Performances énergétiques des parois vitrées

Mis à jour le 26/04/2018

Les parois vitrées jouent un rôle clé dans l’optimisation de la performance d’un bâtiment. Si elles suscitent des déperditions d’énergie, elles permettent aussi des apports (chaleur, lumière) maîtrisables grâce aux fermetures et protections solaires.

Les parois vitrées influent sur la consommation d’énergie d’un bâtiment ainsi que sur le confort de l’usager en matière de besoins en chauffage, en climatisation et en éclairage artificiel.

La paroi vitrée nue

Une paroi vitrée nue est constituée de l’élément de remplissage et de la menuiserie. Ses performances sont mesurées sur : 

• la partie courante de l’élément de remplissage (coefficient de transmission surfacique Ug en W/m².K) ;
• la jonction entre la menuiserie et l’élément de remplissage (coefficient linéique) ;
• la menuiserie (coefficient de transmission surfacique moyen Uf en W/m².K).

Le coefficient moyen de la paroi vitrée nue, Uw, est déterminé à partir de ces trois coefficients, en fonction de ses dimensions et constituants (profilés, vitrage, intercalaire, partie opaque éventuelle, etc.).

La fenêtre

La fenêtre est une simple paroi vitrée.

Elle se caractérise par sa capacité à réduire les déperditions de chaleur, mais aussi celle à capter la chaleur et la lumière. Le bilan énergétique de ces échanges est très dépendant de la situation (climat, surface et orientation des parois vitrées, typologie de bâtiment, etc.).

Sa performance se mesure via :

• le coefficient de transmission thermique (Uw), traduisant la capacité d’isolation et s’exprimant en W/(m².K) ;
• le facteur solaire (Sw), compris entre 0 et 1, traduisant la part du rayonnement solaire transmise à l’intérieur du bâtiment (plus il est élevé, plus les apports de chaleur sont importants) ;
• le coefficient de transmission lumineuse (Tlw), compris entre 0 et 1, exprimant la capacité de la paroi vitrée à transmettre la lumière naturelle à l’intérieur du bâtiment.

Pour une bonne performance énergétique, il est conseillé de choisir les fenêtres avec des caractéristiques en Uw et en Sw conformes a minima aux exigences réglementaires en vigueur.

Les autres types de parois vitrées

Les autres types de parois vitrées tels que les double-parois, les lanterneaux, les blocs-baies font l’objet de calculs particuliers pour la détermination du coefficient Uw. D’autres types de parois comme les murs rideaux, les puits de lumière et les parois en briques de verre peuvent être caractérisées conformément aux règles Th-Bât.

La paroi vitrée équipée d’une fermeture ou d’un store est caractérisée par le coefficient Uws. Il est déterminé en tenant compte de la résistance thermique additionnelle apportée par l’ensemble fermeture ou store — lame d’air ventilée.

D’une manière générale, les caractéristiques thermiques utiles liées à la paroi vitrée, servant comme données d’entrée au calcul des transferts thermiques de chaleur par transmission à travers cette paroi, doivent être déterminées conformément aux règles Th-Bat, notamment pour l’application des réglementations thermiques en vigueur.

Aujourd’hui, les parois vitrées offrent un large éventail de solutions efficaces (double et triple vitrage, isolation renforcée, remplissage d’air immobile ou de gaz rares, etc.). La technologie VIR est un standard, les menuiseries utilisent des profils plus fins et plus isolants et les protections solaires régulent entrées et sorties de chaleur. Tous ces paramètres permettent de maîtriser le confort thermique, lumineux et l’esthétique du produit.

À noter : si le coefficient de transmission thermique du triple vitrage est meilleur que celui du double vitrage, son facteur solaire, lui, baisse, ainsi que la transmission lumineuse. La masse du triple vitrage impose également des contraintes mécaniques sur les menuiseries.

Les certifications

Les plus connues sont :

• la certification Cekal, qui garantit la qualité de fabrication du point de vue thermique et acoustique des vitrages isolants (14 classes de performance thermique et 6 classes de performance acoustique sont définies, le marquage TR14 correspondant au vitrage le plus performant thermiquement et AR6 à une isolation acoustique renforcée) ;
• le label Acotherm, label de certification thermique et acoustique des fenêtres (Th11 correspond au produit le plus performant thermiquement et AC4 à la meilleure isolation acoustique du produit) ;
• le classement AEV, essais permettant de classer les menuiseries en fonction de la perméabilité à l’Air (A*), de l’étanchéité à l’Eau (E*) et de la résistance au Vent (V*).

Pour les niveaux de performance par rapport à la perméabilité à l’air, la notation varie de A1 niveau faible à A4 niveau très bon.

Pour l’étanchéité à l’eau, le classement se fait sur une échelle de 9 : de 1, très faible, à 9, très bon. Si la note est suivie de la lettre A, c’est que l’essai est réalisé suivant une exposition totale, si elle est suivie de la lettre B, c’est que l’essai est réalisé suivant une exposition partielle.

Pour la résistance au vent, la déformation de la fenêtre est notée de A faible à C très faible et la résistance à la pression du vent est notée de 1 faible à 5 forte.

Techniques pour rénover les fenêtres

Attention à la ventilation du logement

En rénovation, l’installation de fenêtres neuves, dont l’étanchéité à l’air est bien plus élevée, peut venir perturber l’équilibre de renouvellement d’air du logement. Une vérification des principes de ventilation de ce dernier par l’installateur est indispensable et le cas échéant celui-ci pourra orienter l’occupant vers un spécialiste de la ventilation.

Le remplacement total de la fenêtre

C’est la solution à privilégier et à retenir si la fenêtre existante est en mauvais état et pour maximiser la surface vitrée. C’est la plus performante à l’usage : elle apporte une isolation thermique et acoustique supérieure, sans modifier la luminosité. Cette technique implique la mise en œuvre de travaux de finition pour la maçonnerie.

Le changement de fenêtre avec conservation du dormant existant

Rapide et sans dommage pour l’environnement immédiat de la baie (enduit, papier peint, baguette de finition, etc.), il nécessite toutefois un bon état du dormant de l’ancienne fenêtre qui peut alors être utilisé comme support et fixation de la nouvelle fenêtre, conformément aux règles de l’art. Cette solution réduit la taille de la vitre et entraîne une perte thermique et de luminosité.

Il y a une option intermédiaire qui consiste à enlever la traverse basse uniquement et conserver ainsi le clair de vitrage, lorsque la dépose totale est difficile.