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Triple vitrage : une solution pour climats froids

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Triple vitrage : une solution pour climats froids

Logés sous une verrière en triple vitrage, les bureaux bénéficient en plus d’un espace-tampon thermique. (Doc. Saint-Gobain.)

Encore peu utilisé en France, le triple vitrage associant des verres avec ou sans couche à basse émissivité, offre des performances d’isolation thermique et acoustique très élevées.

Afin d’apporter une ­réponse plus pertinente aux exigences des ­futures réglementations thermiques du bâtiment tout en procurant un regain de confort, le triple vitrage (produit extrapolé des technologies du double vitrage) se compose de trois verres séparés par deux lames d’air – ou d’un gaz rare – dont les épaisseurs peuvent varier. De plus, lorsque les faces de certains verres sont revêtues d’une couche à faible émissivité, il offre des performances thermiques accrues. Face aux surcoûts générés par cet accroissement des performances, la mise en œuvre en France de ces produits semble encore très timide, contrairement à d’autres pays européens qui les utilisent à grande échelle.

Plusieurs fabricants de produits verriers qui développent surtout le double vitrage (aujourd’hui, très courant) produisent du triple vitrage. Pour Philippe Grell (1), ce dernier améliore la résistance thermique, tout en faisant baisser le coefficient U de transfert de chaleur. Pour lui, il existe plusieurs manières de faire diminuer ce coefficient U : soit en augmentant l’épaisseur des lames d’air, en sachant qu’elle doit osciller entre 16 et 20 mm (au-delà, des effets contraires de convection apparaîtraient). Soit en remplissant l’espace par un gaz plus performant, tel que l’argon (ou le krypton, plus onéreux), à raison de 90 % d’argon, pour 10 % d’air. Cela permet de réduire de 0,3 point le coefficient U. Afin de jouer sur le rayonnement solaire, une autre solution consiste a réduire l’émissivité des faces internes des vitrages en intégrant dans le complexe un ou deux verres à couches.

Des combinaisons très efficaces

Pour se révéler encore plus isolant, le triple vitrage peut conjuguer plusieurs sortes de verres et de lames d’air. À des verres de 4 mm d’épaisseur, peuvent être ajoutés, sur certaines faces intérieures, des couches dures ou tendres, composées d’un dépôt d’oxyde métallique ( surtout argent) d’une épaisseur de quelques microns qui, en agissant sur les infrarouges, évitent la fuite de chaleur. Les couches dures sont déposées sur le verre au moment de la fabrication, alors que les couches tendres y sont apposées après. Le vitrage à couche dure (type K Glass) possède un pouvoir faiblement émissif, avec un coefficient U de l’ordre de 0,16 W/m2.K, tandis que celui à couche tendre (type Optitherm) présente une émissivité encore plus faible, pouvant atteindre un coefficient U de 0,02 W/m2.K. Constitué de trois verres et de deux lames d’air, avec une épaisseur de 36 mm, le triple vitrage peut associer : un premier verre extérieur de 4 mm complété, sur sa face intérieure, d’une couche dure ou tendre, une lame d’air et de gaz de 12 mm, un deuxième verre simple de 4 mm, une autre lame d’air et de gaz de 12 mm, et enfin, un troisième vitrage de 4 mm doté, sur sa face intérieure, d’une couche dure ou tendre. Afin de traiter le problème des apports solaires pendant la saison d’été, des variantes de vitrages (type Suncool) intègrent, sur l’une de leurs faces, une couche tendre constituée d’autres sortes d’oxydes métalliques. Ce type de vitrage étant réservé aux grandes baies vitrées et aux verrières. Si, actuellement, on peut combiner, dans un double vitrage, un vitrage antisolaire, un autre de sécurité (ou un verre imprimé décoratif) il est envisageable de pouvoir en faire autant avec un triple vitrage.

Pour Dominique Marozeau (2), ce produit, utilisé depuis une vingtaine d’années dans les pays nordiques, était intéressant lorsque les vitrages à couches n’existaient pas. Ces derniers, véritables boucliers thermiques, ont bouleversé les techniques existantes en faisant considérablement baisser le coefficient U jusqu’à 1,1 W/m2.K. Dès lors, le triple vitrage n’a d’intérêt réel qu’en intégrant des verres à couches, espacés par des lames d’air chargé de gaz. Très performant, ce système permet de réduire encore le coefficient U jusqu’à 0,7 ou 0,6 W/m2.K. De manière générale, le coefficient U est abaissé par l’adjonction de couches et de lames chargées de gaz (voir encadré). Conçu pour du double ou du triple vitrage, le verre simple Planibel Top N est recouvert d’une fine couche métallique transparente qui renvoie la chaleur à l’intérieur du bâtiment. Cette couche se trouve, en fait, déposée sur un verre float par un procédé électromagnétique projetant des particules métalliques sous vide.

La réglementation thermique actuelle impose une fourchette pour le coefficient U d’un vitrage entre 1,2 et 2 W/m2.K : celui-ci pouvant varier en fonction de la nature de la menuiserie (type, matériau et dimensions). Les normes en vigueur ne sont plus adaptées aux techniques et aux produits utilisés. En effet, le triple vitrage, dont le coefficient U peut baisser jusqu’à atteindre 0,5 W/m2.K, sort largement des plages de la réglementation.

Actuellement, des produits plutôt pour les pays nordiques

De plus, il présente d’autres avantages : très lourd, il permet de réduire les transmissions acoustiques ; avec l’adjonction d’un film polyvinyle dans l’une des lames d’air, il peut devenir anti-effraction. Mais il comporte certains inconvénients : plus onéreux, plus lourd et plus épais. Son surcoût est évalué à 250 % ou même 300 %. Ce « surpoids » implique l’utilisation de paumelles plus résistantes sur les menuiseries. Son épaisseur importante réclame des feuillures plus larges et plus épaisses sur les menuiseries. Ces menuiseries, qui ne sont pas commercialisées en France, ont un coût beaucoup plus élevé. Pour toutes ces raisons, l’utilisation du triple vitrage est aujourd’hui inexistante en France. Ce type de produit intéresse surtout les pays nordiques, tels que la Finlande, la Suède et le Danemark, ainsi que l’Allemagne. Des pays préoccupés, en premier lieu, par la réduction des déperditions énergétiques. Dans ces pays aux hivers très rudes, améliorer l’isolation thermique d’un bâtiment est un enjeu vital. Il en résulte l’utilisation de deux techniques. D’une part, la pose classique et ancestrale, très fréquemment réalisée, d’une menuiserie à double vitrage, côté extérieur, et d’une menuiserie à simple vitrage, côté intérieur, séparées par un espace de 10 à 20 cm. Ce système contraignant implique une épaisseur importante de la façade. L’autre technique, moins employée mais bien adaptée, est celle du triple vitrage qui permet de réduire l’épaisseur de la façade, en ajustant les menuiseries. En Allemagne, par exemple, la pose du triple vitrage n’est réalisée que dans environ 10 % des constructions (surcoût oblige) et ce sont surtout les maisons à conception bioclimatique qui en bénéficient : l’objectif étant de créer une enveloppe à isolation renforcée avec des double ou triple vitrages, à faible émissivité et à haute transmission. Basé sur une récupération des apports solaires, ce type de construction produit autant de chaleur qu’il en consomme et s’inscrit dans un contexte de développement durable.

Du double vitrage 4-8-4 à lame argon au triple vitrage 4-15-4-15-4 à lames krypton, le coefficient U varie dans une large fourchette de 1,7 à 0,5 W/m2.K.
Type de vitrage avec verres de 4 mm d’épaisseur Épaisseur lame d’air(en mm) Coefficient U (W/m2.K)lame Argon Coefficient U (W/m2.K)lame Krypton
Double vitrage avec une couche sur la face 3 du 2e verre 8101215 1.71.41.31.1 1.11.01.01.0
Double vitrage avec une couche sur les faces 2 et 3 des 1er et 2e verres 8101215 1.61.41.21.0 1.00.90.90.9
Triple vitrage avec une couche sur la face 5 du 3e verre 8 810 1012 1215 15 1.31.11.00.9 0.90.80.80.8
Triple vitrage avec une couche sur les faces 2 et 5 des 1er et 3e verres 8 810 1012 1215 15 1.00.80.70.6 0.60.50.50.5
Source : Glaverbel.
Le rapport entre le facteur solaire (FS) et le coefficient de conductivité K est différent pour chaque type de vitrage. Le FS doit être élevé en hiver pour que le bâtiment puisse bénéficier des apports solaires et bas en été pour éviter les surchauffes. Le K doit être le plus bas possible en hiver pour réduire les déperditions thermiques.
Type de vitrage Coefficient K(W/m2 .°C) Transparence (%) Facteur solaire (%)
Verre clair
Simple vitrage (4 mm) 6.0 88 83
Double vitrage à lame d’air (4-12-4) 3.0 80 76
Double vitrage 4-12-4 avec traitement de surface et lame d’Argon 1.5 77 65
Triple vitrage 4-12-4-12-4 à lame d’air 2.0 72 67
Triple vitrage avec traitement de surface et lame d’Argon 1.2 70 60
Double vitrage 4-12-4 avec traitement de surface et vide d’air 0.5 77 65
Verre réfléchissant
Double vitrage 6-12-6 moyennement réfléchissant avec traitement de surface 1.6 29 39
Double vitrage 6-12-6, bronze avec traitement de surface 1.6 9 13

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