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Murs-rideaux De nombreuses évolutions techniques

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Murs-rideaux De nombreuses évolutions techniques

Depuis dix ans, les solutions de murs-rideaux ont adopté les rupteurs de pont thermique, les vitrages isolants, les intercalaires à bords chauds et s’ouvrent maintenant à la production d’énergie via des solutions photovoltaïques.

Le mur-rideau possède déjà plus de soixante-dix ans d’histoire en France. La Maison du peuple de Clichy (92), par exemple, construite par Marcel Lods, Eugène Baudoin, Jean Prouvé et Vladimir Bodiansky, a été livrée en 1938. C’était le premier bâtiment préfabriqué à mur-rideau et ossature métallique en France.

Certains font même remonter les premiers pas du mur-rideau dans notre pays à la serre mexicaine du Jardin des plantes, construite avec une ossature acier par Charles Rohault de Fleury entre 1834 et 1836.

Formellement, un mur-rideau est une façade légère qui assure la fermeture de l’enveloppe d’un bâtiment, son étanchéité à l’eau et à l’air, sans participer à sa stabilité mécanique. Cette définition ne présume pas des matériaux employés, pourtant nous avons pris l’habitude depuis les années 80, de cantonner la notion de mur-rideau aux façades légères à ossature aluminium ou en acier, avec remplissages vitrés, opaques ou les deux en alternance.

C’est sans doute trop limitatif.Il existe au moins deux autres sortes d’ouvrages qui pourraient relever de l’appellation « mur-rideau » : les sandwichs métalliques isolants, étanches non-porteurs vissés sur une ossature métallique ou béton, les façades bois préfabriquées et pré-isolées, rapportées sur une ossature béton ou métallique. La combinaison bois-béton semble promise à un développement rapide en logements collectifs neufs, dans la mesure où elle permet à bon compte d’atteindre des objectifs de performance énergétique importants, sans négliger le confort d’été.

Mur-rideau classique : de petites évolutions

Un mur-rideau est un système complet de mur extérieur. Il résiste au vent, aux séismes, fait obstacle à l’infiltration d’air, demeure étanche à la pluie et à la neige, contrôle la diffusion de la condensation sur ses surfaces et dans ses vides de construction. Selon le choix des concepteurs, il combat la perte ou le gain thermique. Les plus récents sont conçus pour résister aux explosions, quelle que soit leur origine. Enfin, il offre une protection efficace contre le bruit extérieur et le feu. Pour l’essentiel, sa technologie n’a pas varié depuis les années 70.

Il faut parler d’évolutions, plutôt que de révolutions techniques. Ces changements portent d’ailleurs sur les vitrages, les joints et l’architecture des murs-rideaux, plutôt que sur ses armatures métalliques.

• La première évolution est la généralisation des profilés aluminium ou acier à rupture de pont thermique.

• La seconde est la très large diffusion des « boucliers thermiques » : des vitrages thermiquement efficaces qui complètent les profilés à rupture de pont thermique.

Dans les bâtiments tertiaires qui reçoivent des murs-rideaux, le problème est plutôt la surchauffe d’été que les déperditions d’hiver. Les boucliers thermiques s’orientent donc vers un fort contrôle solaire avec des vitrages appropriés qui réduisent l’apport de chaleur par rayonnement, tout en maximisant le passage de la lumière de manière à amplifier l’éclairage naturel, facteur d’économies d’énergie. Le vitrage Suncool 70/40 de Pilkington affiche un coefficient de transmission de lumière de 0,71 et un facteur solaire de 0,43. Chez Saint-Gobain Glass, le vitrage Climaplus Solar Control combine réduction des apports solaires et isolation thermique renforcée. En double vitrage, son coefficient Ug atteint 1,1 W/(m².K) avec un remplissage à l’argon à 85 % et une couche peu émissive, contre 3 W/(m².K) pour un double vitrage classique. Tandis que sa transmission lumineuse monte à 66 %. Ce type de vitrages peut être monté sur l’ensemble des profilés aluminium et acier proposés pour l’armature des murs-rideaux.

• La troisième évolution consiste en la généralisation progressive du vitrage respirant à l’ensemble des façades de grande surface, notamment celles des tours et autres IGH. Conçu à l’origine comme une solution technique pour réparer un désordre (1), le vitrage respirant s’est perfectionné et devient la règle en construction neuve. En France, cette technologie bénéficie de plusieurs Atex (Appréciation technique d’expérimentation). Le Cstb avait imaginé de faire communiquer la lame d’air entre les deux vitrages avec l’extérieur. Puis, des filtres ont été ajoutés pour empêcher l’introduction de débris et d’insectes. Enfin, l’idée a été transposée à un triple vitrage : double vitrage classique à l’intérieur, lame d’air ventilée par des filtres en haut et en bas et troisième vitrage à l’extérieur. La lame d’air ventilée peut atteindre, selon le Cstb, jusqu’à 50 cm d’épaisseur. Ce qui permet, notamment, d’y loger un store vénitien motorisé pour la protection solaire et améliore considérablement les performances acoustiques et thermiques de la façade. Les constructeurs, comme le façadier Goyer, sont également parvenus à incorporer dans des façades respirantes, des ouvrants sur verre extérieur collé.

Arrivée des vitrages à bords chauds

L’une des raisons techniques qui ont présidé au développement des vitrages ventilés est la perte de performance des joints au fil du temps. Devenu poreux, le cadre de vitrage laissait passer l’humidité. Les chimistes du bâtiment ont réagi et développé des produits à longue efficacité et de nouvelles mises en œuvre.

Dow Corning défend par exemple, le verre structurel en mur-rideau. Il s’agit de placer un joint de silicone entre la structure métallique et le verre. La souplesse du silicone fournit une rupture de pont thermique capable de s’adapter aux mouvements de la structure dans le temps. Ce qui contribue à minimiser les infiltrations d’air, améliore le découplage entre la structure métallique et les panneaux de verre et réduit la transmission des vibrations.

Les silicones résistent aux agressions de l’environnement et offrent une durée de vie plus importante, selon Dow Corning, que celles des joints organiques issus de la chimie du pétrole. Cette technolige est appelée « vitrages à intercalaires à bords chauds » (Warm-edge spacers en anglais). Remplacer la fixation mécanique classique des panneaux vitrés par une solution à bords chauds peut améliorer la performance thermique d’un mur-rideau de 0,2 W/(m².K). Les silicones adhèrent mieux au verre et résistent aux UV. Cette technique de bords chauds et de joints en silicone a été utilisée pour la construction de la façade de la station antarctique Princesse Elisabeth qui doit résister à des températures de -50 à -5 °C, des vents de 125 km/h avec des rafales à 250 km/h. Dans le cadre de contraintes inverses, les joints en silicone Dow Corning 3362 et 993 ont été utilisés par la façade rideau de la tour Burj Khalifa à Dubaï (Émirats arabes unis).

Incorporation du photovoltaïque

Grâce aux généreux tarifs de rachat de l’électricité photovoltaïque et à l’indéniable effet d’image positif, tous les industriels du mur-rideau proposent l’incorporation de photovoltaïque en façade.

Il existe trois technologies principales. Dans les trois cas, les couches photovoltaïques actives sont emprisonnées dans un sandwich de verre. Ces complexes sont obligatoirement posés en vitrage extérieur.

• La première solution est la paroi opaque : des panneaux photovoltaïques en silicium poly ou monocristallin remplacent les panneaux opaques des murs-rideaux. Sachant, d’une part, que la température surfacique de tels panneaux placés en façade peut dépasser 80 °C par des jours bien ensoleillés et, d’autre part, que plus la température des panneaux croît, plus leur production d’électricité chute, il n’est pas certain que la production d’électricité réponde aux attentes.

• La seconde solution laisse passer la vue et la lumière : les cellules en silicium ne sont pas jointives, mais espacées. La production d’électricité sera encore plus faible que dans le premier cas, puisque la surface active est réduite, mais les cellules contribuent à la protection solaire. L’ensemble d’une façade peut être traité de cette façon. Certains fabricants, comme Ertex Solar, proposent même de constituer des motifs photovoltaïques décoratifs en utilisant des cellules carrées de différentes dimensions et/ou de différentes couleurs. La couleur réduit encore la productivité des cellules.

• La troisième solution fait appel à des solutions photovoltaïques dites « à couche mince », dans lesquelles la couche active – quelle que soit sa technologie – a été travaillée au laser de manière à créer des lignes (« grooves » en anglais) sans matière active, donc transparentes. Il est possible de jouer sur la transparence du panneau en agissant sur la densité des lignes sans matière.

Sharp Solar propose ainsi des panneaux allant de 10 à 30 % de transparence. Schüco applique la même technologie à des panneaux photovoltaïques à couche mince qu’il produit lui-même et incorpore dans différents types de façades. Les couches minces sont beaucoup moins sensibles à l’élévation de température que les cellules cristallines. Dans le cas des panneaux Schüco, cela se traduit par une puissance nominale à 25 °C de 100 Wc/m² pour ses panneaux cristallins, contre 60 Wc/m² pour ses panneaux film mince ProSol TFT. À l’inverse, à 70 °C, les panneaux film mince produisent 15 à 20 % plus d’énergie que les modules cristallins.

La principale évolution que l’on entrevoit dans les murs-rideaux est l’apparition des façades mutifonction préfabriquées. Elles ont été inventées par des fabricants allemands, comme Schüco et Wicona. Dans le cadre des bâtiments très performants du point de vue énergétique, elles visent à transférer aux façades la protection solaire et l’essentiel des fonctions traditionnelles du génie climatique : chauffage, climatisation, ventilation, production d’énergie.

Bien que ces solutions soient présentées en France depuis une petite dizaine d’année, les fabricants n’ont pas encore réussi à les vendre une seule fois.

Tableau des fabricants

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