme le ressort, porte fermée. Cette armure stockée, la précharge, est ce qui maintient la porte fermée, et chaque degré d'ouverture s'y ajoute.

La conséquence est le point que la plupart des cahiers des charges négligent. Un ressort de torsion pousse le plus fort lorsqu'il est le plus armé, c'est-à-dire porte grande ouverte, et le moins dans les derniers degrés avant que la porte rencontre le dormant. Ces derniers degrés sont précisément ceux où le pêne doit franchir la gâche et où un joint doit se comprimer. Une charnière à ressort qui claque une porte depuis 90° peut encore la laisser appuyée contre le pêne, car la force disponible au dormant n'est que la précharge.

Charnière à ressort ou ferme-porte en applique

Dimensionner un ferme-porte en applique selon la largeur et la masse d'une porte est un sujet à part, traité dans notre guide des forces de ferme-porte. Le propos ici est plus étroit : une charnière à ressort est un ferme-porte à un seul réglage, et tout ce que font les autres réglages d'un ferme-porte lui manque.

Régler la tension

La tension se règle porte fermée. La tige de réglage s'engage dans un trou du capuchon en haut du nœud. La tige fait tourner le capuchon dans le sens de fermeture, généralement marqué sur la charnière, un trou à la fois. La goupille de blocage s'engage dans le trou libre suivant, puis la tige est retirée. Pour réduire la tension, on suit les mêmes étapes en sens inverse, en tenant fermement la tige pendant le retrait de la goupille, car le ressort est armé et ferait tourner le capuchon en arrière.

Toutes les charnières à ressort d'un même vantail doivent avoir la même précharge. Des réglages inégaux font travailler une seule charnière, ce qui vrille le vantail et use cette charnière en premier. La méthode consiste à avancer chaque charnière du même nombre de crans puis à tester, plutôt qu'à ajuster une seule charnière jusqu'à ce que la porte se comporte bien.

Le test est simple. Ouvrez la porte à 90° et lâchez-la. Elle doit se fermer complètement et s'enclencher sans claquer. Si elle s'arrête avant de s'enclencher, ajoutez un cran à chaque charnière. Si elle claque, retirez un cran à chacune. Si aucun réglage ne permet à la fois d'enclencher la porte et d'éviter qu'elle claque, la porte a besoin d'un appareil à contrôle de vitesse, et davantage de tension ne fera que la rendre plus dure à ouvrir.

Aucun de nos quatre modèles ne publie le nombre de crans de réglage de son capuchon ni un nombre maximal de tours ; nous n'indiquons donc ni l'un ni l'autre, posez la question avec votre demande. Ce qui est montré : les photographies du SSH023 montrent le ressort sorti du nœud avec sa tête de réglage et une rondelle, et le SH02 est livré avec une goupille de tension Ø5 × 100 mm et une goupille de blocage.

Les fabricants de charnières recommandent généralement au moins deux charnières à ressort par vantail, afin que la force de fermeture ne passe pas par un seul nœud. Lorsqu'un vantail est suspendu sur trois charnières dont deux seulement sont à ressort, la troisième doit leur correspondre en taille et en épaisseur de lame pour que la porte tombe d'aplomb. Le nombre de charnières nécessaire pour une porte d'une hauteur et d'une masse données est traité dans notre guide des classes et du nombre de charnières, et la lecture de la ligne de dimensions d'une charnière dans notre note sur les tailles de paumelles.

Quand une charnière à ressort ne suffit pas

Une charnière à ressort atteint ses limites dans quatre situations prévisibles. La première est un vantail lourd ou large. Augmenter la tension pour déplacer la masse rend la porte à la fois plus dure à ouvrir et plus rapide à se fermer, et rien dans la charnière ne la ralentit.

La deuxième est une porte qui doit s'enclencher contre une résistance : un pêne de serrure à ressort ferme, des joints périphériques sur une porte acoustique ou étanche aux intempéries, ou une porte extérieure soumise au vent ou à une pression d'air. Ces portes ont besoin de force dans les derniers degrés, là où la charnière à ressort en a le moins. Le réglage de la vitesse d'enclenchement d'un ferme-porte en applique existe précisément pour cela.

La troisième est l'effort d'ouverture. Selon les 2010 ADA Standards, les portes intérieures battantes autres que les portes coupe-feu sont limitées à un effort d'ouverture de 5 lbf (22,2 N). Une charnière à ressort tendue assez fort pour enclencher une porte à joints peut dépasser cette valeur, et la seule façon de réduire l'effort d'ouverture est de réduire la tension qui enclenchait la porte.

La quatrième est une porte utilisée par des enfants, des personnes âgées ou quiconque porte des objets. Une charnière à ressort ferme à la vitesse que dicte son ressort. Certaines charnières à ressort mentionnent un amortisseur ou une fermeture douce, dont le BL031 ; la part de l'arc de fermeture couverte dépend du modèle, et il vaut la peine de la vérifier sur un échantillon avant de s'y fier à la place du contrôle de vitesse d'un ferme-porte.

Portes coupe-feu : ce que disent les règles en général

C'est la porte coupe-feu, et non la charnière, qui décide si une charnière à ressort peut fermer une porte coupe-feu. En Amérique du Nord, NFPA 80 admet les charnières à ressort comme moyen de fermeture sur certaines portes coupe-feu battantes, sous conditions portant sur la charnière et la porte, et sous réserve du classement de la porte. ANSI/BHMA A156.17 est la norme nord-américaine des charnières et pivots à fermeture automatique.

En Europe, la performance d'une porte coupe-feu se prouve par l'essai du bloc-porte complet, par exemple selon EN 1634-1, et le dispositif de fermeture automatique est normalement un ferme-porte en applique ou un pivot de sol essayé selon EN 1154. Une charnière à ressort n'a sa place sur une telle porte que si les preuves d'essai ou le rapport de champ d'application de la porte elle-même l'incluent. La substituer au ferme-porte essayé modifie l'ensemble qui a été essayé. Nous n'affirmons pas qu'une quelconque charnière à ressort de cet article convient à une porte coupe-feu. S'il s'agit d'une porte coupe-feu, joignez son classement ou ses preuves d'essai à la demande : le choix de la charnière découle de ce que ce document autorise.

Ce que publient nos quatre modèles

Le BL031 est une charnière papillon, nom commercial d'une charnière sans entaille : le contour d'une lame est découpé dans l'autre, de sorte que les deux s'emboîtent en une seule épaisseur à la fermeture, et aucune lame ne doit être encastrée dans le chant de la porte ou dans le dormant. C'est donc une option pour la rénovation lorsqu'on ne veut pas tailler d'entaille.

Le SH02 n'est pas une charnière. C'est un noyau à ressort pour le nœud d'une charnière de porte métallique, de 19 mm de diamètre et 160 mm hors tout, qui rend cette porte autofermante sans changer les lames de la charnière. L'alésage et la longueur du nœud doivent être vérifiés par rapport à ces deux valeurs avant de commander ; la fiche ne liste pas les charnières auxquelles il s'adapte.

Ce qu'il faut joindre à une demande

Un devis de charnières à ressort ne vaut que la description de porte qui l'accompagne. Indiquez le matériau, la largeur, la hauteur et la masse du vantail ; les charnières actuellement posées, avec leur ligne de dimensions ; si la porte doit s'enclencher contre une serrure ou des joints ; s'il s'agit d'une porte coupe-feu, avec son classement ou ses preuves d'essai ; et la finition. Si la réponse est que la porte a plutôt besoin d'un ferme-porte, mieux vaut l'apprendre avant de poser les charnières.