S2 : Verre : le futur

Des verres auto-éclairants

Grâce à l?électrochromisme, les volets ne seront plus nécessaires pour plonger une pièce dans le noir.

« Il suffira d’appuyer sur un bouton pour que la fenêtre s’obscurcisse. La nuit tombée, la lumière continuera à provenir de la fenêtre, si elle est équipée de polymères électroluminescentes », explique Didier Roux. « La découverte récente d’une électroluminescence intense dans certains polymères, ainsi que dans certains molécules organométalliques, va probablement accélérer leur développement, car les applications dans le domaine de l’affichage comme les écrans de télévisions et de l’éclairage sont très prometteuses », continue Didier Roux. Pour la fabriquer, on dépose successivement sur une plaque de verre trois couches très minces dont une de substance électroluminescente. Quand un champ électrique est appliqué, le verre éclaire.

Des exemples en Priva-Lite de Saint-Gobain Glass

« La technologie à cristaux liquides permet à ce verre d’être tantôt transparent, tantôt translucide, bloquant ainsi la vision. Il permet aussi la rétroprojection d’images. Il est destiné généralement pour des applications intérieures, mais il peut également être utilisé dans la réalisation de parois extérieures – à approuver par notre département technique », précise Saint-Gobain Glass. Si les exemples restent rares, certains sont spectaculaires. Ainsi, ce vitrage équipe la boutique Chanel à Tokyo. D’un noir de geai, le pavé de verre s’anime la nuit lorsque sa façade plonge dans XXIè siècle pour devenir un écran de télévision géant sur lequel des artistes numériques pourront projeter des œuvres originales. A Madrid, Saint-Gobai Cristaleria (Espagne) et Techniver (Belgique) ont collaboré pour la fourniture, le support technique et l’installation du vitrage utilisé pour un magasin de vêtement Loewe. Au total, près de 90 m² de vitrage Priva-lite ont été posés. Un écran attrayant a ainsi été créé, permettant une variété infinie de possibilités d’expositions. Saint-Gobain Glass a décliné ce produit en version priva-lite Touch Sreen. « C’est un tout nouveau média interactif dans le domaine des vitrines de présentation. », souligne le fabricant. Lors d’une projection de données ou vidéo, le système reconnaît automatiquement la position du doigt de l’utilisateur et la traduit immédiatement en un mouvement de souris. Ce vitrage permet ainsi pour la première fois un contrôle « du bout du doigt » pour les grandes projections et rétroprojections.

Des verres sous vides

Les recherches pour les verres de demain dans le bâtiment s’axent sur l’isolation. Objectif ; avoir des verres aussi isolants que les murs. Plusieurs pistes sont étudiées comme les vitrages sous vide. Ils affichent un coefficient U inférieur à 1 W/m²K. Ils sont conçus pour offrir une meilleure performance thermique grâce à l’utilisation du vide, pour empêcher toute déperdition calorifique par conduction ou par convection. « La problématique avec ces verres est la différence de pression qui peut plaquer les deux verres ou les casser. Il est aujourd’hui difficile de faire des grandes surfaces », indique Philippe Grell, directeur marketing Pilkington. Aussi, différents systèmes de vide sont à l’étude. Le vitrage sous vide peut comprendre deux panneaux de verre, scellés hermétiquement autour de leur bord, avec un vide intérieur thermo-isolant. Un groupement de montants de soutien est placé entre les panneaux de verre. Les montants possèdent une partie centrale réalisée dans un matériau présentant une résistance supérieure à la compression, au moins d’une extrémité étant recouverte d’une couche de matériau plus tendre. Selon un autre mode de réalisation, le groupement comprend un petit nombre de montants en verre de scellement fondu, situés au-dessus de la surface du vitrage, entre les montants présentant une résistance supérieure à la compression. Les montants de soutien comprennent, de façon avantageuse, deux extrémités parallèles plates, de forme conçue pour assurer un équilibre stable, et des parties latérales de forme réalisée pour assurer un équilibre instable, de façon à ce que les montants, une fois placés sur un panneau de verre, tombent sur l’une des faces planes puis reposent sur cette face.

Le fabricant Velux commercialise depuis 2006 en Suisse, une variante des systèmes sous vide pour ses fenêtres à ouverture par rotation et à projection. « Grâce à une structure de vitrage innovante possédant une cavité sous vide supplémentaire, le vitrage sous vide atteint des valeurs d’isolation thermique supérieures à la moyenne et répond ainsi aux exigences les plus sévères en termes d’isolation thermique », explique Velux. L’isolation thermique est obtenue par la combinaison d’une vitre extérieure trempée composée d’un verre se sécurité trempé de 4 mm, d’un garnissage avec un gaz spécial, d’un verre flotté de 3 mm, d’une cavité sous vide intermédiaire et d’un verre intérieur de sécurité feuilleté trempé de 6 mm ; très faible coefficient de passage de la chaleur de seulement 1.2 W/m²K.

Un vitrage « climatisant »

Des doubles vitrages qui feraient office à la fois de stores et de climatiseurs ? C’est pourtant le défi lancé par le programme du contrat européen Smart Win*, abréviation de « smart window » ou « fenêtre intelligente ». Terminé depuis décembre 2004, le projet a permis de développer un verre qui stoppe aussi bien la lumière que la chaleur du soleil. « Nous avons livré à la communauté européenne un vitrage à cristaux liquides de 1.2 m x 0.8 m avec 26 zones différentes adressables, commandables soit en totalité, soit différemment. On peut avoir sur le vitrage des zones où tape le soleil », explique Bruno Chevalier, ingénieur au CSTB. De quel matériau s’agit-il ? Il appartient à une famille particulière de cristaux liquides, appelés cholestériques. Leur caractéristique est de réfléchir de façon sélective les rayons qui composent la lumière. « Il existe déjà des vitrages à opacité variable, mais ces vitrages diffusent la lumière et ne procèdent pas à un tri des rayons lumineux qui entrent vers l’intérieur de la pièce : ils n’empêchent pas la chaleur d’entrer », ajoute Bruno Chevalier. Ce que font au contraire les cholestériques.

Des verres d’aérogels de silice

Et pour améliorer encore les performances des vitrages à isolation thermique renforcée, les chercheurs se tournent vers les propriétés des aérogels de silice. En 2001, le programme de recherche européen Hilit a permis de fabriquer un prototype de vitrage de 60 x 60 cm avec une épaisseur de 15 mm « De structure nanoporeuse, les aérogels de silice présentent des trous de 10 à 20  nanomètres (nm) qui bloquent le passage des rayons infrarouges, responsables de la sensation de chaleur », explique Bruno Chevalier, ingénieur chargé de ce projet au CSTB. Mais ce verre a un inconvénient. Le plus gênant reste l’aspect laiteux du verre, les aérogels de silice n’étant pas complètement transparents. « Pour diminuer ce défaut, nous travaillons à un vitrage de 12 mm d’épaisseur contre 15 actuellement », argumente Bruno Chevalier. Aujourd’hui, il ne manque plus qu’un industriel pour le développer. « Ces exemples de verre de demain montrent, si besoin en était, que verre et produits verriers sont en évolution permanente et que ce matériau ancien reste d’une grande modernité », conclut Didier Roux.

S.D.

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