Technique et chantier

Salon Equip’Baie Menuiseries extérieures, un rempart thermique

Mots clés : Analyse de l'architecture - Architecture - Bois - Efficacité énergétique - Energie renouvelable - Marché de lénergie - Produits et matériaux - Second oeuvre - Verre

Economiser l’énergie ! Forte de cet impératif, la filière menuiserie se mobilise pour doper les performances d’isolation thermique, de luminosité et d’étanchéité.

Les années 2000 et la mise en conformité aux réglementations thermiques ont favorisé l’optimisation énergétique et économique des fenêtres, entraînant des évolutions majeures. Aujourd’hui, quel que soit le matériau (bois, PVC, aluminium, acier), les produits sont arrivés à un haut degré de technicité. Cette maturité signe-t-elle la fin de l’innovation ? Pour Philippe Macquart, délégué général de l’Union des fabricants de menuiseries extérieures (UFME), il n’en est rien : « A l’heure actuelle, la plupart des baies à frappe présentent un coefficient de transmission thermique inférieur à 2 W/m2K. Les baies coulissantes, dont les joints brosses ne sont pas comprimés lors de la fermeture, devront faire des efforts. Mais la RT 2012 et les évolutions attendues suite au Grenelle de l’environnement vont encore durcir les performances thermiques exigées, avec des valeurs de 1,40 W/m2K ou 1,20 W/m2K et même, à terme, 1 W/m2K si l’on veut atteindre une consommation de 50 kWh/m2.an dans le neuf et de 80 kWh/m2.an en rénovation. Nous sommes donc à la limite de la rupture dans la conception des fenêtres. Les industriels français vont devoir anticiper les mutations du marché et réinvestir dans l’innovation produit. Il leur faudra accomplir un saut technologique ».

Trois caractéristiques

« L’évolution des produits est certes importante mais il faut aussi réfléchir de manière plus large », observe Jean-Luc Marchand, délégué général du Syndicat national de la construction des fenêtres façades aluminium et activités associées (SNFA). « Nous sommes surtout à la veille d’améliorer la conception du bâtiment dans une approche de performance énergétique globale, en optimisant l’utilisation des produits déjà disponibles. Dans l’absolu, essayer d’obtenir le meilleur niveau théorique du coefficient de transmission thermique U est louable mais, dans la réalité, il ne faut pas se limiter à cela. La performance d’une fenêtre intègre trois caractéristiques énergétiques : Uw, pour sa capacité à conserver la température intérieure, Sw, son facteur solaire et TLw, sa transmission lumineuse. L’amélioration d’une de ces caractéristiques impacte les deux autres. Dans le calcul de la consommation d’un bâtiment, pour économiser sur le chauffage, les apports solaires (facteur solaire, Sw) sont aussi importants que les déperditions. Une baie très isolante avec un facteur solaire limité peut être moins performante qu’une baie moins isolante avec un meilleur facteur solaire. Il faut tenir compte des conditions climatiques et penser aussi en terme de protection solaire pour le confort d’été. »

Deux visions qui rejoignent pourtant une même réalité du marché : la recherche permanente d’amélioration des produits. Plusieurs pistes sont explorées. Certaines existent déjà mais se généralisent, comme les intercalaires de vitrages à bord chaud (Warm Edge) à cordon thermoplastique, plus performants que ceux en métal, en améliorant de 0,10 à 0,20 W/m2K le coefficient Uw de la fenêtre.

Optimisation de la fenêtre

Un deuxième enjeu se situe au niveau des rupteurs de ponts thermiques des menuiseries aluminium, avec l’utilisation de barrettes en PVC ou en PET chargé (polyéthylène téréphtalate), en remplacement des barrettes polyamides. Autres éléments déterminants : les profilés. Le FCBA (institut technologique Forêt cellulose bois-construction ameublement) et l’UFME travaillent ensemble sur des profilés bois en carrelets lamellés-collés aboutés, mixant différentes essences pour jouer sur les conductivités. L’utilisation de PVC composite armé de fibres de verre pour la fabrication des menuiseries permet de se passer des traditionnels renforts métalliques, sources de déperditions. Tout en améliorant la rigidité et l’esthétique de la fenêtre : le profilé est plus mince, proche des épaisseurs des profils aluminium, avec un clair de vitrage maximal. « Le nombre de chambres pour les profilés PVC devrait aussi passer des 3 à 4 chambres classiques, à 5 voire 7, ce qui permettrait de gagner de 0,30 à 0,40 W/m2K sur le Uw. Mais attention à rester dans des épaisseurs de profilés raisonnables », explique Philippe Macquart.

« Mais il ne faut pas non plus tomber dans un excès technologique lourd de conséquences, enchérit Jean-Luc Marchand. Fabriquer des profilés plus épais conduit à des consommations excessives de matériaux… A la sortie, le bilan écologique n’est pas nécessairement optimal. L’amélioration technique passe par l’optimisation des caractéristiques de la fenêtre à travers une économie de matière qui répond aux impératifs du développement durable ».

Démarche qualité

Dans les prochaines années, l’innovation technique des menuiseries résultera de l’évolution des modes constructifs. Le développement de la construction à ossature bois, du Monomur terre cuite ou de l’isolation par l’extérieur s’accompagnera de l’élargissement des gammes avec des menuiseries propres à chaque système. Les premiers produits apparaissent, garantissant une mise en œuvre simplifiée et une meilleure liaison menuiserie-gros œuvre, donc une étanchéité à l’air renforcée. « Soyons réalistes, souligne cependant Philippe Macquart, on peut concevoir les fenêtres les plus performantes, si la mise en œuvre n’est pas à la hauteur, le bénéfice en est perdu. C’est pourquoi après la certification des profilés et fenêtres, nous travaillons aujourd’hui à une démarche qualité (1) intégrant des garanties de pose, qui devrait aboutir à une certification de mise en œuvre. A terme, toute la filière sera certifiée. »

De son côté, le SNFA met en place une démarche compétence Qualibat (2), accessible à toutes les entreprises, tous matériaux confondus, avec un référentiel qualité pour la fourniture et la pose des fenêtres. A noter enfin, la sortie imminente des premières fiches de déclaration environnementales et sanitaires (Fdes) pour les menuiseries aluminium, après la validation d’une première fiche pour le PVC et le bois.

Le projet s’inscrit dans la continuité du centre-ville de Saint-Etienne : deux bâtiments pour 28 logements, l’un de 17,80 m de haut, sur rue, avec des appartements traversants sur une double orientation est-ouest, l’autre de 8,70 m de haut, sur cour, lové dans un jardin intérieur avec un toit terrasse végétalisé. La façade sur rue est lisse, référence à la simplicité des immeubles stéphanois du XIXe siècle. Une typologie architecturale réinterprétée par la touche contemporaine du béton traité lasuré brillant et la peinture orange des embrasures de fenêtres. Les menuiseries en aluminium (volet roulant aluminium, double vitrage feuilleté avec lame d’argon 4-16-4) à rupteur de pont thermique (Uw = 2,2 W/m2K, Sw = 0,55, TLw = 0,63) rappellent aussi les canons des fenêtres stéphanoises : les dimensions sont répétitives (1,20 x 1,65 m), l’allège est basse (0,50 m de hauteur) pour bénéficier au maximum de la lumière et des apports solaires passifs privilégiés par l’orientation ouest. Côté cour, la façade, largement ouverte sur des terrasses privatives, doublées de coursives d’accès, est enduite d’un blanc éclatant pour capter la luminosité.

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L’EXPERT Robert-Jan van Santen, architecte DPLG. Bureau d’études façades van Santen et Associés

« Imposer une réflexion architecturale et technique préalable »

« Malgré des programmes standardisés, l’enveloppe de chaque projet reste unique. Compte tenu des performances demandées, cela impose la mise en place d’une vraie réflexion architecturale et technique. La réussite d’une enveloppe performante passe d’abord par une conception architecturale juste qui évitera d’avoir recours à des produits sophistiqués ou à des solutions techniques complexes très onéreuses. Choisir une menuiserie relève d’une analyse multicritères qui tient compte, en plus des questions d’usage et de maintenance, de la localisation, de l’exposition de la baie, des contraintes réglementaires, des exigences énergétiques, économiques et environnementales ! Dans le tertiaire par exemple, la prescription d’un verre à couche trop sélectif, limitera l’apport de lumière naturelle et pénalisera la consommation pour l’éclairage, un des postes les plus énergivores. L’important sera d’optimiser le facteur lumière du jour en jonglant avec le couple forme de la baie – emprise visuelle des menuiseries et surtout avec le couple nature du vitrage – nature et contrôle des protections solaires. Nous savons que certaines combinaisons vitrage isolant – store intérieur, réputées peu performantes, peuvent être appropriées au secteur tertiaire. De même, un triple vitrage très isolant, avec des Ug descendant jusqu’à 0,5 W/m2K, ne sera intéressant que dans certaines situations en résidentiel. Sans oublier que de telles épaisseurs et un tel poids posent des problèmes au niveau des menuiseries. »

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Saint-Etienne (Loire) Sobriété plastique… et énergétique

Le projet s’inscrit dans la continuité du centre-ville de Saint-Etienne: deux bâtiments pour 28 logements, l’un de 17,80 m de haut, sur rue, avec des appartements traversants sur une double orientation est-ouest, l’autre de 8,70 m de haut, sur cour, lové dans un jardin intérieur avec un toit terrasse végétalisé. La façade sur rue est lisse, référence à la simplicité des immeubles stéphanois du XIXe siècle. Une typologie architecturale réinterprétée par la touche contemporaine du béton traité lasuré brillant et la peinture orange des embrasures de fenêtres. Les menuiseries en aluminium (volet roulant aluminium, double vitrage feuilleté avec lame d’argon 4-16-4) à rupteur de pont thermique (Uw = 2,2 W/m2K, Sw = 0,55, TLw = 0,63) rappellent aussi les canons des fenêtres stéphanoises: les dimensions sont répétitives (1,20 x 1,65 m), l’allège est basse (0,50 m de hauteur) pour bénéficier au maximum de la lumière et des apports solaires passifs privilégiés par l’orientation ouest. Côté cour, la façade, largement ouverte sur des terrasses privatives, doublées de coursives d’accès, est enduite d’un blanc éclatant pour capter la luminosité.

Maîtrise d’ouvrage : Alliade Habitat.

Maîtrise d’œuvre : Yes Architectes. Quadriplus Groupe, BET.

Principales entreprises : Grangeon fils (gros œuvre), Forézienne d’étanchéité (toiture végétalisée), Batim’Alu (menuiseries extérieures), Métallerie de l’Arzon (serrurerie).

Surface : 2 574 m2 HON.

Coût des travaux : 2,34 millions d’euros HT.

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Chantepie (Ille-et-villaine) Apports solaires et inerties thermiques à tous les étages

A proximité de Rennes, cette opération propose depuis peu 16 nouveaux logements en duplex répartis dans trois bâtiments R 2 avec jardins. Leur architecture joue sur l’imbrication de volumes rectangulaires, sur des décrochés et des débords de façade soulignés par des ouvertures sans allège (2,10 m de haut) déclinées en trois largeurs (0,90 m et 1,20 m pour les oscillo-battants, 2,20 m pour les châssis fixes éclairant des séjours en double hauteur). Choix esthétique, l’absence d’allège permet de se projeter vers l’extérieur sans que rien n’accroche le regard. De bout en bout, la conception privilégie l’intégration et l’approche environnementale. Sur une structure mixte associant le bois en ossature et façades, pour ses qualités isolantes, le béton en dalle et structure, pour une meilleure inertie du bâtiment, la façade est recouverte d’un bardage vertical en douglas non traité (purgé d’aubier). Les menuiseries sont en aluminium bicolore (gris à l’extérieur, blanc à l’intérieur), à rupteur de ponts thermiques (Uw = 1,8 W/m2K) et double vitrage à lame d’air (facteur solaire Sw de 0,25 pour les chambres équipées de menuiseries à volet roulant et de 0,36 pour les autres pièces). Pour obtenir une consommation énergétique inférieure de 30 % à la référence fixée par la RT 2000, encore en vigueur au moment du dépôt du permis de construire, l’isolation est renforcée (15 cm de laine de verre) et les ponts thermiques sont traités (isolant polyuréthane compressé en nez de dalle, poutres, poteaux).

Maîtrise d’ouvrage : Bouygues Immobilier.

Maîtrise d’œuvre : Guinée et Potin, architectes ; Solen Nico, chef de projet ; Eric Chalumeau, suivi de chantier ; ETSB, BET béton et bois ; BECB, BET fluides.

Principales entreprises : CGR, gros œuvre ; SRBG, cloisons, doublage ; Cruard, charpente, ossature et bardage bois ; LMR, menuiseries ; Jouan, plomberie, panneaux solaires ; Bellay, chauffage, ventilation, électricité.

Surface : 1 292 m2 HON

Coût des travaux : 1,35 million d’euros HT.

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PARIS XVe Des protections solaires mobiles

Comment ouvrir un bâtiment sur la ville et le protéger du bruit ? Concilier économie d’énergie et modernité architecturale d’une paroi en verre plein sud ? Maîtriser l’apport solaire tout en répondant aux besoins ergonomiques des activités ? La façade de la médiathèque Marguerite-Yourcenar résout ces contraintes par une démarche environnementale globale. Une double peau (verre feuilleté extérieur de 22 mm, double vitrage de 30,5 mm) ventilée par des volets vitrés sérigraphiés (fermés l’hiver, ouverts l’été) intègre dans ses 90 cm de vide, un dispositif mobile de plusieurs dizaines de stores en toile. Chaque niveau est doté de quatre plans superposés de stores, modulables grâce à une programmation informatique (une dizaine de scénarios d’occultation préenregistrés selon l’activité et les saisons). Les couleurs ont été choisies pour bloquer ou filtrer la lumière (indépendamment de l’objectif de coefficient de transmission lumineuse de la façade de 72 %), contrastées, claires pour limiter en été la montée en température dans la double peau, et chaudes pour créer des ambiances intérieures sereines.

Maîtrise d’ouvrage: Ville de Paris. Mandataire: SEM PariSeine. EMaîtrise d’œuvre : Babel (Michel Seban, Elisabeth Douillet, Bernard Mauplot), architectes et scénographes; Ingérop, BET structure et fluides; Arnauld de Bussierre et associés, BET façades. Principales entreprises: Solétanche-Bachy (fondations spéciales), Campenon Bernard Construction (entreprise générale), USM et Ligne et Couleur (mobilier). Surface: 3500 m2 HON. Coût des travaux: 9 millions d’euros HT

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EN SAVOIR PLUS

Le 11e salon Equip’baie de la fenêtre, de la porte, de la fermeture et de la protection solaire aura lieu du 18 au 21 novembre 2008 à Paris Expo Porte de Versailles, Hall 1. Une édition placée sous le signe de l’efficacité énergétique de la façade. www.equipbaie.com

(1) En partenariat avec le Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB). (2) En collaboration avec les autres organisations professionnelles du domaine de la fenêtre membres de la Fédération française du bâtiment (FFB) : Union des métalliers, Union charpente menuiserie bois, Syndicat de la fermeture et de la protection solaire, Fédération des professionnels du verre.
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