Parmi les éléments constitutifs de lenveloppe, le vitrage est sans doute celui qui a le plus évolué ces dernières années. À tel point quil est devenu aussi performant quun mur opaque. Plus technique, notamment au regard de propriétés thermiques de plus en plus intéressantes, le vitrage est aujourdhui multifonction : il permet de contrôler la lumière, lensoleillement, de résister à leffraction, de réduire les salissures, tout en protégeant du bruit. Alors que certaines de ces technologies se généralisent, dans le neuf comme dans la rénovation, dans lhabitat comme dans le secteur tertiaire, dautres vitrages dits « actifs » ou « intelligents » font leur apparition. Pour linstant développés à titre expérimental, ils montrent bien quen matière dinnovation, lindustrie verrière na pas dit son dernier mot. Le VIR est devenu la norme Dans les années 1980 et 1990, le taux de déperdition thermique a été réduit de moitié, passant de 5,8W/m2.K avec un vitrage simple de 4mm à 2,8W/m2.K avec un double vitrage 4-12-4. Aujourdhui, les doubles vitrages les plus performants permettent datteindre un coefficient Ug de 1W/m2.K. De telles prouesses sont possibles grâce, notamment, à lutilisation des verres à couches peu émissives, également appelés vitrages à isolation renforcée ou VIR. Née il y a vingt ans, cette nouvelle génération de doubles vitrages est devenue le standard daujourdhui. Les caractéristiques exceptionnelles de ces doubles vitrages sobtiennent grâce à une couche déposée sur lune des faces intérieures. Cette couche mince et transparente de matériaux dorigine métallique est déposée sous vide. Elle permet de réfléchir les infrarouges thermiques et dobtenir des coefficients de transmission thermique particulièrement bas. Les doubles vitrages VIR sont ainsi trois fois plus isolants que les doubles vitrages classiques. Ils sont aujourdhui imposés par les réglementations thermiques dans les constructions neuves et en rénovation. Le remplacement de lair enchâssé dans le vitrage par un gaz plus isolant, de type argon (avec une épaisseur optimale, généralement 16mm) est également pour beaucoup dans les avancées du vitrage isolant. À cela sajoute larrivée de vitrages à intercalaires « à bords chauds » ou « Warm Edge » qui réduisent les condensations et les contraintes thermiques sur le pourtour du vitrage. Le matériau verrier équipé dun joint spécifique permet en effet un meilleur équilibrage des températures sur lensemble de sa surface. Thermique dhiver, mais aussi dété Le sujet de la climatisation devient désormais un enjeu essentiel pour les décideurs, qui sentent parfaitement que sa croissance constitue un défi majeur pour atteindre les objectifs environnementaux que nous nous sommes fixés. Glass for Europe organisation représentant les fabricants de verre plat européens a récemment réalisé une étude pour quantifier les gains de CO2 que lon pouvait atteindre en utilisant le verre à contrôle solaire dans les immeubles climatisés européens. Elle montre que le recours au verre à contrôle solaire dans tous les immeubles climatisés nouveaux et existants permettrait datteindre jusquà 25% des objectifs européens de réduction des émissions de CO2 dans le secteur du bâtiment dici 2020. Ces vitrages à transmission énergétique limitée ne laissent passer quune fraction déterminée du rayonnement énergétique solaire, permettant léclairage en limitant la surchauffe. Le contrôle solaire peut sobtenir dun certain nombre de façons, y compris le verre teinté, le verre à couches, le verre feuilleté avec intercalaires teintés, le verre sérigraphié et les vitrages isolants avec stores incorporés. Les propriétés de contrôle solaire et de densité de couleur varient avec lépaisseur. Du double au triple vitrage Jusquà présent, le triple vitrage nétait conseillé que pour les façades exposées au nord, ne bénéficiant pas dapports solaires. Leur transmission lumineuse et leur facteur solaire médiocres nassuraient que des gains de consommation énergétique très faibles, voire nuls. Les dernières innovations sur les verres à couches, lutilisation dun verre extrablanc en tant que verre intermédiaire permettent désormais dobtenir un apport solaire équivalent aux meilleurs doubles vitrages actuels et très supérieur aux triples vitrages classiques. Le triple vitrage offre maintenant des valeurs performantes aussi bien sur le plan thermique quau niveau de la transmission lumineuse et du facteur solaire, ce qui permet la récupération maximale des apports solaires en hiver. Composés de trois verres, dont deux verres peu émissifs, les triples vitrages combinent une très forte isolation thermique, un haut niveau de transparence et des apports solaires gratuits : des atouts incomparables pour la construction de bâtiments économes. Ces triples vitrages atteignent aujourdhui des coefficients exceptionnels : coefficient thermique Ug de 0,8 à 0,5, facteur solaire de 0,50 et transmission lumineuse de 70%. Lisolation thermique est alors supérieure de 30% par rapport à un double vitrage VIR. Pour éviter les risques de condensation à lextérieur, dus aux fortes différences de température entre lintérieur et lextérieur, lutilisation de vitrages autonettoyants est préconisée. Du multifonction au vitrage intelligent Pour répondre à tout type de besoins et multiplier le confort à lintérieur des bâtiments, les fabricants proposent une multitude de solutions verrières combinant plusieurs fonctions. Ainsi, les vitrages isolants comme les triples vitrages à isolation renforcée peuvent simultanément remplir les fonctions de contrôle solaire, dautonettoyant, disolation acoustique, de sécurité, de décoration, etc. Parallèlement, des vitrages « intelligents » ont fait leur apparition sur le marché. Un vitrage est dit « actif » quand ses propriétés physiques changent lorsquune faible tension électrique est appliquée. Exemple : le verre qui passe instantanément de létat transparent à létat translucide grâce à une commande électrique. Tantôt écran, tantôt vitrine, il laisse le choix de privatiser ou de donner à voir, voire de communiquer. Deux feuilles de verre extraclair prennent en sandwich un film à cristaux liquides inséré entre deux lames dEVA. Soumis à une tension de +/- 50V de courant alternatif (50 Hertz) par des électrodes de cuivre latérales, les dipôles des cristaux liquides sorientent tous dans le même sens : le film, initialement laiteux, devient instantanément transparent ! Autre exemple de vitrage actif : celui dont la coloration change, toujours à laide dune commande électrique, selon la transmission lumineuse et le facteur solaire recherché. Le verre passe de létat clair au bleu foncé sous une impulsion électrique pilotée par un système de contrôle électronique manuel ou automatisé, type BMS (Building Management System). Ainsi parvient-il à moduler lintensité lumineuse et thermique le traversant en fonction de lensoleillement et de la température extérieure. Sans pare-soleil extérieur ni store intérieur à manuvrer, il régule en temps réel et intelligemment léclairage ambiant et le confort thermique, minimisant ainsi le recours aux appareillages consommateurs dénergie (climatisation, ventilation, chauffage). La faible énergie électrique nécessaire à la commutation est véhiculée par de minuscules fils, invisibles à lil nu, incorporés dans le vitrage, ce dernier demeurant transparent, quel que soit son état. On trouve aussi des produits qui sadaptent à la température ou à la luminosité ambiantes. Cest le cas du vitrage isolant incorporant un système de chauffage rayonnant ; une solution moderne et rentable pour empêcher la condensation, apporter chaleur et luminosité aux espaces intérieurs ou faire fondre instantanément la neige des toitures en verre. Ce vitrage possède une couche active basse émissivité électroniquement contrôlée par des sondes thermiques qui convertit lénergie électrique en chaleur. Le parement « chauffant » du double ou triple vitrage est stimulé par des électrodes, loxyde détain finement déposé sur sa face côté lame dair (rempli dargon) émet de la chaleur sur son autre face. Adieu, les verrières croulant sous la neige fondant désormais instantanément à leur contact, les verres embués, leur parement intérieur demeurant clair et sec, et les radiateurs gaspillant lespace en obstruant les fenêtres, quelles seules chauffent dorénavant. De nos jours, concepteurs, architectes et commanditaires de projets doivent pouvoir répondre aux besoins du grand public afin de concevoir des bâtiments harmonieux, intelligents et économes en énergie, tout en améliorant le confort dusage. Encore peu courantes, ces technologies de verre actif ont pour but de répondre seules ou combinées à ces attentes, grâce à des solutions verrières visionnaires et écoresponsables. Couches on/off On distingue deux types de couches faiblement émissives pour le verre : les couches « on line » et les couches « off line ». Les couches « on line » sont appliquées pendant la fabrication du verre, tandis que les couches « off line » sont apposées après. Ces dernières sont généralement capables de fournir des niveaux disolation thermique et de transmission de lumière supérieurs à ceux des couches « on line », mais elles demandent un soin particulier lors de la manutention et du traitement.
Produits verriers : quels progrès ?
