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L'Art du menuisier - Les huisseries (Dossier spécial fenêtre : la technique et la pratique)
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Un double vitrage augmente la résistance thermique de vos fenêtres. Il existe plusieurs modèles de fabrication selon si vous souhaitez rester sur un basique à faible émissivité ou si vous préférez laisser ou non entrer la chaleur solaire. La couche low-E, les intercalaires chauds ou warm edge sont des termes qui n'auront plus de secret pour vous après votre lecture !
Le double vitrage
La généralisation du double vitrage date des décennies 1980 et 1990. Aujourd’hui, il constitue le standard de base. Au plus simple, il se compose de deux vitres scellées sur des barrettes d’espacement métalliques. Celles-ci, en plus d’être étanches, comportent un produit filtrant qui prévient la formation de buée à l’intérieur de la lame d’air. La composition du double vitrage est donnée par trois chiffres, les épaisseurs de vitres, extérieures d’abord, intérieures ensuite, et celle de la lame d’air, par exemple 4/12/4. Les vitres peuvent avoir des épaisseurs ou des compositions différentes. Par exemple, il est possible d’intégrer un vitrage retardateur d’effraction type 44.2. Il s’agira alors d’un double vitrage 44.2/12/4.
Double vitrage et isolation
Le double vitrage est isolant parce que la conductivité thermique de l’air sec (0,025 W/mK) est inférieure à celle du verre (1 W/mK). Cela influe donc sur le coefficient de transmission thermique Ug (g pour glass). Il passe ainsi de 5,8 W/m2 K pour une vitre simple, à 2,8 W/m2 K pour un double vitrage standard.
DOUBLE VITRAGE ET ÉNERGIE SOLAIRE
À l’inverse, le double vitrage capte et renvoie un peu plus d’énergie solaire (g, facteur solaire, anciennement FS) qu’une vitre simple. D’autre part, la transmission lumineuse (TL) baisse également, de 90 % à 81 %.
Le double vitrage est isolant parce que la conductivité thermique de l’air sec est inférieure à celle du verre.
Améliorer les performances
Il ne sert à rien d’augmenter indéfiniment l’épaisseur de la lame d’air. Car elle se transforme alors en microclimat interne, avec ses propres effets de convection, de rayonnement ou de conduction. Au-delà de 14 à 16 mm, point de salut.
Air contre gaz
Une première astuce consiste à remplacer l’air par un gaz plus stable. C’est l’argon qui a remporté la palme. Il est chimiquement inerte, incolore, inodore, sans saveur et facile à produire. Sa conductivité thermique est inférieure à celle de l’air (0,017 W/mK).
Couche low-E
Pour améliorer la performance de manière significative, il faut intervenir sur la capacité du verre à transmettre la chaleur émise par infrarouge. Sans traitement, il n’arrête rien. Mais en appliquant une fine couche pyrolytique (à haute température) d’oxydes métalliques, il devient quasi opaque, à la chaleur seulement. Grâce à cette couche, le rayonnement infrarouge (IR) est renvoyé de là où il vient et donc vers l’intérieur de la maison en hiver. C’est le principe des vitrages à haut rendement, à basse émissivité, à isolation renforcée ou low-E. Toutes ces dénominations sont équivalentes. Avec ce traitement, le double vitrage argon passe à un coefficient Ug de 1,1 W/m2 K seulement.
Position du low-E
En revanche, la position de la couche d’oxyde influence le facteur solaire g. Si on souhaite le privilégier et favoriser le passage de la chaleur solaire, la couche sera déposée en face A. Mais si on veut obtenir un contrôle solaire, pour améliorer le confort d’été, la couche sera déposée en face B. Et une couche réfléchissante lui sera même ajoutée, donnant un léger effet miroir au vitrage vu de l’extérieur.
Intercalaires chauds ou Warm edge
Il est encore possible d’améliorer les performances thermiques à la marge en remplaçant la barrette d’espacement classique en aluminium par un matériau thermoplastique (intercalaires chauds ou warm edge). Le gain est d’environ 0,1 W/m2 K, ce qui permet aux meilleurs doubles vitrages de descendre en-dessous de 1 W/m2 K.
Le triple vitrage
Puisqu’il n’est pas possible d’augmenter indéfiniment l’épaisseur de l’espace intérieur, pourquoi ne pas le doubler ? En standard, le coefficient Ug passe directement à 1,9 W/m2 K (au lieu de 2,8). Mais cela offre aussi la possibilité d’ajouter des couches Low-E. Le coefficient Ug atteint alors 0,6 W/m2 K pour un triple vitrage 2 x 15 mm argon soit 4/15/4/15/4. On remarquera qu’un tel vitrage affiche une épaisseur totale de 42 mm et ce n’est pas l’argon qui pèse le plus lourd dans l’ensemble. D’autre part, le facteur solaire et la transmission lumineuse sont diminués. Il convient donc de faire une étude précise pour chaque fenêtre, en fonction de sa surface vitrée et de son exposition, afin de vérifier la pertinence de l’installation d’un triple vitrage qui influe sensiblement sur le prix (châssis et main-d’œuvre).
U Windows
La performance d’une fenêtre au sens du produit fini résulte, pour simplifier, de la combinaison de celle du vitrage Ug, pour environ 70 %, et de celle de la menuiserie Uf (pour frame), pour les 30 % restants. Ainsi, le coefficient Uw d’une fenêtre est déterminé en fonction de ses dimensions et constituants réels (cadre, vitrage, joint entre les deux et remplissage opaque éventuel). Le coefficient Uw indiqué dans les documentations commerciales est celui de la certification de la fenêtre (type NF CSTBat).
Vieilles vitres, vieilles fenêtres !
Changer les vitres ou les fenêtres
Le débat a longtemps occupé les colonnes des journaux spécialisés et tournait autour de la question de savoir s’il était plus rentable de ne changer que les vitres en conservant les menuiseries ou, à l’inverse, de tout remplacer. Il y avait même une solution intermédiaire qui proposait d’apposer un survitrage sur la fenêtre existante. En ajoutant un peu de calfeutrage pour limiter la bise.
La question est désormais sans objet, car les performances de la baie dépendent aussi de celles de la menuiserie, en plus de celles du vitrage. D’autre part, l’épaisseur d’un double vitrage standard est telle qu’il ne se loge plus dans une feuillure classique. Il n’est donc plus possible de customiser une ancienne fenêtre. Elle doit être remplacée, même s’il reste possible de conserver le dormant pour faciliter la rénovation.
- Aujourd’hui, les journaux spécialisés ont laissé la place aux blogs et le débat a évolué : comment faut-il rénover des fenêtres … déjà rénovées ! Car les plus anciennes fenêtres estampillées « isolantes » datent des années 80, avec des doubles vitrages à air sec de 4/6/4 mm seulement. En plus, les joints sont devenus poreux et l’air sec ne l’est plus vraiment. Il arrive même que des moisissures se développent dans la lame d’air. Dites-vous que les joints de frappe sont dans le même état. Bref, le remplacement complet s’impose également.
- Demain, il semble peu probable que les solutions actuelles évoluent de manière significative. A moins d’un saut technologique majeur restant à mettre au point, les fenêtres actuelles devraient rester performantes encore longtemps.
Gardez vos vieilles vitres
- Fabriqué dès l’époque romaine, le verre à vitre est d’usage relativement récent. Auparavant, on prenait du papier huilé, des peaux rendues translucides… bref l’essentiel était d’obstruer la fenêtre pour se garantir (déjà) du froid et de la chaleur sans pour autant laisser le regard extérieur entrer. Avec l’avènement de la bourgeoisie (et l’abandon de l’impôt sur les fenêtres), le verre est rapidement devenu le matériau par excellence des vitres. Grâce à lui, montrer l’apparat des grands salons parisiens du premier étage des immeubles hausmanniens tout en s’isolant de la foule de la rue, est devenu un jeu d’enfant.
- Avec l’industrialisation des procédés de fabrication, le verre à vitre devient un matériau relativement bon marché. Partout en France, jusque dans les fermes les plus isolées, les habitants équipent leurs fenêtres de vitres. Celles-ci sont souvent légèrement opaques et ondulées. Il était difficile d’obtenir une planéité parfaite. Ces vitrages sont aujourd’hui recherché par des amateurs des jeux de lumières créés par les ondulations ainsi que par des artisans souhaitant intégrer les défauts de la fabrication dans leur travail. Dans le même esprit, de nombreuses vitres ont été décorées pour agrémenter les baies des cafés ou plus simplement pour empêcher le regard de passer. Ne les jetez pas ! Réutilisez-les soit en décor mural, soit comme vitrage d’intérieur (par exemple pour une fenêtre dans une cloison intérieure ou pour une imposte).
Sortir du petit bois
Une fenêtre à petits bois est appréciée pour son aspect esthétique, mais détestée pour son entretien. La solution est apportée par les doubles vitrages, puisque leur lame intermédiaire permet de loger des accessoires, à commencer par les fameux petits bois. Les puristes de la grande tradition feront remarquer que le subterfuge est visible, pour peu d’y faire un peu attention. Mais les gardiens du temple passent rarement le chiffon. Il faut également préciser que ces petits bois intégrés sont en PVC principalement, parfois en laiton ou en plomb, mais jamais en bois naturel. Pour un aspect plus classique, notamment en rénovation d’ancien, le petit bois reste donc à l’extérieur du double vitrage. Mais il est collé. Car une fenêtre avec autant de petits carreaux individuels, même à double vitrage, présenterait une mauvaise performance thermique, en plus d’une esthétique douteuse à cause des barrettes intérieures des vitrages.
