2 - Classification des vitrages pour le
bâtiment
2.1 - Le rôle des couches
Les couches déposées sur les vitrages ont
plusieurs rôles : elles agissent sur la transmission lumineuse, le
contrôle solaire, le transfert thermique, l'émissivité. En
outre, certaines couches peuvent aussi avoir un rôle autonettoyant
efficace. Ces caractéristiques sont traitées en détail
dans des chapitres séparés.
a. Le coefficient de transparence, ou de transmission
lumineuse (TL ou t)
Ce coefficient de transparence caractérise la
proportion de lumière visible (spectre de longueurs d'onde comprises
entre 0,38 jim et 0,78 jim) traversant le
vitrage. Evidemment, le coefficient TL est compris entre 0 (opacité
complète) et 1 (transparence totale).
b. Le facteur solaire (FS ou g)
Le facteur solaire est la fraction de l'intensité du
rayonnement solaire (visible et non visible) traversant directement le vitrage
ainsi que la fraction absorbée par le vitrage puis réémis
vers l'intérieur sous forme chaleur (Infrarouge).
c. Le facteur gain solaire
Le facteur de gain solaire est le rapport TL/g. Il
définit la quantité de lumière visible transmise par un
vitrage sans apporter d'échauffement supplémentaire. Le choix de
ce facteur est important selon que le climat est froid ou chaud (voir vitrage
à faible émissivité et à contrôle
solaire).
d. L'émissivité e
La chaleur est transmise par conduction, convection et
radiation. Un vitrage simple non traité perd une grande partie de ses
propriétés d'isolation à cause de sa radiation
d'énergie élevée. Cette aptitude à rayonner la
chaleur est caractérisée par l'émissivité e.
L'émissivité la plus élevée est celle d'un `corps
noir' pour lequel elle est égale à 1 alors que celle de l'argent
métallique poli est 0,02.
L'émissivité d'un vitrage simple non
traité est comprise entre 0,89 et 0,87. Un vitrage revêtu d'une
couche métallique suffisamment mince pour rester transparente à
la lumière visible peut être réduite jusqu'à
0,04.
e. Le coefficient de transfert thermique U
Le coefficient U est la mesure de déperdition (ou de gain)
de chaleur à travers un vitrage provoquée par une
différence de température d'air entre l'extérieur et
l'intérieur.
La valeur du coefficient U est le résultat non seulement
de la nature des couches déposées sur les feuilles de verre, mais
aussi de la structure du vitrage.
Le coefficient U s'exprime en W/m2.K (watts par m2 et par
degré). Le coefficient U d'un vitrage simple est de l'ordre de 6 W/m2.K,
mais peut descendre à 1,1 pour un triple vitrage à isolation
renforcée [7].
Des valeurs encore plus faibles sont obtenues si ces triples
vitrages ont des espaces remplis non pas d'air mais de gaz moins conducteurs de
la chaleur comme l'argon ou encore mieux le xénon. Il faut noter que
l'inverse de U est la résistance thermique R=1/U.
Les coefficients TL, U, g et e ne peuvent pas toujours
être choisis séparément. Un compromis est souvent à
trouver. Par exemple, dans un pays froid, il vaut mieux avoir un contrôle
solaire g élevé pour profiter du chauffage par le rayonnement
solaire pendant la journée[7].
En outre, il existe des combinaisons plus ou moins complexe comme
des vitrages autonettoyants, à isolation thermique renforcée
(à faible émissivité) et à contrôle
solaire.
f. La couche autonettoyante
Un vitrage autonettoyant est un vitrage revêtu d'une
couche mince d'oxyde de titane (généralement pyrolytique) sous
forme cristalline anatase. Ce revêtement a des propriétés
semiconductrices et de superhydrophilicité. Ces deux
propriétés permettent au revêtement placé en
extérieur d'assurer la dégradation photo catalytique (sous
l'effet du rayonnement solaire) des salissures déposées sur la
vitre (car il est semi-conducteur) puis le lavage avec la pluie (car il est
super hydrophile).
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