Focus Matière : Les vitrages de fenêtres et leurs innovations
Découvrez toutes les évolutions des vitrages de fenêtres en termes d'isolation, de sécurité et bien plus encore !
L’architecte Frank Lloyd Wright, l’un des pères de l’architecture moderne, estimait que « le soleil est le grand luminaire de toute vie. Il devrait être utilisé comme tel dans la conception de toute maison ». Aujourd’hui, que ce soit dans les secteurs de la construction ou de la rénovation, la lumière et l’ouverture vers l’extérieur font l’unanimité en tant que facteurs de confort essentiels dans les logements. Cette évolution de la surface vitrée a été rendue possible par l’évolution du vitrage.
Nous le mentionnions il y a peu dans notre dossier consacré à l’évolution des usages du verre en intérieur, le procédé anglais du « float », apparu dans les années 60, a révolutionné les techniques de fabrication. Dès lors, les plateaux de verre sortent des lignes de production dans une taille standard de 6 x 3,21 mètres, permettant d’imaginer une nouvelle architecture où les grandes surfaces vitrées s’imposent. En corrélation avec l’agrandissement des fenêtres, d’autres progrès moins visibles, mais tout aussi révolutionnaires ont été mis en œuvre pour renforcer les capacités des vitrages dans les domaines de l’isolation, de la sécurité, pour améliorer leur nettoyage et bien plus encore. Régis Bussy, chef de marché résidentiel chez Saint-Gobain Glass Bâtiment France, revient pour nous sur ces innovations, dont certaines, bluffantes, sont appelées à nous changer la vie dès aujourd’hui ou dans un futur proche.
Nous le mentionnions il y a peu dans notre dossier consacré à l’évolution des usages du verre en intérieur, le procédé anglais du « float », apparu dans les années 60, a révolutionné les techniques de fabrication. Dès lors, les plateaux de verre sortent des lignes de production dans une taille standard de 6 x 3,21 mètres, permettant d’imaginer une nouvelle architecture où les grandes surfaces vitrées s’imposent. En corrélation avec l’agrandissement des fenêtres, d’autres progrès moins visibles, mais tout aussi révolutionnaires ont été mis en œuvre pour renforcer les capacités des vitrages dans les domaines de l’isolation, de la sécurité, pour améliorer leur nettoyage et bien plus encore. Régis Bussy, chef de marché résidentiel chez Saint-Gobain Glass Bâtiment France, revient pour nous sur ces innovations, dont certaines, bluffantes, sont appelées à nous changer la vie dès aujourd’hui ou dans un futur proche.
2. La faible émissivité
Pour maximiser l’isolation thermique du verre, les années 80 ont apporté leur lot de nouveautés avec un traitement de très haute technologie à la surface du verre qui, selon les compositions, permet de créer un effet de « couche invisible » dont celles dites « à faible émissivité », pour améliorer l’isolation thermique.
« C’est le principe de la bouteille Thermos avec sa couche d’argent déposée sur le verre pour freiner la perte de chaleur. Sans surcouche, 90 % de la chaleur du verre est rayonnée du chaud vers le froid, mais avec l’apparition de celle-ci, on est passé à seulement 20 % d’émissivité dans les années 80 et même à 1 % aujourd’hui. Difficile de faire davantage de progrès à ce niveau », décrypte le spécialiste du vitrage.
Pour maximiser l’isolation thermique du verre, les années 80 ont apporté leur lot de nouveautés avec un traitement de très haute technologie à la surface du verre qui, selon les compositions, permet de créer un effet de « couche invisible » dont celles dites « à faible émissivité », pour améliorer l’isolation thermique.
« C’est le principe de la bouteille Thermos avec sa couche d’argent déposée sur le verre pour freiner la perte de chaleur. Sans surcouche, 90 % de la chaleur du verre est rayonnée du chaud vers le froid, mais avec l’apparition de celle-ci, on est passé à seulement 20 % d’émissivité dans les années 80 et même à 1 % aujourd’hui. Difficile de faire davantage de progrès à ce niveau », décrypte le spécialiste du vitrage.
3. La gestion des apports solaires
De nos jours, les efforts des industriels se concentrent sur la meilleure gestion du « facteur solaire » (facteur g pour le vitrage, ou Sw pour une fenêtre assemblée), soit la capacité d’un vitrage à transmettre l’énergie gratuite du soleil. Pour choisir un vitrage de fenêtre performant, l’approche énergétique actuelle consiste en effet à prendre en compte les apports solaires et non plus seulement les déperditions thermiques.
« Maximiser la transparence des fenêtres ainsi que les apports solaires gratuits dans le logement sont devenus des priorités pour le confort et également pour faire baisser sa facture d’énergie. Auparavant, les couches pouvaient réduire un peu la transparence des vitrages, mais ces derniers ont connu une belle évolution. Par exemple, les verres de nouvelle génération SGG Eclaz bénéficient d’une technique de cristallisation de la couche supérieure du verre par des faisceaux laser qui le rendent ultratransparent. Cela permet d’apporter beaucoup d’énergie solaire dans les bâtiments, un avantage évident en hiver », explique notre expert.
A contrario, dans certains situations, il est préférable de minimiser les apports solaires excessifs, surtout en été, afin de minimiser les surchauffes inconfortables. Il existe des verres qui filtrent directement ces apports d’au moins 40 %, et jusqu’à plus de 70 %, sans autres dispositifs complémentaires. C’est une caractéristique précieuse pour choisir le vitrage le mieux adapté à une grande baie vitrée au sud ou une petite fenêtre au nord, par exemple.
De nos jours, les efforts des industriels se concentrent sur la meilleure gestion du « facteur solaire » (facteur g pour le vitrage, ou Sw pour une fenêtre assemblée), soit la capacité d’un vitrage à transmettre l’énergie gratuite du soleil. Pour choisir un vitrage de fenêtre performant, l’approche énergétique actuelle consiste en effet à prendre en compte les apports solaires et non plus seulement les déperditions thermiques.
« Maximiser la transparence des fenêtres ainsi que les apports solaires gratuits dans le logement sont devenus des priorités pour le confort et également pour faire baisser sa facture d’énergie. Auparavant, les couches pouvaient réduire un peu la transparence des vitrages, mais ces derniers ont connu une belle évolution. Par exemple, les verres de nouvelle génération SGG Eclaz bénéficient d’une technique de cristallisation de la couche supérieure du verre par des faisceaux laser qui le rendent ultratransparent. Cela permet d’apporter beaucoup d’énergie solaire dans les bâtiments, un avantage évident en hiver », explique notre expert.
A contrario, dans certains situations, il est préférable de minimiser les apports solaires excessifs, surtout en été, afin de minimiser les surchauffes inconfortables. Il existe des verres qui filtrent directement ces apports d’au moins 40 %, et jusqu’à plus de 70 %, sans autres dispositifs complémentaires. C’est une caractéristique précieuse pour choisir le vitrage le mieux adapté à une grande baie vitrée au sud ou une petite fenêtre au nord, par exemple.
Pour résumer, il existe deux types de vitrages pour nos fenêtres : ceux qui captent les apports solaires et ceux qui les réfléchissent. Dans les deux cas, ces vitrages sont performants au niveau de l’isolation thermique et font entrer un maximum de lumière.
Pour la verrière de cet appartement parisien, l’architecte Antonio Torres a opté pour du double vitrage SGG Planistar Sun, trois fois plus efficace qu’un double vitrage classique en matière d’isolation thermique. Il permet également d’arrêter deux fois mieux la chaleur en été.
Pour la verrière de cet appartement parisien, l’architecte Antonio Torres a opté pour du double vitrage SGG Planistar Sun, trois fois plus efficace qu’un double vitrage classique en matière d’isolation thermique. Il permet également d’arrêter deux fois mieux la chaleur en été.
B. Quel vitrage pour l’isolation phonique ?
Un Français sur deux se dit gêné par le bruit extérieur (enquête TNS-Sofres mai 2010). Or, le bruit n’est pas une nuisance anodine, car il participe activement à la dégradation de la santé et du moral. Le vitrage peut apporter du confort dans ce domaine en atténuant les bruits venant de l’extérieur, comme celui de la circulation sur un boulevard par exemple. « Attention, le vitrage ne fait pas tout. Le cadre de la fenêtre lui aussi doit être performant », prévient notre expert.
Un Français sur deux se dit gêné par le bruit extérieur (enquête TNS-Sofres mai 2010). Or, le bruit n’est pas une nuisance anodine, car il participe activement à la dégradation de la santé et du moral. Le vitrage peut apporter du confort dans ce domaine en atténuant les bruits venant de l’extérieur, comme celui de la circulation sur un boulevard par exemple. « Attention, le vitrage ne fait pas tout. Le cadre de la fenêtre lui aussi doit être performant », prévient notre expert.
Si l’isolation thermique des vitrages dépend du nombre de couches isolantes et de l’épaisseur de l’intercalaire argon en son centre, l’isolation acoustique optimale provient de l’épaisseur et de la composition des verres, car les vibrations phoniques sont absorbées grâce à un effet de masse.
« Il existe des solutions vitrées permettant de réduire de deux à quatre fois le bruit en extérieur. Le vitrage 4-16-4 est la solution acoustique classique, qui permet de réduire le bruit de 27 dB. Pour hausser les performances jusqu’à 40 dB de réduction voire davantage, il faut utiliser des vitrages de sécurité. Ils sont feuilletés, avec un film transparent spécial Silence, à affaiblissement acoustique maximal, intégré entre les verres pour amortir les vibrations entre eux. Au-delà, il faudra passer sur une double fenêtre », conseille Régis Bussy.
« Il existe des solutions vitrées permettant de réduire de deux à quatre fois le bruit en extérieur. Le vitrage 4-16-4 est la solution acoustique classique, qui permet de réduire le bruit de 27 dB. Pour hausser les performances jusqu’à 40 dB de réduction voire davantage, il faut utiliser des vitrages de sécurité. Ils sont feuilletés, avec un film transparent spécial Silence, à affaiblissement acoustique maximal, intégré entre les verres pour amortir les vibrations entre eux. Au-delà, il faudra passer sur une double fenêtre », conseille Régis Bussy.
C. Quel vitrage pour la sécurité ?
Le verre feuilleté, outre son utilisation acoustique, est également le garant d’une sécurité renforcée de nos vitrages.
1. La sécurité des personnes
En dépit de toutes les qualités qu’on lui connaît, le verre présente le défaut de se briser et de se fragmenter en morceaux coupants. Le vitrage feuilleté, assemblage de plusieurs feuilles de verre maintenues entre elles par des films PVB (intercalaires de sécurité) permet de maintenir le verre en place en cas d’accident : « En France, les baies vitrées avec une fonction garde-corps en sont équipées en standard, comme les pare-brise des voitures, ce qui évite de se couper avec les éclats en cas de choc dans le vitrage », rassure notre expert.
Le verre feuilleté, outre son utilisation acoustique, est également le garant d’une sécurité renforcée de nos vitrages.
1. La sécurité des personnes
En dépit de toutes les qualités qu’on lui connaît, le verre présente le défaut de se briser et de se fragmenter en morceaux coupants. Le vitrage feuilleté, assemblage de plusieurs feuilles de verre maintenues entre elles par des films PVB (intercalaires de sécurité) permet de maintenir le verre en place en cas d’accident : « En France, les baies vitrées avec une fonction garde-corps en sont équipées en standard, comme les pare-brise des voitures, ce qui évite de se couper avec les éclats en cas de choc dans le vitrage », rassure notre expert.
2. La sécurité des personnes et des biens
Plus le verre est épais et compte de feuilles d’intercalaires, plus il sera difficile à traverser. C’est le principe qui régit les verres dits « anti-intrusion », ou à retardateur d’effraction. « Certains sont conçus pour résister aux explosions, et pour l’anecdote, comme il y a de plus en plus de demandes, il est même possible de se protéger désormais des balles de Kalachnikov », affirme Régis Bussy.
En France, la norme NF EN356 dicte les classes de protection des vitrages ainsi que leurs utilisations. « Cette norme définit plusieurs classes de sécurité. À partir du verre feuilleté P1A, la protection est déjà efficace contre les chutes. Le niveau P5A est souvent le premier niveau à être considéré comme retardateur d’effraction à part entière. Ces vitrages sont conçus pour résister aux impacts de projectiles métalliques, voire à des coups de hache », détaille notre expert.
Plus le verre est épais et compte de feuilles d’intercalaires, plus il sera difficile à traverser. C’est le principe qui régit les verres dits « anti-intrusion », ou à retardateur d’effraction. « Certains sont conçus pour résister aux explosions, et pour l’anecdote, comme il y a de plus en plus de demandes, il est même possible de se protéger désormais des balles de Kalachnikov », affirme Régis Bussy.
En France, la norme NF EN356 dicte les classes de protection des vitrages ainsi que leurs utilisations. « Cette norme définit plusieurs classes de sécurité. À partir du verre feuilleté P1A, la protection est déjà efficace contre les chutes. Le niveau P5A est souvent le premier niveau à être considéré comme retardateur d’effraction à part entière. Ces vitrages sont conçus pour résister aux impacts de projectiles métalliques, voire à des coups de hache », détaille notre expert.
D. Quel vitrage pour un entretien facilité ?
C’est une innovation que l’on devrait tous se procurer sans attendre ! D’autant que le surcoût par rapport au prix d’une fenêtre est généralement faible, de l’ordre de 10 à 20 % selon Régis Bussy.
Loin d’être un mythe, il existe bel et bien un vitrage qui se nettoie seul ou, du moins, facilement. « Le verre facile à nettoyer a été enrichi d’une couche capable de désagréger les salissures à sa surface par l’action photocatalytique du soleil. Quand la pluie tombe, elle élimine simplement les résidus », décrypte-t-il.
C’est une innovation que l’on devrait tous se procurer sans attendre ! D’autant que le surcoût par rapport au prix d’une fenêtre est généralement faible, de l’ordre de 10 à 20 % selon Régis Bussy.
Loin d’être un mythe, il existe bel et bien un vitrage qui se nettoie seul ou, du moins, facilement. « Le verre facile à nettoyer a été enrichi d’une couche capable de désagréger les salissures à sa surface par l’action photocatalytique du soleil. Quand la pluie tombe, elle élimine simplement les résidus », décrypte-t-il.
Ce vitrage vise à limiter l’emploi de détergeant et c’est également une solution de choix pour les vitrages difficilement accessibles : toitures de véranda, fenêtres de toit. Il serait parfait pour ce projet de salle de bains sous verrière.
Bon à savoir : la plupart des vitrages que nous vous présentons peuvent se combiner entre eux. Ainsi, un verre facile à nettoyer peut également être associé au contrôle solaire et à la faible émissivité.
Bon à savoir : la plupart des vitrages que nous vous présentons peuvent se combiner entre eux. Ainsi, un verre facile à nettoyer peut également être associé au contrôle solaire et à la faible émissivité.
E. Quel vitrage pour l’aspect décoratif ?
Si les verres décoratifs sont souvent utilisés en intérieur, on les plébiscite désormais également en façade, comme l’architecte Matt Gibson. Pour sa maison Treetop House, par exemple, il a utilisé un verre sérigraphié avec un motif d’arbre. Différentes techniques existent afin de produire des vitrages décoratifs, dont le décor est conçu pour résister en extérieur : émaillage à la surface du vitrage, impression digitale ou verre feuilleté qui emprisonne un décor intercalaire.
Si les verres décoratifs sont souvent utilisés en intérieur, on les plébiscite désormais également en façade, comme l’architecte Matt Gibson. Pour sa maison Treetop House, par exemple, il a utilisé un verre sérigraphié avec un motif d’arbre. Différentes techniques existent afin de produire des vitrages décoratifs, dont le décor est conçu pour résister en extérieur : émaillage à la surface du vitrage, impression digitale ou verre feuilleté qui emprisonne un décor intercalaire.
F. Que sont les vitrages actifs ?
Bon nombre de vitrages que nous vous avons présentés gagnent en qualité au moyen d’une surcouche déposée à leur surface ou encore par un feuilletage. D’autres vitrages acquièrent quant à eux les leurs lorsqu’ils sont traversés par un courant électrique. Ceux-ci sont appelés vitrages actifs, à l’instar du verre chauffant encastré dans le cadre aluminium de cette baie vitrée de 6 x 2,70 mètres.
Bon nombre de vitrages que nous vous avons présentés gagnent en qualité au moyen d’une surcouche déposée à leur surface ou encore par un feuilletage. D’autres vitrages acquièrent quant à eux les leurs lorsqu’ils sont traversés par un courant électrique. Ceux-ci sont appelés vitrages actifs, à l’instar du verre chauffant encastré dans le cadre aluminium de cette baie vitrée de 6 x 2,70 mètres.
1. Le vitrage chauffant
Le verre chauffant SGG Eglas signe en effet la fin des radiateurs disgracieux. Lorsqu’il est mis sous tension, ce verre se met à chauffer à la manière d’un panneau radiant électrique dont la puissance est de 200 à 400 W/m².
« Une couche spéciale transmet l’électricité d’un bord à l’autre du vitrage diffusant en toute invisibilité une chaleur très confortable. On est proche du rayonnement du soleil, sans effet de courant d’air, sans soulèvement de poussière. C’est une solution idéale en véranda, d’autant que ce vitrage évite la condensation et peut même aller jusqu’à avoir une fonction de déneigement », explique Régis Bussy.
Le verre chauffant SGG Eglas signe en effet la fin des radiateurs disgracieux. Lorsqu’il est mis sous tension, ce verre se met à chauffer à la manière d’un panneau radiant électrique dont la puissance est de 200 à 400 W/m².
« Une couche spéciale transmet l’électricité d’un bord à l’autre du vitrage diffusant en toute invisibilité une chaleur très confortable. On est proche du rayonnement du soleil, sans effet de courant d’air, sans soulèvement de poussière. C’est une solution idéale en véranda, d’autant que ce vitrage évite la condensation et peut même aller jusqu’à avoir une fonction de déneigement », explique Régis Bussy.
2. L’intimité à la demande
À Londres, la maison Infinity a un toit de verre et un plancher de verre. Dans un contexte urbain dense, l’équipe d’architectes de Spaced Out était obligée d’éclairer la bâtisse par le haut. À l’étage inférieur se trouve la piscine. Afin de préserver l’intimité du cœur de l’habitation exposée à des vis-à-vis, sans renoncer à voir le ciel à la demande, les architectes ont fait le choix d’un toit en verre, dit « à occultation commandée ».
« C’est du SGG Priva-lite, un verre actif qui passe d’un seul geste de l’état translucide à l’état transparent sous l’effet d’un courant électrique. Il est dédié aux questions d’intimité, mais n’assure pas de protection solaire à la différence du vitrage électrochrome Sagelass », note notre expert.
À Londres, la maison Infinity a un toit de verre et un plancher de verre. Dans un contexte urbain dense, l’équipe d’architectes de Spaced Out était obligée d’éclairer la bâtisse par le haut. À l’étage inférieur se trouve la piscine. Afin de préserver l’intimité du cœur de l’habitation exposée à des vis-à-vis, sans renoncer à voir le ciel à la demande, les architectes ont fait le choix d’un toit en verre, dit « à occultation commandée ».
« C’est du SGG Priva-lite, un verre actif qui passe d’un seul geste de l’état translucide à l’état transparent sous l’effet d’un courant électrique. Il est dédié aux questions d’intimité, mais n’assure pas de protection solaire à la différence du vitrage électrochrome Sagelass », note notre expert.
3. Le vitrage intelligent
Nous ne pouvons clore ce dossier sans évoquer ce verre qui a demandé 25 ans de R&D et plus de 500 brevets afin de rendre caducs les volets, stores et autres rideaux. Le vitrage dynamique Sageglass change de teinte au passage d’un courant électrique.
« Il permet de moduler la transmission lumineuse entre 1 et 60 % et le facteur solaire entre 4 et 38 % en quatre paliers différents. Lorsque le courant est actif, sur sa surface traitée par une couche très spéciale se produit une transformation grâce à laquelle le verre se teinte, ce qui permet de limiter les surchauffes et l’éblouissement. »
Nous ne pouvons clore ce dossier sans évoquer ce verre qui a demandé 25 ans de R&D et plus de 500 brevets afin de rendre caducs les volets, stores et autres rideaux. Le vitrage dynamique Sageglass change de teinte au passage d’un courant électrique.
« Il permet de moduler la transmission lumineuse entre 1 et 60 % et le facteur solaire entre 4 et 38 % en quatre paliers différents. Lorsque le courant est actif, sur sa surface traitée par une couche très spéciale se produit une transformation grâce à laquelle le verre se teinte, ce qui permet de limiter les surchauffes et l’éblouissement. »
Pour que ce verre noircisse automatiquement en corrélation avec la puissance des rayons du soleil, il suffit de le mettre en réseau avec un capteur externe : une solution que l’on commence à voir apparaître sur les puits de lumière et les toits de véranda.
Pour aller plus loin :
- À Aubervilliers, le Domolab est accessible sur rendez-vous, pour découvrir ces vitrages en situation.
- En France, la NF DTU 39 « Travaux de vitrerie miroiterie » recense la mise en œuvre des vitrages, conseille sur les tailles et les compositions pour les travaux de produits verriers sur chantier de bâtiment neufs ou en rénovation. La mise en œuvre des vitrages est propre à chaque pays.
- Vitrage-fenêtre.com est un site Internet dédié aux particuliers, qui peuvent configurer leurs vitrages et rechercher les bonnes options en fonction de leurs besoins.
ET VOUS ?
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1. Double et triple vitrages
L’isolation thermique reste la performance la plus recherchée pour des fenêtres. Les doubles vitrages, démocratisés depuis les années 70, leur permettent d’être moins sensible aux variations de température. Une qualité amplifiée par l’apparition du triple vitrage. Ces vitrages ont progressé pour parvenir au standard actuel dit ITR (à « isolation thermique renforcée »). Deux ou trois feuilles de verre sont assemblées, séparées entre elles par une lame d’air étanche, emplie d’un gaz argon. Ils sont en prime dotés en surface d’une couche à faible émissivité dont nous reparlerons.
« Un vitrage avec de bonnes facultés d’isolation a un coefficient de déperdition thermique (Ug) faible. Plus cette valeur est basse, plus les déperditions sont réduites et meilleure est l’isolation. La norme actuelle d’un double vitrage est de 1,0 ou 1,1 W/m².K, soit pratiquement six fois plus performant qu’un vitrage simple. Pour les triples, cette valeur Ug tombe à 0,6 en standard. Il existe aussi des doubles vitrages de nouvelle génération (type SGG Eclaz), plus performants que des triples grâce aux apports d’énergie solaire », explique Régis Bussy.