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RÉSUMÉ
Les nouvelles technologies permettent aux vitrages et aux fenêtres de jouer avec le soleil pour économiser l'énergie tout en assurant une ouverture sur le monde extérieur et la création d'un intérieur confortable. Après avoir caractérisé les vitrages par rapport à la lumière et à l'énergie solaire, cet article explique comment il est possible d'agir sur ces deux paramètres par le biais de la coloration des verres ou par le dépôt de couches réfléchissantes, ou encore en associant aux vitrages des occultations. Au final, ces dispositions augmentent le confort thermique et visuel et permettent de maîtriser l'énergie.
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Michel CHAUNAC : Membre de l'Association « Les experts du verre » - Anciennement conseiller scientifique et technique de Saint-Gobain Vitrage à Paris, France
INTRODUCTION
La lumière naturelle est à l'origine de la vie et c'est aussi la diversité des ambiances et des changements climatiques.
Le vitrage est un lieu d'échange entre le monde extérieur et l'intérieur du bâtiment.
Bien choisi, il conditionne la qualité de ce bâtiment, tant du point de vue architectural, qu'en ce qui concerne les ambiances intérieures.
Le rayonnement solaire est une source d'énergie qu'il est parfois nécessaire de maîtriser, tant dans la captation de celle-ci pour diminuer les coûts de chauffage en hiver, pour optimiser le confort thermique en évitant les surchauffes en été, tout en veillant à diminuer les déperditions thermiques.
Les vitrages actuels, quand ils sont à isolation thermique renforcée, présentent une bonne transmission lumineuse combinée à des performances thermiques élevées. Les pertes énergétiques sont réduites en hiver, et le confort thermique est augmenté. De plus, la température de surface du verre est plus élevée, ce qui réduit la sensation de « paroi froide » et diminue les risques de condensation.
Par contre, il est souvent nécessaire de limiter l'entrée de l'énergie solaire qui risque d'augmenter « l'effet de serre », notamment pour les orientations Est, Sud et Ouest.
L'inconfort thermique en saison chaude des locaux, climatisés ou non, doit être traité à l'aide de vitrages à faible facteur solaire et éventuellement à l'aide de protections complémentaires tels les stores ou les brise-soleil.
Une bonne protection solaire, combinée à une ventilation appropriée, permet dans de nombreux cas de se passer de climatisation.
Après avoir montré dans cet article comment se caractérisent les vitrages par rapport à la lumière et à l'énergie solaire, on indiquera comment il est possible d'agir sur ces deux caractéristiques par le biais de la coloration des verres ou par le dépôt de couches réfléchissantes, ou encore en associant aux vitrages des occultations. On verra comment agissent ces dispositions sur le confort thermique et visuel et comment elles permettent de maîtriser l'énergie.
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8. Contrôle de l'énergie
En application des règlements actuels, les vitrages ayant un facteur solaire g élevé et un coefficient U g bas seront privilégiés (réglementation thermique RT 2005 puis RT 2012).
Il en résulte parfois en hiver et surtout en été, par fort ensoleillement, une élévation importante de la température intérieure qui conduit à des conditions difficilement supportables.
Rappelons que :
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un facteur solaire g bas sera intéressant en été (effet amoindri du soleil) ;
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un coefficient U g bas sera intéressant en hiver (moindre déperdition thermique).
Il sera donc nécessaire de faire un choix entre ces valeurs g et U g pour chaque cas compte tenu des besoins énergétiques, de la situation géographique, de l'inertie thermique du bâtiment, du confort recherché et de la destination des locaux (habitations, écoles, hôpitaux, bureaux, salles de réunion…).
Il faut rappeler que, quel que soit le vitrage, il y a risque de surchauffe en hiver et en été, et qu'une protection solaire complémentaire est parfois souhaitable.
Le calcul des facteurs de transmission solaire et lumineuse des parois vitrées associées à des protections mobiles ou non est donné dans la norme NF XP P50-777 de décembre 2011 « Performances thermiques des bâtiments – Parois vitrées associées ou non à des protections mobiles – Détermination du facteur de transmission solaire et lumineuse ».
8.1 Vitrages de protection solaire
La protection solaire peut être assurée partiellement par les vitrages eux-mêmes. Ce sont essentiellement ceux qui sont composés de glaces absorbantes, de glaces réfléchissantes ou de glaces à couche faiblement émissive.
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Les glaces absorbantes, colorées dans la masse absorbent le rayonnement infrarouge du soleil grâce à l'incorporation de divers oxydes métalliques.
L'absorption énergétique croît avec l'épaisseur du composant verrier, mais elle entraîne son échauffement et parfois une augmentation des risques de casse thermique.
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Les glaces réfléchissantes, revêtues de certaines couches métalliques, réfléchissent sélectivement le rayonnement solaire dans le...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - NF EN 410 - Verre dans la construction. Détermination des caractéristiques lumineuses et solaires des vitrages - (2011).
-
(2) - NF EN 673 - Verre dans la construction. Détermination du coefficient de transmission thermique U – Méthode de calcul - (2011).
-
(3) - NF EN 12898 - Verre dans la construction. Détermination de l'émissivité - (2001).
-
(4) - Norme NF DTU 39 - Partie 3 – Travaux de bâtiment. Travaux de vitrerie-miroiterie. Mémento calculs des contraintes thermiques - (2012).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Le portail du verre http://www.verreonline.fr/
HAUT DE PAGE
Règles professionnelle FFPV
Décrets en Conseil d'État – RT 2012 et attestations de prise en compte de la réglementation thermique, pour les bâtiments neufs :
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Décret no 2010-1269 du 26 octobre 2010 relatif aux caractéristiques thermiques et à la performance énergétique des constructions
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Décret no 2011-544 du 18 mai 2011 relatif aux attestations de prise en compte de la réglementation thermique et de réalisation d'une étude de faisabilité relative aux approvisionnements en énergie pour les bâtiments neufs ou les parties nouvelles de bâtiments
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Décret no 2012-1530 du 28 décembre 2012 relatif aux caractéristiques thermiques et à la performance énergétique des constructions de bâtiments
et pour les bâtiments existants :
Décret no 2007-363 du 19 mars 2007 relatif aux études de faisabilité des approvisionnements en énergie, aux caractéristiques thermiques et à la performance énergétique des bâtiments existants...
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