204 I Vitrages isolants Glas Trösch GmbH, Kempten, Allemagne

204 I Vitrages isolants Glas Trösch GmbH, Kempten, Allemagne

Vitrages isolants I 205
13 Vitrages isolants
13.1 Principes de base, gains énergétiques, confort de l’habitat
Le verre isolant utilisé aujourd’hui est le résultat d’un effort continu de développement et d’amélioration
des « fenêtres traditionnelles ». Les grandes fenêtres, les baies vitrées comme les façades en verre offrent
une grande luminosité et contribuent à la qualité de vie.
Le verre isolant multicouche à revêtement moderne répond à des exigences accrues. C’est un matériau
de construction perméable à la lumière convaincant qui offre des propriétés d’isolation thermique et de
protection solaire exceptionnelles. Il nécessite une faible profondeur de montage et atteint des valeurs
maximales qui répondent aux exigences et aux besoins de l’architecture moderne. Par exemple pour la
protection thermique, solaire, acoustique et incendie tout en offrant simultanément une totale sécurité et
une entrée de lumière élevée. Il est aujourd’hui possible d’atteindre des coefficients Ug de 0,4W/m2K ou
des valeurs d’isolation acoustique de 50dB. En plus d’une isolation thermique maximale, des gains éner-
gétiques sont également possibles grâce à l’utilisation passive de l’énergie solaire. Le verre isolant est un
matériau de construction hautes performances issu d’une longue réflexion et d’intenses recherches.
13.1.1 Verre isolant
Un verre isolant moderne est une unité de vitrage fabriquée avec deux plaques de verre ou plus, qui sont
séparées les unes des autres par un intercalaire sur tout le périmètre. L’espace intercalaire est rendu
étanche au gaz vis-à-vis de l’extérieur à l’aide de différents matériaux d’étanchéité et sert de liaison du-
rable entre les plaques de verre. Le double joint sur tout le périmètre évite l’entrée de poussière et de
condensation (assemblage périphérique).
Le principe du verre isolant repose sur le fait que l’air immobile est un très mauvais conducteur thermique.
Ainsi, le coussin d’air se trouvant entre les plaques forme une bonne couche d’isolation thermique.
Espace intercalaire
L’espace intercalaire est rempli de gaz d’isolation thermique (argon ou krypton = gaz inerte) ou d’air sec, et rendu
hermétique vis-à-vis de l’extérieur. Afin d’éviter la formation de condensation dans l’espace intercalaire sur la
plaque de verre extérieure froide, le gaz ou l’air servant au remplissage doit être sec. Pour cela, il faut utiliser un
produit dessiccant hygroscopique qui est intégré à l’intercalaire et qui extrait l’humidité de l’espace intercalaire.
Lors de l’assemblage du vitrage isolant, la pression d’air dans l’espace intercalaire est celle présente sur
le lieu de fabrication.
Ecartement entre les plaques
En fonction de l’écartement entre les plaques, on obtient des valeurs différentes pour la résistance aux
transmissions thermiques de la couche de gaz ou d’air dans l’espace intercalaire. Pour l’air, la valeur maxi-
male est atteinte avec un écartement d’environ 15mm. Cette valeur permet d’obtenir un rapport opti-
mal entre la transmission thermique, qui diminue lorsque l’espace intercalaire est plus important, et la
convexion (= mouvement de l’air, flux d’énergie), qui augmente lorsque l’écartement est important et ainsi
détériore l’isolation thermique.
Avec l’argon, la valeur optimale est atteinte avec un écartement de 16mm et pour le krypton avec un écar-
tement d’environ 10mm.
13

206 I Vitrages isolants
Assemblage périphérique
L’assemblage périphérique doit servir de liaison durable entre les plaques de verre et former une barrière
étanche à la vapeur capable d’éviter toute rediffusion de la condensation pendant de nombreuses années.
Il doit également équilibrer de manière élastique les modifications de volume naturelles de l’air dans l’es-
pace intercalaire dues au froid et à la chaleur. Il doit aussi résister de manière durable aux agressions
chimiques provenant de l’atmosphère ainsi qu’à la lumière (en particulier aux rayons UV).
Revêtement d’isolation thermique (SILVERSTAR)
Du côté adjacent à l’espace intercalaire, les plaques de verre sont revêtues de couches réfléchissant la
chaleur perméables à la lumière. Elles sont appliquées avec la technique magnétron et se composent de
plusieurs couches fines de métal et d’oxydes métalliques (dans la plage nano).
Battue du verre / cadre de la fenêtre
Pour maintenir la durée de vie, la battue entre le verre isolant et le cadre de la fenêtre doit être toujours suffi-
samment ventilée afin que l’assemblage périphérique ne soit pas détruit par un contact prolongé à l’humidité.
Durée d’utilisation
Sur la base des connaissances actuelles, la durée d’utilisation pratique du verre isolant multicouche est de
20 à 30ans. Elle est dépassée en cas de pénétration de condensat dans l’espace intercalaire.
Utilisation
En plus de protéger contre les intempéries, les verres isolants modernes plaisent en raison des propriétés
suivantes.
Les pertes énergétiques sont significativement réduites grâce à un coefficient Ug bas.
Luminosité et qualité de vie garanties grâce à une grande perméabilité à la lumière.
Gains de chaleur solaire grâce à une transmission énergétique globale intéressante (facteur g).
Protection solaire efficace en été.
Confort à proximité de la fenêtre.
Neutralité des couleurs naturelles.
Combinaison possible avec une protection acoustique, une protection incendie et une fonction de sécurité.
Assemblage du verre isolant double
Verre flotté ou verre
spécial
Revêtement isolant
Espace intercalaire rempli de gaz isolant ou d’air sec
Intercalaire avec produit dessiccant hygroscopique
Double joint étanche à la vapeur d’eau et résistant au vieillissement

Vitrages isolants I 207
13.1.2 Gain d’énergie et confort
Le verre d’isolation thermique est un verre isolant qui doit, autant que possible, maintenir la chaleur dans
la pièce. Les principaux critères d’évaluation pour le verre d’isolation thermique sont le coefficient de
transmission thermique (coefficient Ug) et le coefficient de transmission énergétique globale (facteur g).
Afin de pouvoir fournir une isolation thermique effi-
cace, un verre doit avoir un coefficient Ug aussi bas
que possible. Plus le coefficient Ug est réduit, plus
les pertes de chaleur du verre sont limitées et donc
plus la consommation d’énergie est faible. Les frais
de chauffage ainsi que la pollution de l’environne-
ment diminuent en conséquence.
Un bon coefficient Ug est également synonyme de
températures supérieures à la surface du verre
côté intérieur. Cela produit un confort appréciable
dans les pièces, même lorsque les températures
extérieures sont très basses.
Gains de chaleur grâce au soleil
Un facteur g élevé permet une autre utilisation, à savoir exploiter l’énergie solaire de manière passive.
Le facteur g indique la quantité d’énergie issue du rayonnement solaire qui pénètre dans les pièces via le
vitrage. Plus le facteur g est élevé, plus le gain d’énergie est important, et donc plus l’augmentation de la
température est forte. Il faut par conséquent une protection solaire efficace en été.
Les gains dus à l’énergie solaire obtenus grâce au vitrage sont un facteur très positif dans le bilan éner-
gétique des bâtiments. Souvent, ils sont supérieurs aux pertes de chaleur totales liées à la ventilation, et
peuvent, même dans des bâtiments d’habitation n’ayant pas fait l’objet d’une optimisation particulière,
représenter sans autre mesure plus de la moitié des besoins de chauffage restants. Pour les bâtiments
Minergie, cela peut représenter beaucoup plus que les besoins de chauffage restants (ceux-ci seraient
également, sans les gains dus à l’énergie solaire, deux fois plus importants).
Avec un concept adapté et une régulation de température, le taux d’utilisation est particulièrement élevé
les mois d’hiver. En effet, il est extrêmement rare que la chaleur ne puisse pas être utilisée afin d’éviter
une surchauffe. Sous nos latitudes, le rayonnement solaire entrant utilisable est d’environ 600 à 800W/m2.
Confort thermique
Avec des verres isolants courants, on ressent des zones froides à proximité des fenêtres. On peut y consta-
ter un courant d’air froid peu agréable. Ce n’est pas le cas avec le verre isolant à isolation thermique SIL-
VERSTAR. Grâce à son exceptionnelle isolation thermique, les courants d’air inconfortables sont largement
évités.

208 I Vitrages isolants
La température en surface du vitrage de fenêtre côté pièce est similaire à la température ambiante. Les
courants d’air froid sont alors pratiquement inexistants, et le niveau de confort s’en trouve accru. De même,
la formation de condensation sur le bord de la plaque de verre est fortement réduite.
Critères de confort (SIA 180)
La température ressentie est le facteur primordial pour le confort, en prenant en compte l’influence de la
pièce et des personnes qui s’y trouvent.
Température de l’air ambiant
Températures en surface
Déplacement de l’air
Humidité ambiante relative
Activité et vêtements des personnes présentes dans la pièce
Température ambiante optimale en fonction de l’activité et des vêtements portés (SN EN ISO 7730)
Dégagement de chaleur spécifique
Valeur d’isolation thermique du vêtement
Exemple: vêtements de bureau pour une activité assise, température ambiante d’environ 22° C
0 0,1 0,2 0,3 m2 K/W
met
3.0
2.0
1.0
W/m2
150
100
50
0 1,0 2,0 c/o
± 1° C ± 1,5° C ± 2° C ± 2,5° C
± 3° C
± 4° C
± 5° C
10° C
12° C
14° C
16° C
18° C
20° C
22° C
24° C
26° C
28° C