Une charpente tridimensionnelle en métal et bois sert de support à cette façade-rideau en VEA. La technicitéde l’ensemble réside dans la reprise ponctuelle des efforts appliqués sur les grands volumes verriers. (Doc. Technal.)
Filant devant la structure porteuse sans participer aux efforts de reprise de charge ni à la stabilité d’ensemble, le mur-rideau permet d’accélérer la mise hors d’eau et hors d’air des bâtiments. Il libère dans le même temps la conception architecturale, tout en autorisant la réalisation de grandes surfaces vitrées. Plus onéreux qu’une solution traditionnelle, il demeure néanmoins l’apanage des immeubles tertiaires.
L'origine du mur-rideau contemporain se fond dans l’histoire des gratte-ciel américains et européens des années 50 et 60. Quelques ouvrages innovants en ont auparavant jeté les principes, à l’instar de la Maison du peuple de Clichy (92), construite en 1939 par les architectes Eugène Beaudouinet Marcel Lods avec le concours des ateliersJean Prouvé (1).
D’un poids inférieur à 100 kg/m3, contre plus de 200 kg/m3 pour une façade en béton ou maçonnerie, un mur-rideau est avant tout une façade légère qui a l’avantage d’alléger la structure primaire des bâtiments. Sa recette est simple : une ossature très fine sur laquelle sont fixés des éléments de remplissage de nature variée : produits verriers, pierre, céramique, bois, métal, polycarbonate, panneaux-sandwichs...
Son ossature est constituée de montants et de traverses, venant se reprendre sur la structure primaire par un système d’attaches. Elle utilise majoritairement l’aluminium pour répondre à un souci de légèreté et de tenue à la corrosion et se décline en profilés extrudés tubulaires de finition anodisée ou thermolaquée. Ces derniers ont déjà fait l’objet d’une cure d’amincissement, réclamée par des concepteurs en quête de transparence, puisque leur largeur vue s’établit aujourd’hui autour de 50 mm, contre 60 à 80 mm avant les années 1985. En contrepartie, ils ont connu une augmentation de leur profondeur, qui est passée de 80 mm dans les façades de première génération à 100, voire 120 mm.
Gagnant en inertie, les profilés ont ainsi permis d’accompagner l’évolution des façades. « Dans les années 80 et 90, les murs-rideaux étaient composés d’une partie vitrée et d’une allège en remplissage de panneaux isolants, les trames étant plutôt de l’ordre de 1,25 ou 1,35 m et les volumes verriers assez petits », se souvient Pierrik Letanneur, chef de marché Bâtiment de Technal. « Aujourd’hui, la tendance est davantage aux trames de 2 m de large sur 3 m de haut, avec des parois totalement vitrées. »
Outre l’aluminium, quelques fabricants proposent des systèmes en acier pour faire face à des charges importantes (jusqu’à 1 500 kg contre 400 kg en moyenne pour l’aluminium), ou répondre à des exigences de tenue au feu élevées. À noter, cependant, que des solutions en aluminium avec inserts intumescents sont à l’étude. Il existe également des murs-rideaux à ossature bois, appréciés pour leurs performances thermiques et leur esthétique.
Grille, trame horizontale ou verticale
La typologie des murs-rideaux a pour sa part connu nombre d’évolutions et compte aujourd’hui sept grandes figures dont les différences résident principalement dans le mode de maintien ou l’assemblage des remplissages :
• La façade à capot serreur, dite « façade grille », est la plus basique d’entre elles. Ses éléments de remplissage sont tenus sur quatre côtés par des profilés serreurs, filant à l’horizontale et à la verticale, ce qui visuellement lui donne un aspect de grille. Les profilés sont habillés par des capots, qui participent à l’étanchéité et à l’esthétique.
• Le mur-rideau à trame horizontale, apparu à la fin des années 80, est une déclinaison de la façade grille. Les vitrages y sont maintenus par des profilés horizontaux, soulignant les lignes horizontales de la façade, tandis que leurs côtés verticaux sont positionnés bord à bord, moyennant un joint d’étanchéité de type Epdm ou silicone.
• Le mur-rideau à trame verticale, utilisé depuis une quinzaine d’années, est également une variante de la façade grille. Les capots serreurs sont ici verticaux. « Dans la façade à trame horizontale ou verticale, chaque élément de remplissage est maintenu sur deux côtés par des serreurs, mais il est également repris ponctuellement sur ses deux autres côtés par des rosettes (de 6 cm de diamètre), fixées à travers les joints. Celles-ci permettent de s’affranchir des exigences en matière de résistance à la pression et à la dépression et de répondre au DTU 39 sur les produits verriers », note Cédric Puyou, directeur des ventes de façades chez Schüco. « Les façades à trame horizontale et à grille standard sont aujourd’hui les plus demandées par les architectes, qui ont de plus en plus tendance à travailler la forme et l’aspect des capots utilisés », précise quant à lui Pierrik Letanneur.
• La façade VEP (Verre extérieur parclosé) possède de son côté un aspect de cadres ou de damiers, séparés par des joints creux. Pour la réaliser, explique Cédric Puyou : « On ne vient pas plaquer l’élément de remplissage contre la structure porteuse, puis mettre un serreur. Ici, on emboîte des cadres sur l’ossature montants-traverses, les éléments de remplissage étant tenus par une parclose ». Chaque cadre est indépendant et dispose de sa propre barrière d’étanchéité à l’eau et à l’air.
Murs-rideaux double peau
• La façade VEC (Verre extérieur collé), développée dans les années 90, se caractérise par son aspect extérieur lisse, sans profilé apparent. Très proche de la façade VEP, dont elle reprend la technique de montage et les artifices d’étanchéité, elle relève cependant d’une plus grande technicité. Les cadres que l’on vient poser sur la structure ne laissent, en effet, voir que l’élément de remplissage, lequel est collé sur ses bords et sécurisé par des fixations ponctuelles. « Ayant connu un fort engouement, malgré un surcoût de 30 à 50 % par rapport à une façade à capotserreur, la solution VEC perd aujourd’hui de son attrait. Pour répondre à des exigences thermiques élevées, elle doit en effet être complexifiée, ce qui lui fait perdre de l’intérêt en terme de coût », constate Pierrik Letanneur.
À noter que les systèmes VEP et VEC permettent l’un comme l’autre d’intégrer des ouvrants cachés, dont l’essentiel de l’offre produit se compose d’ouvertures vers l’extérieur, quelques fabricants proposant néanmoins des fenêtres à la françaiseet des oscillo-battants.
Les deux techniques peuvent également être déclinées en façade respirante, de manière à intégrer une occultation invisible. Dans ce cas, les cadres associent à la fois un double vitrage, un espace d’air de 3 à 4 cm dans lequel sont intégrés un store vénitien et un simple vitrage extérieur. Des ouvertures situées en partie basse du cadre et équipées de filtres, assurent un échange d’air entre l’intérieur et l’extérieur, évitant ainsi l’embuage et l’encrassement des vitrages. L’ensemble suppose une conception élaborée pour limiter la montée en température au droit du moteur du store (à 85 °C) et au droit du double vitrage (à 60 °C). La façade respirante est principalement demandée dans les hôpitaux et les opérations tertiaires prestigieuses.
• La façade VEA (Verre extérieur agrafé), qui met en œuvre le verre structurel à la fin des années 80, est une solution haut de gamme pour halls d’entrée, atriums, verrières... Les volumes verriers assemblés bord à bord, sont maintenus par des fixations ponctuelles, articulées sur une ossature tridimensionnelle, mariant aussi bien le métal (haubans, profilés), que le verre (raidisseurs, poutres).
• La façade double peau, enfin, qui est considérée comme la plus performante des parois-rideaux, dans la mesure où elle permet d’améliorer le bilan thermique du bâtiment, fonctionne comme un espace tampon. Elle concourt à réduire les frais de climatisation en période chaude et la consommation de chauffage en hiver, grâce à l’association de systèmes de ventilation plus ou moins sophistiqués. C’est une solution onéreuse qui doit cependant être appréhendée dans le cadre d’une démarche de coût global. Elle est le plus souvent composée d’un mur semi-rideau intérieur, c’est-à-dire d’une paroi allant de dalle à dalle et d’un mur-rideau extérieur. La fonction isolante est assurée par la paroi intérieure, qui met en œuvre du double vitrage, tandis que la paroi extérieure est souvent réalisée en simple vitrage. Entre les deux parois, un espace de l’ordre de 15 à 90 cm permet d’aménager des circulations. La double peau est réalisée avec des séries de façades courantes, mais peut être définie avec des techniques très spécifiques. En Allemagne, où elle est plus répandue qu’en France, des expérimentations ont été menées avec des blocs préfabriqués, intégrant les deux parois.
Contrôle solaire incontournable
Quelle que soit sa typologie, un mur-rideau reste évidemment soumis à l’ensemble des exigences constructives requises au niveau de l’enveloppe, qu’il s’agisse de résistance mécanique, d’isolation thermique, acoustique, de sécurité au feu, ou de sécurité des personnes... Tous les murs-rideaux n’étant pas égaux en termes de performances, il s’agit d’associer le bon remplissage avec la bonne série de façade.
Certains points appellent toutefois une attention particulière. Il en va ainsi de la reprise des charges liées à la pression du vent, qui est la principale contrainte exercée sur les façades-rideaux. C’est elle, en effet, qui détermine l’épaisseur minimale des vitrages, les systèmes de report de charge et limite la construction en hauteur.« La difficulté est d’autant plus grande que le mur-rideau est repris de manière ponctuelle sur une charpente tridimensionnelle, ce qui est assez fréquent aujourd’hui. Lorsque les portées sont importantes, il faut surdimensionner les profilés, augmenter leur inertie, le poids de l’aluminium... Tout cela nécessite des calculs précis, que l’on réalise avec des logiciels très performants », explique Pierrik Letanneur.
La performance thermique fait de son côté l’objet d’une vigilance et d’une recherche accrue depuis la RT 2005, en partie responsable d’un ralentissement du marché de la façade vitrée. Sa prise en compte entraîne d’une part une mutation dans la conception de l’enveloppe et, d’autre part, une évolution des produits. Sans compter, comme le précise Cédric Puyou, que « la future RT 2012 fait disparaître les valeurs de référence Ucw et conduit à un bilan énergétique projet par projet. Pour bénéficier au maximum des apports solaires en hiver et éviter d’en avoir trop l’été et cela bien que toutes les règles ne soient pas encore définies, il devient évident qu’un bâtiment vitré sur quatre faces n’est quasiment plus réalisable, de même que l’on ne peut plus vitrer sans un bon contrôle solaire ». Dans cette perspective, il devient essentiel d’optimiser la performance des surfaces vitrées, qui seront largement orientées au sud, voire à l’est et à l’ouest, avec des protections solaires, tandis que les parois situées au nord demeureront opaques.
L’équilibre à trouver entre surfaces vitrées et opaques, implique également une évolution des typologies de façades-rideaux qui se dessinent avec davantage d’allèges en béton, les grands volumes verriers des murs-rideaux laissant parfois la place à des châssis à frappe de 2,20 ou 2,40 m de hauteur.
Dans le même temps, les gammes des façadiers évoluent pour faire face à la montée en performances des éléments de remplissage, qui gagnent en poids (il n’est plus rare d’utiliser des vitrages de 200 voire 300 kg) et en épaisseur (le double vitrage standard vaut 30, 32 ou 34 mm d’épaisseur, 40 mm avec store intégré). Les profilés se complexifient par ailleurs : ils se dotent de rupteurs thermiques, de mousses isolantes... Des solutions se développent, en outre, pour traiter les ponts thermiques au niveau des points singuliers de la façade, les interfaces avec le béton, les raccords entre partie opaque et partie vision : ajout de joints à l’intérieur des différentes chambres d’étanchéité, de réducteurs PVC, de pièces spécifiques... Pour autant, la difficulté consiste à élaborer des systèmes simples à mettre en œuvre.
Drainage : en traverse ou en cascade
Autre aspect essentiel, l’étanchéité à l’air et à l’eau de la façade implique le respect de différents niveaux de performance selon la technologie employée. Les systèmes VEP et VEC ont des principes d’étanchéité proches, qui se distinguent de ceux des façades à capot serreur. « Les murs-rideaux font systématiquement l’objet d’un essai AEV qui leur donne un classement. Dans l’absolu, on cherche à maîtriser au mieux les échanges entre l’intérieur et l’extérieur. Une petite fuite n’est pas acceptable, pas plus que de l’eauqui ruisselle », appuie Cédric Puyou.
Ceci étant, la clé d’une bonne étanchéité passe par la maîtrise de la fabrication du mur-rideau.
Dans le cas d’une façade par éléments, fabrication et assemblage sont en grande partie réalisés en atelier, ce qui permet d’optimiser la qualité de l’étanchéité. Dans le cas d’un montage sur grille, qui se déroule principalement sur chantier, tous les points particuliers doivent faire l’objet d’une attention accrue. Au niveau des liaisons entre le montant et la traverse, il convient par exemple de s’assurer de la bonne compression du vitrage sur le joint. Les assemblages doivent, en outre, tolérer les variations dimensionnelles dues à la dilatation des profilés, grâce notamment à des systèmes de joints coulissants. Lorsque les vitrages sont maintenus par des serreurs filants, ce qui correspond au cas courant, l’étanchéité s’effectue en face avant des remplissages.
Dans la technique des serreurs ponctuels, une étanchéité optimale est obtenue à l’arrière des volumes par un système de joint cadre intérieur et par l’injection de butyl dans les raccords montants-traverses. Si l’on recherche l’étanchéité optimale de la construction, on admet toutefois qu’une façade-rideau ne puisse être entièrement étanche et présente toujours un risque d’infiltration. Pour autant, si de l’eau pénètre à l’intérieur, il faut pouvoir l’évacuer vers l’extérieur. C’est l’objet des systèmes de drainage.
Dans une façade à capot serreur, deux techniques sont utilisées : le drainage en traverse ou en cascade. Dans le premier, toutes les eaux que l’on peut recueillir sont évacuées par les traverses, percées en partie basse de trous d’une section minimale de 50 mm2. Dans le drainage en cascade, toutes les eaux récupérées dans la structure retombent de la traverse dans le montant et ainsi de suite, jusqu’au pied de la façade. Le drainage des façades VEC et VEP est conçu de telle sorte que l’eau circule de joint creux en joint creux, pour être finalement évacuée en pied de façade.
Des solutions complémentaires peuvent être envisagées pour réaliser une évacuation équivalente au drainage en traverse ou en cascade.
