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Rénover sans transformer les équilibres hygrothermiques

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Rénover sans transformer les équilibres hygrothermiques

Pourquoi ne pas considérer que la majorté des apports solaires transite par la fenêtre dont le bilan énergétique pourrait être supérieur à ses déperditions

Directeur de TBC Générateur d’innovation (1), Jean-Pierre Loustau met l’accent sur la forte implication des menuiseries dans le fonctionnement du bâtiment, son confort et sa consommation énergétique.

Les Cahiers techniques du bâtiment :Quel est l’enjeu de la fenêtre en rénovation aujourd’hui ?

Jean-Pierre Loustau : L’essor du marché des menuiseries répond à un besoin de confort de l’occupant et d’amélioration du patrimoine et de sa façade. Demain, il sera lié à la thermique pour réduire par quatre les consommations d’énergie dans le bâtiment, objectif que s’est donné la France dans le cadre des accords de Kyoto. Au rythme actuel de renouvellement des bâtiments, l’effort sur la rénovation et le rôle des ouvertures ne peuvent que s’accentuer. Déjà, la réglementation thermique 2005 revalide la notion d’apports solaires et de lumière. Pour atteindre le coefficient de déperdition des bâtiments requis, la solution a longtemps consisté à réduire l’écart de performances avec les murs, en limitant la taille des fenêtres. Or, les enquêtes auprès des usagers ont révélé que la lumière constitue le premier élément du confort. Également pris en compte, les apports solaires assurent un complément de chauffage gratuit. Au-delà de la réduction de la facture énergétique, se génère un comportement citoyen pour diminuer les consommations.

CTB : Quelle est la problématique particulière de ce secteur ?

J-P. L. : En dehors de la réhabilitation lourde qui s’apparente au neuf puisqu’on ne garde que la maçonnerie, la rénovation des ouvertures équivaut à un trou et un dormant existant sur lequel est fixé un nouveau cadre de fenêtre ! Ce qui rajoute de l’épaisseur et grignote de la surface vitrée. Pourquoi conserver le dormant ? D’abord pour effectuer une rénovation sèche sans travaux conséquents, limiter le désagrément des gravats en site occupé et intervenir dans un minimum de temps.

Ensuite, reste posée la question de l’aspect de conservation de l’ancien dormant généralement en bois, et de la fixation par vissage du composant neuf. Le point dur reste celui des finitions, qui nécessitent des adaptations de type bavette, pour terminer la fenêtre et garantir son étanchéité. La notion de confort suppose en effet une amélioration de l’étanchéité à l’air et au bruit de l’habitat et la nécessité d’éviter l’effet de paroi froide. Dans 50 % des cas, cette étanchéité et la pose d’un double vitrage de qualité détruisent l’équilibre de la ventilation naturelle du logement, faisant naître des phénomènes de condensation et une dégradation de la qualité de l’air intérieur. Or, en rénovation, il est fréquent que ces interventions s’effectuent sans maître d’œuvre.

CTB : Quelles sont les réponses technologiques pour pallier ces difficultés ?

J-P. L. : La solution nécessite souvent la réinstallation d’une VMC (2). Pour ménager des clairs de vitrage plus importants, elle passe aussi par un affinement des profilés. Cette approche est largement soutenue par le re-développement de la fenêtre aluminium avec les techniques d’ouvrants cachés. Pour un coût limité tant en conception qu’en réalisation, l’évolution des produits a conduit à un matériau quasi composite, comportant deux parements aluminium de chaque côté du dormant ou de l’ouvrant, et une rupture de pont thermique en profilé PVC ou polyamide renforcé fibres de verre. Cette reconquête du marché tient aussi à un laquage aisé du matériau voire à une bicoloration de part et d’autre du dispositif de rupture de pont thermique. Bien installé avec 58 % du marché, le PVC s’est également imposé par son coût et par ses qualités techniques. Seuls inconvénients : la difficulté d’obtenir des teintes ou des aspects différents, et la nécessité d’intégrer des armatures en acier pour renforcer l’inertie des profilés. Il en découle des masses plus importantes et un clair de vitrage réduit comparé à l’aluminium. Aujourd’hui, les évolutions s’orientent vers plus d’esthétique avec des formes arrondies.

CTB : Quelles sont les performances des autres matériaux utilisés ?

J-P. L. : Plus traditionnel, le bois n’a pas encore vécu sa révolution technologique. Pourtant, dans des conditions économiques et de qualité, le bois lamellé-collé pourrait combiner des bois aboutés de moins bonne qualité revêtus de parements en bois nobles. À noter aussi, une véritable demande du marché pour des châssis mixtes bois-alumium, utilisant une palette d’essences comme la loupe d’orme côté intérieur. En effet, l’aspect décoratif revêt une importance particulière en rénovation. Le bois rétifié reste un matériau potentiellement intéressant. Quant à l’acier, il n’excède pas 3 à 4 % du marché. Si tous ces matériaux s’avèrent a priori recyclables, la préoccupation réside dans la séparation coûteuse des différents composants.

L’autre domaine en forte évolution est celui du verre. Désormais, les doubles-vitrages intègrent des verres à couches faiblement émissives et des lames d’air remplies d’argon, conjuguant la technologie antidéperdition « bords chauds » (Warm-Hedge). Thermiquement et phonétiquement sophistiqués, ces produits atteignent des valeurs de coefficient U de 1,2 W/m2.K et sont capables de se parer de caractéristiques supplémentaires d’autonettoyance, moyennant leur compatibilité avec les joints.

CTB : Quelles sont les perspectives en matière de contrôle solaire ?

J-P. L. : Les triples-vitrages sont une solution pour accroître les caractéristiques thermiques. Mais ils s’avèrent plus onéreux (rapport de 2 à 3), lourds à mettre en œuvre et induisent une perte en facteur solaire. Au-delà de la généralisation des vitrages à couches faiblement émissives et plutôt que d’interposer une lame d’air, on trouvera des vitrages à lame de vide réduite à quelque 1/10e de mm, pour abaisser encore la valeur de cœfficient U des fenêtres et s’approcher de celle d’une paroi opaque, sans ajouter de poids. Aujourd’hui, on aborde la réglementation thermique de manière purement statique, c’est-à-dire en se basant sur la capacité de déperdition de chacun des composants. Pourquoi ne pas considérer que la majorité des apports solaires dans l’habitat transitent par la fenêtre, dont le bilan énergétique pourrait être supérieur à ses déperditions ! Dans le cadre d’une conception bioclimatique des bâtiments, la baie devient une sorte de capteur solaire en rendement énergétique positif. Et si l’on parle de bilan énergétique, peut-être est-il préférable de favoriser les apports solaires que de gagner des W/m2.K !

Toutefois, augmenter les surfaces vitrées pour bénéficier de ces apports pose le problème de la modulation de la lumière et des surchauffes d’été.

Dans un futur lointain, ces technologies de gestion de la lumière et des apports solaires pourront être directement intégrées au vitrage (vitrage opacifiant électrochrome, photochrome, etc.). Aujourd’hui, elle passe par la prise en compte de l’occultation. On peut penser à des systèmes automatisés (volets roulants ou battants, stores vénitiens intégrés entre les vitrages), capables de gérer l’énergie globale de la maison.

Pour donner une valeur ajoutée à leurs produits, certains fabricants proposent déjà des composants de baies à vitrages respirants et stores intégrés. La solution des brise-soleil orientables et motorisés a l’avantage de dégager la façade des apports solaires et d’éviter les surchauffes locales. Mais elle implique un parti pris architectural, la vouant davantage au secteur tertiaire.

CTB : Comment interpréter ces tendances ?

J-P. L. : Toutes ces technologies s’inscrivent dans le cadre du programme Prebat (3), visant à produire des bâtiments à énergie fossile consommée nulle, voire à énergie positive. Si l’on commence à parler de bâtiment à énergie positive, on peut se dire qu’une intégration de surfaces vitrées plus importante, bien conçue et bien gérée, peut contribuer à la récupération d’énergie solaire, redistribuée au moment voulu. En fait, les modèles de rénovation de demain, c’est-à-dire la manière dont on va aborder la problématique, sont à inventer. Les impératifs de qualité énergétique vont induire des considérations plus citoyennes.

Pour ne pas détruire l’équilibre fondamental de l’ambiance intérieure du bâtiment, la fenêtre va entrer dans un modèle de rénovation plus complet, imposant une vision transversale de son impact au regard des besoins essentiels de l’occupant. Car son interdépendance forte avec le fonctionnement du bâti joue sur les conditions de ventilation et la performance des parois.

vous lisez un article des Cahiers Techniques du Bâtiment N°252

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