Le vitrage au cœur de la gestion des apports solaires et lumineux

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Les propriétés du verre, améliorées par les recherches menées dans le secteur, permettent au vitrage de s’imposer comme un élément actif de la façade, mais il n’est pas le seul. Le point sur l’optimisation des apports solaires.

SunCool™ 70 / 40, verre Pilkington de contrôle solaire sélectif, pour un maximum de lumière naturelle, un contrôle solaire à faible réflexion extérieure et une isolation thermique élevée (Ug = 1,1 W/m².K). © Pilkington
SunCool™ 70 / 40, verre Pilkington de contrôle solaire sélectif, pour un maximum de lumière naturelle, un contrôle solaire à faible réflexion extérieure et une isolation thermique élevée (Ug = 1,1 W/m².K). © Pilkington

Comment le vitrage peutil gérer les apports solaires et lumineux ? « Le sujet concerne la paroi vitrée dans son ensemble, avec ou sans protection, et pas seulement le vitrage. C’est la performance de l’ensemble qui compte, le vitrage et la menuiserie (fenêtre, façade rideau, véranda, etc.). Des progrès ont été réalisés dans les deux secteurs. Le double vitrage a non seulement amélioré ses performances en matière d’isolation, mais aussi en termes de facteur solaire et de transmission lumineuse » estime Jean-Luc Marchand, Délégué général du SNFA.

SGG PLanitherm XN, verre à couches pour vitrage à isolation thermique renforcée et TL élevée pour les climats froids et intermédiaires. © Saint-Gobain Glass

« Alors que précédemment, le secteur du bâtiment avait pour réflexe de réduire les surfaces vitrées pour isoler, aujourd’hui grâce à la RT 2012, c’est l’inverse, l’amélioration des produits a permis de démontrer qu’une grande surface vitrée bien orientée est pertinente en termes d’économie d’énergie ».

Des solutions subtiles

Les experts du marché s’accordent à dissocier les besoins de l’habitat et ceux du secteur tertiaire. Le coefficient Ug impacte la consommation de chauffage, la transmission lumineuse (TL) celle de l’éclairage, le facteur solaire (FS), le chauffage et la climatisation.
« Dans le résidentiel », résume Philippe Grell, Directeur marketing et technique de Pilkington, « l’isolation thermique est la priorité, le vitrage doit donc d’abord éviter les déperditions, mais la bonne solution conjugue également le facteur solaire et la transmission lumineuse, avec des réponses dépendant de la région et de son climat ».

Stopray - Ultra-50 on Clearvision Sunewat - SunEwat-XL pour l’AGC Technovation Centre, en Belgique, centre mondial d’excellence en verre architectural du groupe AGC. © AGC/ Jean-Michel Byl
Stopray – Ultra-50 on Clearvision Sunewat – SunEwat-XL pour l’AGC Technovation Centre, en Belgique, centre mondial d’excellence en verre architectural du groupe AGC. © AGC/ Jean-Michel Byl

Pour forcer le trait, à Strasbourg, les façades vitrées orientées plein Sud font entrer plus de lumière et de chaleur et à Marseille, un peu de contrôle solaire évite la surchauffe en été ! Quoique. Les solutions à préconiser sont plus subtiles. « Proposer du contrôle solaire au logement est une aberration. Dans l’habitat, le principal poste de consommation étant le chauffage, il faut privilégier l’isolation, mais il est aussi possible de bénéficier de grandes surfaces vitrées bien orientées tout en réduisant la consommation, notamment grâce aux fermetures extérieures comme les volets » affirme Jean-Luc Marchand.

De vastes gammes 

Les verriers proposent des gammes larges permettant de trouver le bon compromis. En résidentiel, l’équilibre traditionnel passe par des verres faiblement émissifs, avec une transmission lumineuse de 70 % et un facteur solaire de 30 %, soit un ratio de sélectivité (TL/FS) supérieur à 2. « Aujourd’hui, des vitrages capteurs d’énergie comme Planitherm XN de Saint-Gobain Glass, maximisent la transmission lumineuse (jusqu’à 82 %) tout en garantissant une excellente isolation thermique » déclare Régis Bussy, Chef de marché résidentiel de SGG. Pour améliorer le compromis entre Ug et TL, les verriers travaillent les couches composant le vitrage.

« Depuis la fin de l’année dernière, tous nos produits sont semi-extra clairs, ce qui améliore la transmission lumineuse sans affecter les performances de la couche » affirme Sébastien Joly, Responsable marketing de Riou Glass. Dans le tertiaire, « la question revient régulièrement dans les discussions avec les architectes qui recherchent le meilleur compromis, tout en tenant compte de l’esthétique car avec une TL de 60 % le vitrage est neutre, mais à 40 % il est bleuté » commente David Tachon, Directeur du verre architectural de Guardian Glass.

Dow Corning et Okalux ont conjugué leur savoir-faire pour mettre au point Okalux HPI, un module de verre d’isolation thermique de haute performance présentant des possibilités presque illimitées pour la conception de façade. © Okalux – USA – © Jeffrey Totaro

Le vitrage sélectif bloque une partie de l’énergie entrante, source de surchauffe à l’intérieur, mais laisse passer la luminosité. « Les travaux sur ces produits vont consister à atténuer leur coloration pour les rendre plus esthétique » confie Régis Bussy. Chez Riou, « la gamme de contrôle solaire va jusqu’à atteindre une TL de 41 % pour un FS de 22 %, mais il s’agit d’un produit réservé au tertiaire ou aux toitures de vérandas » ajoute Sébastien Joly.

Du côté du triple vitrage, des progrès ont été réalisés. Par exemple, chez Pilkington, « le GS Optitherm permet d’obtenir un facteur solaire quasi identique à celui d’un double vitrage avec un Ug de 0,8 au lieu de 0,7 et un verre extra clair garantissant un facteur solaire de 63 %, mais ce type de produit ne remporte pas de succès en France, j’ignore pourquoi » ajoute Philippe Grell. Enfin, les enjeux concernent aussi l’éblouissement et la protection de l’intimité. « Au fond » résume David Tachon, « nos propositions diffèrent selon les cas, c’est pourquoi nous disposons d’une large gamme avec une cinquantaine de références affichant des performances différentes ».

Le recours à la protection solaire

« La paroi vitrée étant par essence inerte, statique, elle ne peut pas moduler seule les apports solaires, tout au moins au niveau des produits standards du marché » explique Olivier Douard, Délégué technique de la FFPV. Les innovations autour des verres électrochromes qui s’opacifient sous une impulsion électrique n’intéressent qu’un marché confidentiel. « Les verriers ont délégué cette mission au secteur de la protection solaire » lâche Loïc Le Barzic, Directeur associé de Sun Protect. Dans le tertiaire, la consommation principale vient de l’éclairage.

L’impact de la surface vitrée est énorme, compte tenu des surfaces. « Le contrôle solaire répond à certains besoins dans le tertiaire, dans des configurations de bâtiment où il est impossible d’installer des brise-soleil notamment », indique Jean-Luc Marchand. La meilleure solution restant, selon les industriels du secteur, l’association vitrage et protection solaire. « Le vitrage à store intégré a une carte à jouer, mais il est coûteux et donc réservé à des niches » affirme Olivier Douard. « Notre combat consiste à promouvoir les solutions de protection solaire mobiles associées à des vitrages afin de maximiser la gestion des apports solaires ainsi que tous les autres éléments de confort (éclairage), car la vraie réponse en termes de performance, d’ergonomie et de praticité réside dans la conjugaison des deux solutions », confirme Laurent Favre, Directeur des marchés du bâtiment de Somfy.

Moët & Chandon à Epernay (51) - Planibel LOW-E (planibel Iwe energy-n), architecte Pace. © Jean-Michel Byl/AGC Glass Europe
Moët & Chandon à Epernay (51) – Planibel LOW-E (planibel Iwe energy-n), architecte Pace. © Jean-Michel Byl/AGC Glass Europe

Le spécialiste de la maison connectée travaille en amont avec des partenaires pour développer des solutions. « Serge Ferrari pour les systèmes associant des toiles, Philips Lighting pour le module Light Balancing dédié au tertiaire afin de privilégier les apports solaires naturels, etc. ». Puis en aval, Somfy pousse les solutions vers les prescripteurs. « A Lille, nous avons équipé du système Light Balancing le 2ème niveau d’un immeuble appartenant à Nakara, qui en est également l’occupant ; deux ans après, les tests montrent que les gains au niveau énergétique sont importants, aujourd’hui nous mesurons la satisfaction des occupants, qui semble très positive » ajoute Laurent Favre.

« Le gros atout des protections solaires mobiles est qu’elles s’adaptent à la climatologie, quelle que soit la région » résume Loïc Le Barzic. « Les stores films qui combinent les avantages du film et du store sont particulièrement efficaces ». Une multitude de solutions pour gérer des configurations uniques…

Des effets bénéfiques sur la santé

La conférence « Verre Lumière Santé » organisée par CEKAL dans le cadre du salon Batimat 2013 et notamment l’intervention du neurobiologiste Claude Gronfier, Chercheur au sein du département de chronobiologie de l’Inserm, a démontré en quoi la lumière, favorisant la remise à l’heure de l’horloge biologique, est indispensable à la vie. Un bureau mal éclairé, des séances de travail sur ordinateur le soir… entraînent une mauvaise synchronisation de l’horloge biologique et peuvent provoquer, à terme, des troubles physiologiques et psychologiques. La qualité de la synchronisation dépendant de l’intensité de la lumière, de l’heure et de la durée de l’exposition, etc.

Stopray Smart TL 51 %/FS 33 % : le contrôle solaire défini par AGC, peut être utilisé trempé ou non selon les besoins, un plus pour les transformateurs verriers qui n’ont plus qu’un seul stock. © AGC Glass

« La lumière répond à un besoin vital et apporte du confort et du plaisir aux occupants d’un bâtiment, le vitrage a donc un rôle à jouer, au-delà de la réduction de consommation d’énergie », commente Nelly Philipponnat, Vice-présidente de CEKAL et Directrice marketing et communication AGC Glass Europe.
« Or aujourd’hui, les vitrages cumulent les avantages en termes d’isolation thermique, de maîtrise des apports solaires et lumineux, nous proposons d’ailleurs des gammes permettant de s’adapter à toutes les configurations ».

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