classe de prix : a11 cstc - conf. constr. - bou d’information technique les produits verriers –...

CSTCUNE EDITION DU CENTRE SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE DE LA CONSTRUCTION

NOTE D’INFORMATIONT E C H N I Q U E 214

Décembre 1999

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E VERRE ETLES PRODUITS VERRIERS –

LES FONCTIONS DES VITRAGES

L

NOTE D’INFORMATIONT E C H N I Q U E

NOTE D’INFORMATIONT E C H N I Q U E

LES PRODUITS VERRIERS –LES FONCTIONS DES VITRAGES

E VERRE ET

NIT 214 – décembre 1999

La présente Note d’information technique a été réalisée dans le cadre, d’une part, des activités duComité technique Vitrerie au sein d’un groupe de travail et, d’autre part, de la guidance technologi-que Enveloppe du bâtiment, subsidiée par les Régions.

Composition du Comité technique

Président : D. Adams, Cobelver SA, BruxellesMembres : Entrepreneurs de vitrerie

P. Canipel, Canipel Glaswerken BVBA, WetterenL. Delvoie, SPRL Delvoie, SeraingJ. Devilers, Aluglaver SA, Montignies-sur-SambreD. Lefevere, Glashandel Lefevere NV, TorhoutY. Leroi, Leroi Industries NV, HasseltE. Mathar, Glaserei Mathar, EupenJ.P. Quarante, Batiglass SPRL, GenvalP. Vigoureux, Vigoureux P. Glaswerken, WijnegemFédération de l’industrie du verreR. Nokerman, Glaverbel, BruxellesF. Serruys, Saint Gobain Glass, BruxellesF. Symoens, Solaglas Polypane Benelux NV, St.-NiklaasUnfiverJ. Bal, SoliverA. Legrain, Mirorlux BVBA, HeuleetJ. Dekeyser (SECO), P. Keukeleire (ingénieur-conseil, bureau d’étude BEEMM)

Animateur : E. Meert, conseiller technologique (CSTC)Rapporteur : D. Raymaekers (CSTC)

Composition du groupe de travail

Coordinateur : R. Nokerman (Glaverbel)Membres : E. Meert (CSTC), F. Serruys (Saint Gobain Glass)Rapporteur : D. Raymaekers, CSTC

Ont également participé à l’élaboration de cette Note : E. Dupont (CSTC), G. Janssen (Glaverbel),J. Lecompte (Saint Gobain Glass), R. Stassen (Glaverbel).

CENTRE SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE DE LA CONSTRUCTIONCSTC, établissement reconnu en application de l’arrêté-loi du 30 janvier 1947

Siège social : rue de la Violette 21-23 à 1000 Bruxelles

Publication à caractère scientifique visant à faire connaître les résultats des études et recherches menéesdans le domaine de la construction en Belgique et à l’étranger.

La reproduction ou la traduction, même partielles, du texte de la présente Note d’information techniquen’est autorisée qu’avec le consentement de l’éditeur responsable.

L

2 NIT 214 – décembre 1999

SOM

MA

IRE LISTE DES SYMBOLES UTILISÉS

AVANT-PROPOS

1 INTRODUCTION

1.1 Le verre et son évolution ......................................................... 71.2 Le verre et les exigences essentielles de la DPC .................... 7

2 LE VERRE ET LES PRODUITS VERRIERS

2.1 Composition du verre .............................................................. 82.2 Principales propriétés du verre ................................................ 82.3 Les différents types de verre et de vitrage .............................. 82.3.1 Les produits de base ................................................................ 102.3.2 Les produits de base spéciaux ................................................. 122.3.3 Les produits transformés ......................................................... 132.3.4 Reconnaissance des vitrages .................................................... 192.3.5 Les produits non verriers ......................................................... 202.4 Dimensions et tolérances ......................................................... 202.4.1 Méthodes de vérification des dimensions ............................... 202.4.2 Les produits de base ................................................................ 212.4.3 Les produits transformés ......................................................... 232.5 Défauts du verre ....................................................................... 282.6 Façonnage du verre .................................................................. 282.6.1 Découpe des produits de base aux dimensions d’utilisation .. 282.6.2 Façonnage des bords ................................................................ 282.6.3 Réalisation de trous et encoches ............................................. 292.7 Stockage et manutention des vitrages ..................................... 312.7.1 Stockage ................................................................................... 312.7.2 Manutention ............................................................................. 31

3 LES FONCTIONS DES VITRAGES

3.1 Contrôle de la lumière et de l’énergie solaire ......................... 333.1.1 Le rayonnement électromagnétique ......................................... 333.1.2 Facteurs énergétiques et lumineux .......................................... 343.1.3 Maîtrise des effets thermiques du rayonnement solaire .......... 363.1.4 Eclairage, visibilité, occultation .............................................. 433.1.5 Approche combinée des protections lumineuse et énergétique 463.2 Résistance aux intempéries - isolation thermique ................... 463.2.1 Protection contre la pluie, la neige et le vent ......................... 463.2.2 Isolation thermique .................................................................. 463.2.3 Problèmes de condensation ..................................................... 533.3 Isolation acoustique ................................................................. 553.3.1 Sources de bruit ....................................................................... 553.3.2 Les différents types de vitrage isolant acoustiquement .......... 573.3.3 Choix d’un vitrage isolant acoustiquement ............................. 613.4 Sécurité .................................................................................... 623.4.1 Risques de blessure et de chute ............................................... 633.4.2 Résistance à l’effraction .......................................................... 653.4.3 Résistance aux armes à feu et aux explosions ........................ 663.4.4 Résistance au feu ..................................................................... 66


3.5 Décoration et architecture ........................................................ 693.5.1 Les différents types de verre de décoration ............................ 693.5.2 Architecture .............................................................................. 69

4 CHOIX D’UN VITRAGE

4.1 Problématique du choix ........................................................... 714.2 Les différentes combinaisons possibles .................................. 714.2.1 Isolation thermique .................................................................. 714.2.2 Isolation thermique + isolation acoustique ............................. 714.2.3 Isolation thermique + sécurité ................................................. 714.2.4 Isolation thermique + isolation acoustique + sécurité ............ 724.2.5 Un des choix précédents + contrôle solaire ............................ 724.3 Récapitulatif ............................................................................. 724.4 Descriptif pour le cahier des charges ...................................... 734.5 Exemples .................................................................................. 75

5 CALCUL DE L’ÉPAISSEUR DES VITRAGES

5.1 Epaisseur des vitrages de façade ............................................. 765.2 Epaisseur des vitrages inclinés ................................................ 765.3 Equivalence entre les épaisseurs des différents types

de vitrage .................................................................................. 785.3.1 Verre trempé ............................................................................ 785.3.2 Verre durci ............................................................................... 795.3.3 Vitrages feuilletés et doubles .................................................. 795.4 Flèche des vitrages ................................................................... 805.4.1 Introduction .............................................................................. 805.4.2 Calcul de la flèche ................................................................... 80

ANNEXE 1 Histoire du verre .............................................................................................................. 82ANNEXE 2 Propriétés du verre silico-sodo-calcique ......................................................................... 85ANNEXE 3 Calcul du coefficient de transmission thermique U des vitrages ................................... 88ANNEXE 4 Calcul de la température des vitrages ............................................................................. 90ANNEXE 5 Notions d’acoustique ....................................................................................................... 92ANNEXE 6 Correspondance NBN S 23-002 - NBN EN/prEN ......................................................... 97ANNEXE 7 Lexique français-néerlandais ........................................................................................... 100

BIBLIOGRAPHIE ......................................................................................................................... 103

SOM

MA

IRE


LISTE DES SYMBOLES UTILISÉS

SYMBOLE SIGNIFICATION UNITÉ

c Capacité thermique massique J/(kg.K)

cpe Coefficient de pression extérieure –

cpi Coefficient de pression intérieure –

e Epaisseur d’une feuille de verre mm

e* Epaisseur de l’intercalaire d’un vitrage feuilleté mm

eeq Epaisseur équivalente d’une feuille de verre mm

f Fréquence Hz

f Flèche mm

fcr Fréquence critique d’une feuille de verre Hz

g Facteur de transmission totale de l’énergie ou facteur solaire –

he Coefficient d’échange thermique superficiel entre la paroi et l’ambiance extérieure W/(m2.K)

hi Coefficient d’échange thermique superficiel entre la paroi et l’ambiance intérieure W/(m2.K)

hs Conductance thermique d’une lame de gaz W/(m2.K)

ht Résistance thermique des composants du vitrage W/(m2.K)

k Coefficient de sécurité –

n Indice de réfraction –

p Pression acoustique Pa

p0 Pression (acoustique) de référence Pa

q Flux de chaleur W/m2

qe Facteur de réémision thermique vers l’extérieur –

qi Facteur de réémision thermique vers l’intérieur –

s Epaisseur de la lame de gaz mm

t Tolérances sur les dimensions nominales en plan mm

w Pression du vent Pa

B, H Dimensions nominales en plan d’une feuille de verre mm

C Fermeture automatique (incendie) –

C Facteur d’adaptation pour un bruit rose dB

Ctr Facteur d’adaptation pour un bruit de trafic dB

E Module de Young N/mm2

E Etanchéité (incendie) min

I Isolation (incendie) min

G Poids propre du vitrage kg ou Pa


SYMBOLE SIGNIFICATION UNITÉ

G Module de glissement N/mm2

Nu Nombre de Nusselt (écoulement des fluides) –

P Perméance thermique W/(m2.K)

Q Quantité de chaleur W

Lp Niveau de pression acoustique dB

R Résistance thermique (m2.K)/W

R Capacité portante (incendie) min

R Indice d’affaiblissement acoustique dB

Rw Indice pondéré d’affaiblissement acoustique dB

S Passage de fumée (incendie) min

Sn Charge de neige Pa

U Coefficient de transmission thermique W/(m2.K)

W Rayonnement (incendie) min

α Coefficient de dilatation linéaire m/(m.K)

αe Facteur d’absorption directe de l’énergie solaire –

ε Emissivité corrigée –

εn Emissivité normale –

λ Longueur d’onde nm

λ Conductivité thermique W/(m.K)

υ Coefficient de Poisson –

ρ Masse volumique kg/m3

ρe Facteur de réflexion directe de l’énergie solaire –

ρv Facteur de réflexion lumineuse –

τe Facteur de transmission directe de l’énergie solaire –

τv Facteur de transmission lumineuse –

φe Energie solaire incidente W/m2


AVANT-PROPOS

La présente Note d’information technique remplace les paragraphes de la NIT 113“Vitrerie” [15] et de la NIT 176 “Le vitrage en toiture” [11] décrivant les produitsverriers et leurs performances. Elle se verra ultérieurement complétée par une autre Notesur la pose des vitrages.

Cet ouvrage se base principalement sur les normes en la matière ainsi que sur des projetsde norme du CEN TC 129 “Verre dans la construction”. Il regroupe les informationsessentielles contenues dans ces normes et permet donc de se référer à un seul documentplutôt qu’à une bibliothèque de normes (voir bibliographie). Cependant, ces normes – eta fortiori les prénormes – étant sujettes à modifications, on s’informera auprès de l’Ins-titut belge de normalisation (IBN) pour suivre ces évolutions.

Par ailleurs, au moment de la publication de cette Note, certains documents du CENn’étaient pas prêts dans leur version définitive. Certains sujets ne sont en outre pastraités par le CEN. Dans ces cas, la norme NBN S 23-002 (équivalente aux STS 38) [61]a été utilisée comme document de référence. Il en est ainsi pour ce qui concerne lesvaleurs de résistance à la rupture du verre et la méthode de calcul des épaisseurs.

Dans un souci de clarté, les paragraphes ou valeurs issus de la norme NBN S 23-002(STS 38) sont clairement indiqués dans le texte.

Il est important de noter que chaque nouvelle norme européenne du CEN TC 129 adaptéeen norme belge NBN remplace un chapitre de la NBN S 23-002 (STS 38), qui n’est doncplus à jour. L’Annexe 6 donne la correspondance entre les paragraphes de la norme NBNS 23-002 et les normes européennes qui les remplacent ou les remplaceront.


1 INTRODUCTION

1.1 LE VERRE ETSON ÉVOLUTION

Bien que le verre soit connudepuis plusieurs millénai-res (*), il n’a, pendant de lon-

gues années, été utilisé que pour obturer les ouver-tures destinées à laisser passer la lumière. L’actiondu vent était alors le principal paramètre influen-çant les caractéristiques du verre.

A la fin des années 40, le concept de double vitra-ge, voué à améliorer l’isolation thermique, a com-mencé à se développer, mais ce n’est que suite à lacrise énergétique des années 70 qu’il connut sonessor définitif dans nos régions.

Au fil des années, il s’est avéré de plus en plusimportant de tenir compte du rayonnement solairedans le cadre du choix d’un vitrage. Le développe-ment des techniques de dépôt de couches sur lesvitrages a ainsi permis de contrôler la luminosité etles apports de chaleur, ainsi que d’accroître l’isola-tion thermique des vitrages.

Par ailleurs, les vitrages doivent, dans de nombreuxcas, également présenter d’autres caractéristiques,telles que la sécurité en cas de choc et la protectioncontre l’effraction, qui se voient maintenant amé-liorées par l’utilisation de vitrages trempés et feuille-tés.

Quant à l’isolation acoustique des vitrages, des pro-grès ont également été réalisés grâce à l’apparitiondes doubles vitrages avec gaz spéciaux ou verresfeuilletés, bien utiles dans notre société générant deplus en plus de bruit.

Outre ces différents aspects, l’esthétique d’une fa-çade vitrée prend elle aussi toute son importance.Elle peut être mise en évidence, par exemple, viales techniques du Vitrage Extérieur Collé (VEC)ou du Vitrage Extérieur Attaché (VEA).

Enfin, le verre commence à être utilisé comme élé-ment structural.

Bien que certaines des exigences citées ci-dessussoient contradictoires (par exemple, une transmis-sion lumineuse maximale liée à des apports éner-gétiques minimaux en été), on cherche souvent àles combiner.

(*) L’annexe 1 donne un bref historique du verre et des vitrages.

L’ensemble de ces technologies ayant fort évoluéces dernières années, le Comité technique Vitreriedu CSTC a voulu établir une Note d’informationtechnique synthétisant les connaissances actuelles.

(**) Directive européenne relative aux produits de construction(CE 89/106).

1.2 LE VERRE ETLES EXIGENCES

ESSENTIELLES DELA DPC (**)

Selon la directiveeuropéenne “Pro-duits de construc-tion”, les matériauxet ouvrages de

construction sont supposés répondre à 6 exigencesessentielles. Les produits verriers sont donc con-cernés par ces exigences et cette NIT explique com-ment ils y répondent : la résistance mécanique et la stabilité : les vi-

trages utilisés en façade doivent être calculés enfonction des actions du vent (chapitre 5); danscertains cas, il faut en outre envisager le risquede casse thermique (§ 3.1.3.4, p. 42); le calculde vitrages ayant une fonction structurale (plan-chers, escaliers) n’est pas envisagé dans cetteNote

la sécurité en cas d’incendie : dans certains cas,les vitrages doivent présenter une résistance aufeu (§ 3.4.4, p. 66)

l’hygiène, la santé et l’environnement : le verren’émet pas de substances polluantes susceptiblesde provoquer des effets néfastes sur la santé etn’absorbe pas ou ne laisse pas pénétrer d’humi-dité

la sécurité d’utilisation : aux endroits où ilpourrait présenter un risque pour la sécurité despersonnes, le verre peut avoir des caractéris-tiques telles qu’il évite les chutes par effacementde la protection (garde-corps) ou les blessuresau contact d’arêtes vives et coupantes (§ 3.4,p. 62); pour les utilisations en planchers ou enescaliers, la surface du verre peut subir un traite-ment destiné à limiter le risque de chute parglissade

la protection contre le bruit : les vitrages con-tribuent à l’isolation acoustique des bâtiments(§ 3.3, p. 55)

l’économie d’énergie et l’isolation thermique :les vitrages actuels participent à l’isolation ther-mique des bâtiments et à l’économie d’énergietant en hiver qu’en été (contrôle solaire) (§§ 3.1et 3.2, p. 33 à 55).


2 LE VERRE ETLES PRODUITS VERRIERS

Le présent chapitre décrit : le verre en tant que matériau utilisé pour la

fabrication de vitrages (composition, propriétés) les différents types de vitrage et leur mode de

fabrication les dimensions des produits verriers et les tolé-

rances en la matière les imperfections autorisées la découpe du verre et le façonnage des bords les précautions à respecter lors du stockage et

de la manutention des produits.

Il tient compte des normes et des projets de normeseuropéennes décrivant les produits verriers. Saufmention contraire explicite, tous les chiffres et lesvaleurs donnés proviennent de ces normes et pro-jets de normes européennes.

Le verre utilisé pour la con-fection de vitrages dans laconstruction est composé :

Tableau 1 Composition du verre silico-sodo-calcique (proportionmassique.

2.2 PRINCIPALESPROPRIÉTÉS

DU VERRE

Le tableau 2 re-prend les princi-pales propriétésdu verre silico-

sodo-calcique. Plus de détails sont donnés à l’An-nexe 2 (p. 85).

2.3 LES DIFFÉRENTSTYPES DE VERRE

ET DE VITRAGE

Pour obtenirle verre àl’état fini, onamène le mé-

lange décrit au § 2.1 à son point de fusion(≈ 1500 °C), pour ensuite le refroidir et le transfor-mer. Plusieurs types de verre peuvent être fabri-qués selon le procédé utilisé.

Parmi les produits verriers, on distingue : les produits de base, c’est-à-dire les produits

verriers silico-sodo-calciques obtenus à la sortiedu four, sans traitement ultérieur

les produits de base spéciaux, c’est-à-dire lesproduits verriers (obtenus à la sortie du foursans traitement ultérieur) dont la compositiondiffère de celle du verre silico-sodo-calcique

les produits transformés, c’est-à-dire les pro-duits obtenus par transformation, après fabrica-tion, des produits de base ou produits de basespéciaux, aboutissant à de nouveaux produitsaux qualités différentes.

Le tableau 3 reprend les différents verres et vitra-ges décrits dans la suite du présent chapitre.

2.1 COMPOSITIONDU VERRE

de sable de silice servant de corps vitrifiant d’oxyde de sodium (soude) utilisé comme fon-

dant dans le but d’abaisser la température defusion de la silice

de chaux qui joue le rôle de stabilisant conférantau verre sa résistance chimique

de divers oxydes métalliques servant à améliorerses caractéristiques mécaniques et sa résistanceaux agents atmosphériques, ainsi qu’à lui donnersa coloration éventuelle.

De par sa composition, ce type de verre est appelé“silico-sodo-calcique”. La plupart des produitsverriers utilisés dans la construction sont des silico-sodo-calciques, à l’exception de certains produitsparticuliers (verres borosilicates, vitrocéramiques),décrits au § 2.3.2 (p. 12).

La composition du verre silico-sodo-calcique estdonnée au tableau 1. Outre les éléments qui y sontdétaillés, les produits verriers peuvent contenir defaibles quantités d’éléments divers, étant donnéqu’une partie de la matière première est apportéesous forme de verre recyclé.

AVANT FUSION APRÈS FUSION

sable (SiO2) 58 %feldspath (SiO2 ,Al2O3 , K2O, Na2O) 3 %calcaire (CaO) 4 %dolomie (CaO , MgO) 17 %soude (Na2O) 18 %

SiO2 69 à 74 %Na2O 12 à 16 %CaO 5 à 12 %MgO 0 à 6 %Divers 0 à 3 %


PROPRIÉTÉ VALEUR

Masse volumique ρ à 18 °C (*) 2500 kg/m3

Module de Young E (*) 70 000 N/mm2

Coefficient de Poisson υ (*) 0,2

Dureté Mohs (*) 6

Température de fusion (***) ≈ 1500 °C

Température de ramollissement (***) ≈ 600 °C

Coefficient de dilatation linéaire α (*) 9.10-6 m/(m.K)

Conductivité thermique λ (*) 1 W/(m.K)

Capacité thermique massique “c” (*) 700 J/(kg.K)

Résistance à la rupture par flexion :- verre recuit (**) 41,2 N/mm2

- verre durci (**) (****)- verre trempé thermiquement (**) 196,0 N/mm2

Valeur considérée pour les calculs de flexion :- verre recuit (**) 16,5 N/mm2

- verre durci (**) (****)- verre trempé thermiquement (**) 49,0 N/mm2

Résistance à la compression (***) 1000 N/mm2

Coefficient de transmission thermique (verre simple de 4 mm) (*) 5,8 W/(m2.K)

Indice de réfraction “n” par rapport à l’air (*) 1,5

Transmission lumineuse (verre simple de 4 mm) (***) 0,90

Facteur solaire (verre simple de 4 mm) (***) 0,87

Emissivité normale d’un verre sans couche ouavec couche sans influence sur l’émissivité (*) 0,88

(*) Valeur tirée des normes NBN EN 572 [49] et NBN EN 673 [50].(**) Valeur tirée de la norme NBN S 23-002 (STS 38) [61].(***) Valeur tirée d’autres sources (non normatives) que les NBN EN 572, NBN EN

673 et NBN S 23-002.(****) La norme NBN S 23-002 (STS 38) ne donne pas de valeur de résistance à la

rupture par flexion pour le verre durci; cette valeur ainsi que le coefficient desécurité à appliquer doivent être précisés dans un agrément technique ou, àdéfaut, sont les mêmes que pour le verre recuit.

Tableau 2Principalespropriétés du verresilico-sodo-calcique.

PRODUITS DE BASE PRODUITS TRANSFORMÉS

FloatVerre impriméVerre arméVerre profiléVerre étiréVerre mouléVerre soufflé

PRODUITS DE BASE SPÉCIAUX

Verre borosilicateVitrocéramiquesVerre à haute teneur en plomb

Verre trempé thermiquementVerre durciVerre trempé chimiquementVerre feuilletéVerre à couchesDouble vitrageVerre bombéMiroirVerres de décorationVitrages chromogènes

Tableau 3 Lesdifférents produitsverriers.


Fig. 1 Procédé “float”.1. Four de fusion2. Etenderie3. Contrôle des défauts4. DécoupageA à E : voir § 2.3.1.1.

2.3.1 LES PRODUITS DE BASE

2.3.1.1 LE FLOAT (*)

Il s’agit d’un verre obtenu par le procédé de fabri-cation float, entièrement automatisé et mis au pointen 1959. Il remplace aujourd’hui quasi intégrale-ment les techniques d’étirage (voir § 2.3.1.5, p. 12).Ce procédé comprend les étapes suivantes : les matières premières sont dosées et introduites

(figure 1-A) dans le four de fusion (figure 1-1);la fusion a lieu à une température avoisinant les1550 °C (figure 1-B)

ensuite, la température tombe à environ 1100 à1300 °C (figure 1-C); le mélange arrive alorssur un bain de métal en fusion (figure 1-D) surlequel se forme la feuille de verre plane etd’épaisseur constante; à la sortie du bain demétal, la température est de 600 °C

le verre entre alors dans l’étenderie ou four derecuisson (figure 1-2), où il subit un refroidisse-ment progressif et contrôlé jusqu’à 50 °C, envue d’éliminer les tensions internes et de per-mettre la découpe ultérieure du verre. C’est pourcette raison que ce type de verre est appelé verrerecuit

à la sortie de l’étenderie, le verre subit encoreun contrôle automatique des défauts (figure 1-3)avant d’être découpé (figure 1-4).

Le float est un verre plan, recuit, transparent, clairou coloré, dont les deux faces sont planes et paral-

lèles. C’est le produit de base le plus courammentutilisé.

Tous les produits de base plats décrits dans ce pa-ragraphe sont des verres recuits. Le terme recuitdoit être compris en opposition aux termes “trempé”ou “durci” (§ 2.3.3, p. 13).

2.3.1.2 LE VERRE IMPRIMÉ OU COULÉ

Le verre imprimé ou coulé est un verre recuit, plan,translucide, coloré ou non, obtenu par coulée con-tinue, dont une ou les deux faces comportent desdessins réalisés en faisant passer la feuille de verreentre des rouleaux texturés au moment du laminage(figures 2 et 3).

2.3.1.3 LE VERRE ARMÉ

Il s’agit d’un verre dans lequel on incorpore, lorsde la phase de fabrication, un treillis métallique(figure 5) destiné à maintenir les morceaux de verreen place en cas de bris mais ne participant pas à larésistance mécanique. La résistance du verre arméest inférieure à celle d’un verre non armé, car letreillis déforce la résistance intrinsèque du verre.

Vu la présence de l’armature et le déforcement quis’ensuit, le verre armé ne peut être trempé. L’utili-sation en verre feuilleté ou en double vitrage estégalement déconseillée (pas de garantie).

(*) La norme NBN EN 572-1 [49] donne à ce produit le nom de “glace”. Cependant, ce terme étant utilisé dans l’usage courant pourdésigner un ancien type de verre poli, nous avons adopté le terme anglais “float” ou encore le terme “verre simple”.

Fig. 2 Procédé defabrication du verre imprimé.1. Four de fusion2. Rouleaux texturés pour

l’impression3. Etenderie4. Contrôle des défauts5. Découpage

A

B C D E

12 3

4

1 2

34

5


2.3.1.4 LE VERRE PROFILÉ

C’est un verre recuit obtenu par coulée continuesuivie d’un laminage et d’un processus de formage,le plus souvent en forme de U (figure 6). Des fils

métalliques peuvent y être incorporés lors de lafabrication pour en faire du verre profilé armé.

Ces verres peuvent être assemblés en double paroià l’aide de mastic (silicone) et ce, de différentesfaçons (figure 7).

Fig. 3 Exemples de verre imprimé.

Fig. 4 Procédé defabrication du verre armé.1. Four de fusion2. Insertion du treillis3. Etenderie4. Contrôle des défauts5. Découpage

2

Fig. 5 Exemplede verre armé.

Fig. 6 Verreprofilé.

Fig. 7 Exemples d’assemblage de verre profilé en paroiisolant thermiquement.

34

51


Le verre profilé en double paroi est principale-ment utilisé pour les bâtiments à faible teneur enhumidité pour limiter les problèmes de conden-sation entre les parois.

Il s’applique en paroi tant intérieure qu’exté-rieure, mais pas à un endroit où un vitrage desécurité est requis (toiture, risque de chute, voir§ 3.4, p. 62).

2.3.1.5 LE VERRE ÉTIRÉ

Historiquement, le procédé d’étirage mis au pointpar le belge Fourcault vers 1920 a été le premierprocédé mécanique de fabrication du verre plat. Laméthode consiste à étirer en continu une feuille deverre grâce à une sorte de peigne plongé dans lebain de verre en fusion; cette feuille est polie aufeu, puis passe dans l’étenderie pour être recuite,puis découpée mécaniquement. L’étirage depuis lebain de verre en fusion se fait toujours verticale-ment, mais le passage dans l’étenderie est soit ver-tical (procédé Fourcault et Pittsburgh) soit hori-zontal (procédé Libbey-Owens) (figure 8).

Ce produit est de moins en moins utilisé, car ilprésente des défauts d’aspect; il reste néanmoinsdemandé dans certains cas de restauration où il estimportant de conserver un aspect “ancien”.

2.3.1.6 LE VERRE MOULÉ

Il s’agit d’éléments en verre translucide moulés soitsous forme de dalles décoratives, soit sous formede briques (c’est-à-dire des corps en verre, étan-ches à l’air, généralement composés d’au moinsdeux éléments soudés les uns aux autres, figure 9),soit encore sous forme de pavés (c’est-à-dire descorps en verre fabriqués selon le procédé depressage et reliés rigidement entre eux de manièreà former une surface étanche à l’air). Ces élémentsne peuvent pas être utilisés pour la constructiond’ouvrages structuraux porteurs.

Fig. 8 Procédés d’étirage.

B. PROCÉDÉ FOURCAULT ETPITTSBURGH

A. PROCÉDÉ LIBBEY-OWENS

Les projets de norme prEN 1051 [18] et 12725 [26]donnent davantage de détails concernant les bri-ques et pavés en verre et leur utilisation en paroi.

2.3.1.7 LE VERRE SOUFFLÉ

Le verre soufflé, produit par un ancien procédé ar-tisanal, le soufflage, permet d’obtenir une largegamme de couleurs; ce procédé est encore utilisépour la fabrication de verres colorés pour vitraux.

2.3.2 LES PRODUITS DE BASE SPÉCIAUX

2.3.2.1 LE VERRE BOROSILICATE

Le verre borosilicate est un verre contenant entre 7et 15 % d’oxyde de bore. Il présente une dilatationéquivalant à un tiers à deux tiers de celle du verresilico-sodo-calcique. Il possède également une ex-cellente résistance aux acides.

Ce type de verre est notamment utilisé pour lesprotections de feu ouvert.

Pour de plus amples détails concernant la composi-tion et les propriétés du verre borosilicate, on con-sultera la norme NBN EN 1748-1 [53].

2.3.2.2 LES VITROCÉRAMIQUES

Les vitrocéramiques, constituées d’une phase cris-talline et d’une phase vitreuse résiduelle, peuventêtre obtenues par le procédé float ou par étirage.Elles sont ensuite soumises à un traitement thermi-que qui transforme, de façon contrôlée, une partiedu verre en une phase finement cristallisée, ce quileur confère des propriétés différentes du verre dontelles sont issues. Les principales de ces propriétéssont un module de Young E de 90 000 N/mm2 et uncoefficient de dilatation linéaire α quasiment nul.

Fig. 9 Briqueen verre moulé.


On les utilise entre autres pour la fabrication deplaques de cuisson.

De plus amples détails concernant la compositionet les propriétés des vitrocéramiques sont donnésdans la norme NBN EN 1748-2 [54].

2.3.2.3 LES VERRES À HAUTE TENEUR ENPLOMB

Il s’agit de vitrages ayant une teneur en plomb del’ordre de 70 %, ce qui permet une forte atténuationdes rayons X et γ. Ils sont sensibles à l’oxydation etil faut donc éviter leur contact avec l’eau et lesdétergents. Leur masse volumique équivaut envi-ron au double de celle du verre classique. Ils sontutilisés pour les parois vitrées de salles de radiolo-gie médicale ou industrielle.

2.3.3 LES PRODUITS TRANSFORMÉS

2.3.3.1 LE VERRE TREMPÉ THERMIQUEMENT

Le verre trempé thermiquement (appelé ainsi paropposition au verre recuit) est un verre ayant subiun traitement thermique visant à augmenter sa ré-sistance et à modifier sa fragmentation. Le verreest d’abord chauffé jusqu’à environ 600-650 °Cavant de subir un refroidissement brutal par jetsd’air. De la sorte, la partie extérieure de la feuillede verre refroidit avant la partie intérieure, ce qui

Fig. 10 Exemple de régime de contraintes induites dans leverre trempé thermiquement (e = épaisseur du verre).

compressiontraction

e

B. TREMPE VERTICALE

A. TREMPE HORIZONTALE

Fig. 11 Procédés de trempe thermique.

0,2 e

induit des contraintes permanentes dans le verre :la zone centrale est mise en traction alors que lesparties proches des faces de la feuille de verre sontsoumises à des contraintes de compression (figu-re 10). De ce fait, lorsque la feuille de verre estfléchie, les contraintes de compression superficiel-les doivent être compensées avant que ne puissentapparaître en surface des tensions de traction sus-ceptibles d’entraîner la rupture du verre. Ce type deverre possède dès lors une résistance aux sollicita-tions d’origines mécanique et thermique supérieureà celle du verre recuit.

On distingue deux procédés de trempe thermique(figure 11) : la trempe verticale : le verre est suspendu à des

pinces pendant l’opération de trempe la trempe horizontale : le verre repose sur des

rouleaux horizontaux pendant l’opération detrempe.


Les verres trempés thermiquement présentent descaractéristiques fondamentalement différentes decelles des produits de base dont ils sont issus : ils ne peuvent plus être coupés, sciés, percés ou

façonnés après l’opération de trempe, car celle-ci introduit des contraintes importantes dans leverre; les découpes ou les trous éventuels doi-vent donc être réalisés avant l’opération de trem-pe (pour plus de détails concernant les découpeset les trous, voir § 2.6, p. 28)

ils ont une résistance mécanique et une résis-tance aux chocs nettement plus élevées; la nor-me NBN S 23-002 (STS 38) [61] donne commerésistance à la rupture par flexion du verretrempé thermiquement une valeur de196 N/mm2, contre 41,2 N/mm2 pour le verrerecuit (*)

ils se caractérisent par une résistance aux chocsthermiques (voir § 3.1.3.4, p. 42) plus élevée :ils peuvent résister à un différentiel de tempéra-ture de l’ordre de 200 °C, alors que, pour leverre recuit, la rupture peut se produire à partirde différentiels de l’ordre de 30 °C; cette valeurest cependant fort variable et dépend entre autresde la qualité du façonnage du bord du verre

en cas de bris, ils se fragmentent en morceauxnon coupants et plus petits que le verre recuit,ce qui limite les risques de coupure; le verretrempé est dès lors considéré comme un verrede sécurité pour certaines applications (§ 3.4)

les procédés de trempe thermique font que leverre trempé n’est pas aussi plan que le verrerecuit; de plus, pour le verre trempé verticale-ment, les pinces provoquent des déformationsappelées “points de trempe”; les valeurs admisesquant à la planéité et aux points de trempe sontprécisées au § 2.4.3.1 (p. 23)

la compression induite à la surface du verretrempé le rend anisotrope. Sous éclairage natu-rel, les propriétés de réflexion varient de pointen point et l’aspect superficiel de la feuille deverre peut présenter des dessins diversementcolorés dus à des phénomènes d’interférencesappelés fleurs de trempe. Ces interférencesrésultent du traitement thermique et ne doiventpas être considérées comme des défauts.

La figure 12 illustre le mode de fragmentation duverre trempé thermiquement et du verre recuit.

LE TRAITEMENT “HEAT SOAK” POUR LESVERRES TREMPÉS THERMIQUEMENT

Le verre peut contenir des inclusions de sulfure denickel (NiS). Ces inclusions ont une taille de l’or-

VERRE RECUIT VERRE TREMPÉTHERMIQUEMENT

Fig. 12Type defragmentationdu verre recuitet du verretrempéthermiquement.

dre de quelques microns (µm) à quelques millimè-tres (mm) et présentent la particularité d’avoir unestructure cristalline différente à basse et à hautetempérature de sorte que leur volume est plus im-portant à basse température.

Si le verre subit un refroidissement lent (cas desverres recuits), toutes les particules de NiS ont letemps d’atteindre leur structure à basse tempéra-ture pendant le refroidissement du verre. Les varia-tions de volume des inclusions peuvent être absor-bées par l’état encore pâteux du verre; elles ne pré-senteront donc pas de danger pour le verre.

En revanche, dans le cas des verres trempés ther-miquement, le NiS atteint sa structure stable à hautetempérature au début de l’opération de trempe lors-que le verre est porté à environ 650 °C. Le refroi-dissement brutal qui suit ne laisse pas le temps auNiS d’atteindre sa structure stable à basse tempéra-ture avant que le verre ne soit entièrement solidifié.Sa transformation va donc se poursuivre à la tem-pérature de service du verre et l’augmentation devolume qui y est liée peut alors provoquer la cassespontanée de la feuille de verre.

Afin de limiter les risques de casse, un traitementappelé heat soak est réalisé dans certains cas; ilconsiste à placer le verre dans un four à un palier detempérature et pendant un temps déterminé, dans lebut d’activer la réaction de transformation du NiS.La rupture éventuelle due à la présence de particu-les de NiS critiques se produira pendant ce traite-ment.

En fonction de l’utilisation ultérieure du verretrempé thermiquement, le cahier des charges spéci-fiera s’il doit subir un traitement heat soak. Dans lecas d’utilisation en éléments structuraux (poutres,

(*) A titre indicatif, le projet de norme prEN 12150 donne une valeur de 120 N/mm2 pour le float trempé thermiquement. Cette valeurest liée à la méthode de calcul des vitrages donnée dans le prEN 13474 [31] et ne peut pas être utilisée selon la norme NBN S 23-002.


VEA, VEC, …), tous les volumes doivent subir cetraitement.

Remarque : les conditions du traitement heat soak(montée en température, durée, …) sont en coursde normalisation (CEN TC 129 WI 129055).

2.3.3.2 LE VERRE DURCI (APPELÉ “RENFORCÉÀ LA CHALEUR” SELON LE prEN1863 [21])

Il s’agit d’un verre qui a subi un traitement thermi-que semblable à la trempe thermique mais pourlequel le niveau de contraintes obtenu est inférieurà celui du verre trempé, car le refroidissement a étéréalisé de manière plus lente.

Les verres durcis présentent des caractéristiquesfondamentalement différentes de celles des produitsde base dont il sont issus : ils ne peuvent plus être coupés, sciés, percés ou

façonnés après l’opération de durcissement; lesdécoupes ou les trous éventuels doivent dès lorsêtre réalisés avant durcissement (pour plus dedétails, voir § 2.6, p. 28)

ils ont une valeur de résistance à la rupture parflexion supérieure à celle du verre recuit; cepen-dant, la norme NBN S 23-002 ne donne pascette valeur, qui doit être précisée cas par caspar un agrément technique (*)

leur résistance aux chocs thermiques est plusélevée que celle du verre recuit : ils peuventrésister à un différentiel de température del’ordre de 100 °C, alors que, pour le verre recuit,des casses peuvent se produire à partir dedifférentiels de l’ordre de 30 °C; cette valeurest cependant fort variable et dépend entre autresde la qualité du façonnage du bord du verre

en cas de bris, les morceaux (comparables à ceuxdu verre recuit) peuvent provoquer des blessures;les verres durcis ne sont dès lors jamais considéréscomme des verres de sécurité; le schéma de cassedes verres durcis est facilement reconnaissable àsa forme étoilée (figure 13)

ils peuvent présenter le même phénomèned’interférences que le verre trempé thermique-ment

les verres durcis n’ayant jamais présenté deproblèmes en rapport avec les inclusions desulfure de nickel, il n’est pas nécessaire de pré-voir un traitement heat soak.

Fig. 13 Schéma de casse d’un verre durci.

Fig. 14 Exemple de régime de contraintes induites dansle verre trempé chimiquement (e = épaisseur du verre).

traction compression

e

2.3.3.3 LE VERRE TREMPÉ CHIMIQUEMENT

Le but est le même que pour le verre trempéthermiquement, mais la trempe s’obtient par un pro-cédé chimique. La méthode consiste à immerger leverre dans un bain de sels fondus placés à unetempérature d’environ 400 °C. Il y a alors échangechimique entre les ions K+ du bain de sels fondusKNO

3 et les ions Na+ présents dans le verre : les

ions K+ (de taille 2,66 Å) prennent la place des ionsNa+ (de taille 1,96 Å); les ions K+ étant de taillesupérieure, ils induisent une compression à la sur-face du verre, ce qui le rend plus résistant. La duréed’immersion détermine le niveau de contraintesobtenu. La répartition des contraintes n’a pas lamême allure que dans le cas du verre trempéthermiquement (figure 14).

La résistance à la rupture par flexion des verrestrempés chimiquement donnée par la norme NBNS 23-002 (STS 38) est de 353 N/mm2 (**).

≈ 20 µm

(*) A titre indicatif, le projet de norme prEN 1863 donne unevaleur de résistance à la rupture par flexion de 70 N/mm2 pourle float durci. Cette valeur est liée à la méthode de calcul desvitrages donnée dans le prEN 13474 [31] et ne peut pas êtreutilisée selon la norme NBN S 23-002.

(**) A titre indicatif, le projet de norme prEN 12337 donne unevaleur de résistance à la rupture par flexion de 150 N/mm2

pour le float trempé chimiquement. Cette valeur est liée à laméthode de calcul des vitrages donnée dans le prEN 13474[31] et ne peut pas être utilisée selon la norme NBN S 23-002.


Vu sa résistance très élevée, le verre trempé chimi-quement est peu utilisé dans la construction et estsurtout destiné à des applications telles que l’aéro-nautique et l’éclairage.

2.3.3.4 LE VERRE FEUILLETÉ

Le verre feuilleté est un ensemble constitué d’aumoins deux feuilles de verre, assemblées sur touteleur surface par un intercalaire (figure 15). L’inter-calaire peut être un (ou plusieurs) film(s) en ma-tière synthétique, une résine ou un gel. Il a pourfonction de coller les feuilles de verre tout en con-férant des performances supplémentaires au pro-duit fini.

Fig. 15 Exemples devitrages bi- et

trifeuilletés.

intercalaires

coulage qui consiste à placer un espaceur sur lepourtour des verres, puis à faire pénétrer la résineliquide entre les verres et, enfin, à faire durcir cetterésine par une réaction de polymérisation sous deslampes UV.

2.3.3.5 LES VERRES À COUCHES

Un verre à couches est obtenu par dépôt d’une oude plusieurs couches de matières inorganiques (leplus souvent sur une seule face du verre), afin d’enmodifier les propriétés physiques (facteur solaire,coefficient de transmission thermique, couleur)et/ou optiques (transmission et réflexion lumineu-ses).

Les verres à couches peuvent être classés selon troiscritères : le mode de fabrication de la couche (pyrolithi-

que, sous vide ou au trempé) l’emplacement de la couche sur le vitrage lors

de la mise en œuvre l’application réservée au vitrage.

Les verres à couches peuvent, pour la plupart, êtretrempés, durcis, feuilletés ou bombés.

Les différentes applications des verres à couches(réflexion solaire, isolation thermique, contrôle lu-mineux, …) sont détaillées au chapitre 3.

Il existe trois modes de fabrication des verres àcouches : les dépôts pyrolithiques : il s’agit de couches

d’oxyde ou de mélanges d’oxydes; ce type dedépôts est réalisé en continu à haute température(500 à 700 °C) pendant la fabrication du verre,à la sortie du bain de métal en fusion (figure 17);ces couches se caractérisent par une bonnedurabilité et sont dès lors appelées des couchesdures

les dépôts sous vide : ces couches peuvent êtresoit des oxydes, soit des métaux; les dépôts sontréalisés à température ambiante, en dehors de laligne de fabrication du verre, dans un magné-tron; il s’agit d’une enceinte fermée herméti-quement contenant un gaz neutre dans laquelle

PVBFig. 16 Fabricationde verre feuilleté

avec intercalairessous forme de films

en matièresynthétique.

Ces performances peuvent être la limitation du ris-que de blessure en cas de bris, la protection contrel’effraction, la protection contre les armes à feu etles explosions, la protection contre l’incendie, l’iso-lation acoustique, la décoration, … Ces différentesapplications sont détaillées au chapitre 3.

La méthode de fabrication du verre feuilleté estfonction de l’intercalaire. En cas de films en ma-tière synthétique, il s’agit d’un procédé de laminage,c’est-à-dire que le ou les films sont placés entre lesfeuilles de verre, les bulles d’air éventuelles sontéliminées par calendrage et, enfin, l’adhésion estobtenue en soumettant l’ensemble à pression et tem-pérature élevées dans un autoclave (figure 16). Enprésence de résines, il s’agit d’un procédé de

lavage desverres

mise en placedes films PVB

calendrage traitement enautoclave

verres

sortie duverre feuilleté


2 Fig. 17 Dépôt de couchespyrolithiques à la sortie du four.1. Four de fusion2. Dépôt de couche(s)3. Etenderie4. Contrôle des défauts5. Découpage

une différence de potentiel est créée entre deuxélectrodes, l’opération se déroulant à très faiblepression; ces conditions permettent l’émissionpar la cathode d’ions métalliques, dont certainsvont se déposer sur la face du verre (figure 18).La ligne de fabrication possède plusieurs cham-bres successives permettant de réaliser des dé-pôts multicouches (par exemple, couche d’adhé-rence au verre, puis couche donnant les proprié-tés recherchées au verre, puis couche de protec-tion contre les actions mécaniques et chimiques).La résistance de ces couches est fonction de lacomposition chimique. A l’origine, ces couchesétaient très fragiles et devaient être placées àl’intérieur d’un double vitrage pour éviter toutedétérioration. Actuellement, leur résistance aaugmenté, mais elle est toujours inférieure àcelle des couches pyrolithiques et leur utilisationen simple vitrage n’est pas toujours possible

les dépôts au trempé : ce procédé, qui n’estquasiment plus utilisé, consiste à plonger leverre dans une solution afin de réaliser un dépôtsur ses deux faces et ce, contrairement aux deuxtypes de traitement précédents.

2.3.3.6 LE DOUBLE VITRAGE

Il s’agit d’un ensemble de deux feuilles de verreassemblées et scellées en usine, et séparées par unespace hermétique clos renfermant de l’air ou unautre gaz deshydraté (figure 19). Le but premier decet assemblage est de bénéficier du pouvoir isolantapporté par la lame d’air ou de gaz et de faire bais-ser de la sorte le coefficient de transmission ther-mique U du vitrage. Le pouvoir isolant du vitragepeut encore être augmenté de différentes manières(couches à basse émissivité, … , voir § 3.2, p. 46).

Les faces d’un double vitrage sont conventionnel-lement numérotées en “position” 1 à 4 de l’am-biance extérieure vers l’ambiance intérieure (figu-re 19).

Le double vitrage se compose des éléments sui-vants : deux feuilles de verre un espaceur servant à fixer la largeur de l’espace

entre les feuilles de verre

champs magnétiques

1. libération d’électrons

2. diffusion de gaz neutre

pompe faisantle vide

électro-aimant

anodecathodecible métallique

4. le gaz frappe la cibleet détache uneparticule de métal quise dépose sur le verre

5. les particules métalliquessont focalisées par lechamp magnétique etprojetées vers le verre

N S N

verres circulant

Fig. 18 Magnétron.

3. collision gaz/électron

13 4 5


AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

feuilles de verre

air et/ou gaz déshydraté

espaceurouverture pourl’absorption d’humidité

première barrièred’étanchéité

dessicantseconde barrièred’étanchéité

1 2 3 4

deux barrières d’étanchéité qui limitent au maxi-mum les infiltrations d’eau et d’humidité dansle volume scellé; la première est en polyisobu-thylène et la seconde est le plus souvent forméede polyuréthanne, de silicone ou de polysulfure

un dessiccatif introduit dans l’espaceur et destinéà assécher le gaz emprisonné à la fermeture duvitrage et à absorber la vapeur d’eau qui péné-trerait éventuellement au fil du temps par diffu-sion au travers du scellement périphérique.

Le bon fonctionnement du dessiccatif et des barriè-res d’étanchéité conditionne la durée de vie du vi-trage. Si le dessiccatif perd de son efficacité ou si lescellement n’est plus hermétique, de la condensa-tion peut se former à l’intérieur du vitrage, ce quiimplique le remplacement du vitrage.

La garantie d’efficacité des doubles vitrages pré-vue dans les agréments techniques (ATG) est de10 ans, mais leur durée de vie réelle est normale-ment bien supérieure.

Les conditions liées à cette garantie sont spécifiéesdans la norme NBN S 23-002 (STS 38) en cestermes :

“Pour tout vitrage isolant manipulé, trans-porté, stocké suivant les prescriptions duproducteur, et posé suivant les prescriptionsSTS 38, le vendeur garantit la non-altérationde la vision, par formation de condensationou par dépôt de poussières sur les faces in-ternes, pendant 10 ans. La garantie ne prendcours qu’à partir de la date de facturation àl’acheteur, sans toutefois commencer avantla fin du terme indiqué dans la marque indé-lébile.

La garantie ne couvre cependant pas le brisde verre et tombe si : les indications reprises dans le présent

STS 38 n’ont pas été respectées en ce quiconcerne la détermination des épaisseursde verre requises

les vitrages ont été endommagés oumodifiés dans leur état par grugeage,découpe, rodage, applications de filmsou vernis antisolaires, traitements inten-tionnels ou accidentels

les vitrages ont été soumis à des con-traintes anormales engendrées par desmouvements de la construction, par unmauvais comportement des châssis, etc.

la stagnation d’eau (de condensationet/ou d’infiltration) dans la feuillure n’apas été effectivement empêchée. Celle-cipeut être empêchée par un drainage.”

La composition des doubles vitrages est donnéepar 3 valeurs (en mm) indiquant l’épaisseur de lafeuille de verre extérieure, de l’espaceur et de lafeuille de verre intérieure (ex. : 4/12/6 correspondà un verre extérieur de 4 mm, un espaceur de 12 mmet un verre intérieur de 6 mm).

Un vitrage isolant est susceptible de subir des dé-formations. En effet, le jour de sa fabrication, lalame d’air est enfermée à une température et unepression barométrique données. Or, la pression at-mosphérique et la température varient ultérieure-ment et engendrent un cintrage léger des vitragesqui peut entraîner des phénomènes optiques, quisont naturels et ne peuvent être évités.

L’isolation thermique peut être combinée à une iso-lation acoustique, à une protection solaire ainsi qu’àdes fonctions de sécurité et de protection contrel’effraction.

EXTÉRIEUR INTÉRIEURFig. 19 Double vitrage :composants et

numérotation des faces.


MOULE CONCAVE MOULE CONVEXE VERRE BOMBÉ Fig. 20Fabrication etexemple de verrebombé.

2.3.3.7 LE VERRE BOMBÉ

Il s’agit de verre auquel on donne, par déformationà la température de ramollissement (≈ 600 °C), lacourbure du moule sur lequel il est déposé (figu-re 20). Ce procédé peut être combiné à la trempe,au feuilletage, au dépôt de couches et à la réalisa-tion de doubles vitrages.

2.3.3.8 LE MIROIR

Le miroir est du verre traité de manière à réfléchirles images. Le procédé de fabrication des miroirsest appelé l’argenture. Pour de plus amples infor-mations à ce sujet, on se référera à la norme NBNEN 1036 [51].

2.3.3.9 LES VERRES DE DÉCORATION

De nombreuses techniques (sérigraphie, émaillage,matage, sablage, ...) peuvent être utilisées pour réa-liser des verres de décoration; ces produits sontdétaillés au § 3.5.1 (p. 69).

2.3.3.10 LES VITRAGES CHROMOGÈNES

Les vitrages chromogènes sont des vitrages à pro-priétés variables. Il existe des vitrages non électro-activés pour lesquels les conditions ambiantes dé-terminent le changement d’état (température, lumi-nosité, …) et des vitrages électro-activés pour les-quels le changement d’état est induit par l’applica-tion d’un courant électrique, c’est-à-dire directe-ment par l’action de l’utilisateur sur le vitrage.

Actuellement, la plupart de ces vitrages existent enlaboratoire sous forme de prototypes dont on cher-che à permettre la fabrication en grandes dimen-sions et à grande échelle. On peut donc s’attendre,dans les années qui viennent, à les voir apparaîtresur le marché.

Nous décrivons ci-après brièvement les différentstypes de vitrages chromogènes [64] : les vitrages non électro-activés :

– le vitrage photochromique : ses propriétésoptiques se modifient sous l’action de la

lumière ultraviolette, ce qui entraîne unevariation de l’absorption du rayonnementsolaire (exemple : verres de lunettes de soleilqui s’assombrissent); le temps de réponse deces vitrages est de l’ordre de quelques minuteset la baisse de la transmission lumineuse estsupérieure à celle de la transmission énergé-tique

– le vitrage thermochromique : ses propriétésvarient sous l’effet d’un processus chimiqueinitié par un changement de températurelorsque le vitrage atteint la température detransition

– le vitrage thermotrope : le principe est lemême que pour les vitrages thermochromi-ques, mais le changement des propriétés sefait via un processus physique

les vitrages électro-activés :– le vitrage à cristaux liquides : sous l’effet

d’un champ électrique, on peut modifierl’orientation des cristaux et rendre le vitragesoit opaque soit transparent; ce type de vi-trage est destiné à des parois intérieures, parexemple pour des salles de réunion, ou pourdes parois extérieures en double vitrage

– le vitrage électrochromique : son principerepose sur l’injection ou l’expulsion d’élec-trons et d’ions engendrant une décolorationde manière à pouvoir régler l’intensité de laréflexion en fonction de l’intensité lumineuse.

Les applications de certains de ces vitrages sontdécrites au § 3.1 (p. 33).

2.3.4 RECONNAISSANCEDES VITRAGES

Si la mesure de l’épaisseur des vitrages simples oudoubles ne pose en général pas de problèmes, il esten revanche fort difficile d’identifier avec certitudela nature des vitrages une fois qu’ils sont placésdans une menuiserie.


1

2

H + t

B + t

Fig. 21 Vérification des tolérancesdimensionnelles sur B et H.1. Rectangles pour la vérification de la

tolérance2. Feuille de verreB. Direction perpendiculaire au déplacement

du ruban de verre sur la ligne defabrication

H. Direction parallèle au déplacement duruban de verre sur la ligne de fabrication B - t

H - t

En ce qui concerne les verres à couches, certainstypes de couches sont clairement visibles, mais celane permet pas pour autant de déterminer leur natureni leurs propriétés.

Pour les vitrages de sécurité, il est également peuaisé d’identifier un verre trempé ou un verre feuil-leté, excepté, pour ce dernier, si un ou plusieursbords sont apparents. Le mode de fragmentationpermettra d’identifier un verre recuit d’un verretrempé et d’un verre feuilleté.

2.3.5 LES PRODUITS NON VERRIERS

Il existe d’autres matières translucides telles queles plastiques, par exemple le métacrylate (plusconnu sous le nom commercial de plexiglas) ou lepolycarbonate. Ce dernier offre une résistance éle-vée aux chocs.

Ces produits sont utilisés, par exemple, pour la réa-lisation de coupoles de toiture et entrent parfoisdans la composition de verres feuilletés multicou-ches de très haut niveau de protection contrel’effraction et les armes à feu.

2.4 DIMENSIONS ETTOLÉRANCES

2.4.1 MÉTHODES DE VÉRIFICATIONDES DIMENSIONS

2.4.1.1 DIMENSIONS EN PLAN

Lorsque l’on exprime les tolérances sur les pro-duits verriers, on distingue deux types de dimen-sions :

les mesures standard, c.-à-d. les dimensions desplateaux de verre obtenus à l’issue de la chaînede fabrication, sans traitement ni découpeultérieurs

les mesures fixes, c.-à-d. les dimensions desverres découpés à partir des panneaux auxmesures standard et destinés soit à un traite-ment ultérieur, soit à une utilisation directecomme vitrage.

Pour vérifier si une feuille de verre satisfait auxtolérances au niveau de ses dimensions nominalesen plan B et H, on trace deux rectangles (de mêmecentre et à côtés parallèles), l’un ayant les dimen-sions nominales augmentées de la valeur absoluede la tolérance “t”, et l’autre ayant les dimensionsnominales diminuées de la valeur absolue de latolérance “t” (figure 21-1). Pour être acceptée, lafeuille de verre (figure 21-2) doit s’inscrire dans legrand rectangle et, simultanément, se circonscrireau petit rectangle.

Les valeurs de B, H et “t” sont données dans lestableaux des §§ 2.4.2 et 2.4.3 pour les différentstypes de verre.

2.4.1.2 EQUERRAGE

Pour vérifier l’équerrage d’une feuille (c’est-à-diresi les angles sont suffisamment proches de 90°), onutilise la même méthode que pour la vérificationdes tolérances sur les dimensions en plan (figu-re 21). Si une feuille de verre satisfait aux toléran-ces sur les dimensions en plan, elle satisfera aussi àl’équerrage (et vice versa).

En ce qui concerne le verre profilé, on définit enoutre la déviation “z” de l’aile (figure 22), qui doitêtre inférieure à 1,0 mm.


TYPE DE VERRE B (mm) H (mm) TOLÉRANCE “t” (mm)

Float

Verre étiré

Verre imprimé

3210

2440 à 2880

1260 à 2520

4500, 5100 ou 6000

1600 à 2160

2100 à 4500

± 5

± 5

± 3 si épaisseur ≤ 6± 4 si épaisseur > 6

Verre armé 1980 à 2540 1650 à 3820 ± 4

2.4.1.3 EPAISSEUR

L’épaisseur réelle d’un vitrage est définie commela moyenne de quatre mesures, prises chacune aumilieu des côtés avec une précision de 0,01 mm,sauf dans le cas des doubles vitrages pour lesquelsl’épaisseur correspond à la moyenne des épaisseursaux coins et au centre des côtés. Les mesures doi-vent s’effectuer au moyen d’un Palmer à vis micro-métrique. Les valeurs des épaisseurs “e” et des to-lérances correspondantes sont données dans les ta-bleaux des §§ 2.4.2 et 2.4.3 pour les différents ty-pes de verre.

2.4.2 LES PRODUITS DE BASE

2.4.2.1 DIMENSIONS EN PLAN

Les tolérances sur les dimensions des produits debase spécifiées dans la norme NBN EN 572 [49]concernent les mesures standard. Les valeurs don-nées au tableau 4 renseignent sur les tailles maxi-males disponibles chez les fabricants. La dimen-sion H correspond à la direction parallèle au dépla-cement du ruban de verre sur la ligne de fabrica-tion, tandis que la dimension B correspond à ladirection perpendiculaire au sens de déplacementdu ruban.

Ces dimensions et les tolérances correspondantessont détaillées au tableau 4.

Tableau 4Dimensions nominalesen plan et tolérances“t” sur ces dimensionspour le float, le verreétiré, le verre impriméet le verre armé(mesures standard).

Pour le verre armé, le treillis ou les fils métalliquesne peuvent pas présenter de déviation (hors d’équer-re, ondulation ou arc) supérieure à 15 mm/m.

Pour le verre profilé (figure 23), les dimensionsnominales et les tolérances sont les suivantes : longueur H : un multiple de 250 mm, avec un

maximum de 7000 mm (tolérance : ± 3 mm) largeur B : de 232 à 498 mm (tolérance :

± 2,0 mm) hauteur de l’aile “d” : de 41 à 60 mm (tolérance :

± 1,0 mm).

d

e

B

H

Fig. 23Dimensionsdu verreprofilé.

Quant aux tolérances sur les mesures fixes (dimen-sions d’utilisation), les normes européennes ne don-nent aucune indication et il faut donc se rapporteraux valeurs de la norme NBN S 23-002 (STS 38).Le tableau 5 donne ces tolérances en fonction del’épaisseur des vitrages et conformément aux pres-criptions de cette norme.

2.4.2.2 EPAISSEURS

Le tableau 6 donne les épaisseurs nominales “e”disponibles, les tolérances sur ces épaisseurs et lamasse surfacique moyenne pour le float, le verreimprimé, le verre étiré et le verre armé. Le tableau7 précise quant à lui les épaisseurs nominales et lestolérances en vigueur pour le verre profilé.

z

z

Fig. 22 Déviation“z” de l’aile du verreprofilé.


EPAISSEURNOMINALE

(mm)

FLOAT VERRE ÉTIRÉ VERRE ARMÉ

B et H < 1,5 m B ou H > 1,5 m B et H < 1,5 m B ou H > 1,5 m B et H < 1,5 m B ou H > 1,5 m

2

3

4

5

6

8

10

12

15

19

–

± 2

± 2

± 2

± 2

± 3

± 3

± 3

± 5

± 5

–

± 3

± 3

± 3

± 3

± 4

± 4

± 4

± 6

± 6

± 2

± 2

± 2

± 2

± 2

± 3

± 3

± 3

± 5

± 5

± 3

± 3

± 3

± 3

± 3

± 4

± 4

± 4

± 6

± 6

–

–

–

–

± 2

–

–

–

–

–

–

–

–

–

± 3

–

–

–

–

–

Tableau 5 Tolérances “t” (mm) pour le float, le verre étiré, le verre armé (mesures fixes).

Tableau 6 Epaisseur nominale “e”, tolérances sur l’épaisseur et masse surfacique moyenne du float, duverre imprimé, du verre étiré et du verre armé.

EPAISSEURNOMINALE

“e” (mm)

TOLÉRANCES SUR L’ÉPAISSEUR (mm) MASSE SURFACI-QUE MOYENNE

(kg/m2)

3

4

5

6

8

10

12

15

19

25

FLOAT VERRE IMPRIMÉ VERRE ÉTIRÉ VERRE ARMÉ

± 0,2

± 0,2

± 0,2

± 0,2

± 0,3

± 0,3

± 0,3

± 0,5

± 1,0

± 1,0

± 0,5

± 0,5

± 0,5

± 0,5

± 0,8

± 1,0

–

–

–

–

± 0,2

± 0,2

± 0,3

± 0,3

± 0,4

± 0,5

± 0,6

–

–

–

–

–

–

- 0,0 / +1,4

–

- 0,9 / + 0,9

–

–

–

–

7,5

10,0

12,5

15,0

20,0

25,0

30,0

37,5

47,5

62,5

B ou H (mm) EPAISSEUR ≤ 12 mm EPAISSEUR > 12 mm

< 2000 ± 2,5 (trempe horizontale)± 3,0 (trempe verticale)

± 3,0

entre 2000 et 3000

> 3000

± 3,0

± 4,0

± 4,0

± 5,0

Tableau 8 Tolérances“t” pour le verre trempéthermiquement (mesures

fixes).

EPAISSEUR NOMI-NALE “e” (mm)

TOLÉRANCES SURL’ÉPAISSEUR (mm)

67

± 0,2± 0,2

Tableau 7Epaisseur nominale“e” et tolérances sur

l’épaisseur pourle verre profilé.


2.4.3 LES PRODUITS TRANSFORMÉS

2.4.3.1 LE VERRE TREMPÉ THERMIQUEMENT

A. DIMENSIONS EN PLAN

Les tolérances sur les dimensions nominales en plandu verre trempé thermiquement sont données autableau 8.

Dans le cas du verre trempé verticalement, il con-vient d’examiner également la déformation desbords, car les pinces utilisées pour suspendre leverre pendant l’opération de trempe laissent à lasurface du verre des traces appelées “points detrempe”.

Pour que le verre trempé soit conforme, il faut que(figure 24) : le centre des points de trempe se trouve au

maximum à 20 mm du bord de la feuille deverre

la déformation du bord au niveau du point detrempe soit au maximum de 2 mm (c’est-à-direinférieure aux tolérances données au tableau 8)

la surface de déformation optique ait un rayoninférieur à 100 mm.

≤ 2 mm ≤ 20 mm

≤ 100 mm point detrempe

Fig. 24 Déformations maximales des points de trempe.

Enfin, vu la nature des procédés de trempe, le verretrempé thermiquement n’est pas aussi plan qu’unverre recuit. Pour quantifier ce phénomène, on dis-tingue les notions de flèche locale (mesurée sur unedistance de 300 mm) et de flèche générale (mesu-rée sur l’entièreté de la dimension B ou H) (figu-re 25). La méthode de mesure précise de la flècheest décrite dans le projet de norme prEN 12150

Fig. 25 Flèche générale et flèche locale du verre trempé.

B ou H

flèche générale

flèche locale

300 mm

[23]. Le tableau 9 précise les valeurs maximalesadmissibles de ces flèches.

B. EPAISSEURS

Pour la fabrication de verre trempé, on fait appel àun des produits verriers de base décrits au § 2.3.1(p. 10). Les épaisseurs et les tolérances doivent doncsatisfaire aux données des produits correspondants(§ 2.4.2, p. 21).

2.4.3.2 LE VERRE DURCI (OU RENFORCÉ ÀLA CHALEUR)


Le tableau 10 précise les tolérances sur les dimen-sions nominales en plan du verre durci.

Les exigences sur les points de “trempe” sont lesmêmes que pour le verre trempé thermiquement.Les valeurs permises pour les flèches locales etgénérales sont données au tableau 11.

PROCÉDÉDE TREMPE

TYPE DEVERRE

FLÈCHEGÉNÉRALE(mm/mm)

FLÈCHELOCALE

(mm/300 mm)

Float 0,003 0,5

Autres 0,004 0,5

Vertical Tous types 0,005 1,0

Horizontal

Tableau 9 Valeurs maximales admissibles pour lesflèches générales et locales du verre trempéthermiquement.

PROCÉDÉDE TREMPE

TYPE DEVERRE

FLÈCHEGÉNÉRALE(mm/mm)

FLÈCHELOCALE

(mm/300 mm)

Float 0,003 0,3

Autres 0,004 0,5

Vertical Tous types Consulter le fabricant

Horizontal

Tableau 11 Valeurs maximales admissibles pour lesflèches générales et locales dans le cas du verre durci.

B OU H (mm) TOLÉRANCES “t” (mm)

< 2000 ± 2,5 (procédé horizontal)± 3,0 (procédé vertical)

entre 2000 et 3000 ± 3,0

> 3000 ± 4,0

Tableau 10Tolérances“t” pour leverre durci(mesuresfixes).


B. EPAISSEURS

Pour les épaisseurs, le produit verrier qui est durci estun des produits de base décrits au § 2.3.1 (p. 10) etdoit donc satisfaire aux tolérances correspondantes(§ 2.4.2, p. 21).

2.4.3.3 VERRE TREMPÉ CHIMIQUEMENT


Les tolérances sur les dimensions nominales en plandu verre trempé chimiquement sont données au ta-bleau 12.

En ce qui concerne la planéité du verre trempéchimiquement, seule la flèche générale est consi-dérée (figure 25). Les valeurs maximales admissi-bles pour cette flèche sont données au tableau 13.

B OU H (mm) EPAISSEUR ≤ 8 mm EPAISSEUR > 8 mm

ÉPAISSEUR DECHAQUE FEUILLE

< 10 mm

AU MOINS 1 FEUILLED’ÉPAISSEUR ≥10 mm

max. 6000x 2310

+ 5,0- 3,0

+ 6,0- 4,0

+ 8,0- 6,0

< 1100

< 1500

< 2000

< 2500

> 2500

+ 2,0- 2,0+ 3,0- 2,0+ 3,0- 2,0+ 4,5- 2,5+ 5,0- 3,0

+ 2,5- 2,0+ 3,5- 2,0+ 3,5- 2,0+ 5,0- 3,0+ 5,5- 3,5

+ 3,5- 2,5+ 4,5- 3,0+ 5,0- 3,5+ 6,0- 4,0+ 6,5- 4,5

MES

URE

S

STA

ND

ARD

MES

URE

S FI

XES

TYPEDEME-SURE

B. EPAISSEURS

Pour la fabrication de verre trempé chimiquement,on recourt à un des produits verriers de base décritsau § 2.3.1 (p. 10). Les épaisseurs et les tolérancesdoivent donc satisfaire aux données des produitscorrespondants (§ 2.4.2, p. 21).

2.4.3.4 VERRE FEUILLETÉ


Les tolérances sur les dimensions nominales en plandes verres feuilletés sont stipulées au tableau 14.

De plus, l’alignement des bords d’un verre feuilletédoit répondre à certaines exigences : le décalage“d” d’un verre feuilleté est défini comme la dis-tance maximum entre les bords de ses différentscomposants (figure 26). Les valeurs de décalagemaximum admissibles sont données au tableau 15.

Dans le cas de verres feuilletés d’épaisseur et doncde masse importantes (par exemple, du vitrage ré-sistant aux armes à feu, voir § 3.4, p. 62), cestolérances sont excessives. En effet, si le bord surlequel est posé le verre est “décalé”, une seule desfeuilles de verre reprend l’entièreté de la masse duvitrage et risque donc de se briser.

La pose doit dès lors se faire sur un bord rodé plandans le cas d’un vitrage de masse supérieure à100 kg ou d’une épaisseur supérieure à 34 mm.

Le rodage doit être réalisé par l’intervenant quidécoupe le verre feuilleté aux dimensions d’utilisa-tion.

Tableau 14Tolérances “t” (mm)

pour les verresfeuilletés (mesures

standard et mesuresfixes).

B OU H (mm) TOLÉRANCES “t” (mm)

< 2000 ± 2,5

entre 2000 et 3000 ± 3,0

> 3000 ± 4,0

Tableau 12Tolérances“t” pour le

verre trempéchimiquement

(mesuresfixes).

Tableau 13 Valeurs maximales admissibles pour laflèche générale du verre trempé chimiquement.

TYPE DE VERRE

Float et verre étiré

VALEUR MAXIMUM DE LAFLÈCHE GÉNÉRALE (mm/mm)

0,002

0,003Verre imprimé


B OU H (mm) DÉCALAGE “d”MAXIMUM (mm)

≤ 1000

entre 1000 et 2000

entre 2000 et 4000

> 4000

2,0

3,0

4,0

6,0

Tableau 15Valeurs

maximumadmissibles

de décalage“d”.

2.4.3.5 VERRE À COUCHES

Le produit verrier sur lequel le dépôt de couche(s)est réalisé est un des produits de base ou des pro-duits transformés décrits ci-avant (voir produit cor-respondant) et doit donc satisfaire aux tolérancescorrespondantes tant pour les dimensions en planque pour les épaisseurs.

2.4.3.6 VITRAGE ISOLANT


Pour le vitrage isolant, chacune des feuilles de verrecomposant le vitrage est formée par un des produitsdécrits précédemment (voir produit correspondant)et doit donc satisfaire aux tolérances correspondan-tes. De plus, le vitrage isolant scellé proprement ditdoit satisfaire aux exigences du tableau 17.

B. EPAISSEURS

L’épaisseur réelle d’un double vitrage ne peut pasvarier de l’épaisseur nominale au-delà des toléran-ces données au tableau 18 (p. 26).

2.4.3.7 VERRE BOMBÉ

Le verre bombé ne fait pas partie des produits nor-malisés par le Comité européen de normalisation(CEN). Cela s’explique par le fait que la fabrica-tion du verre bombé dépend en grande partie dumatériel dont dispose le fabricant pour réaliser lebombage. Nous donnons cependant ci-après les pa-ramètres qui permettent de définir le verre bombéainsi que les tolérances qu’il est souhaitable de res-pecter lors de la fabrication.

A. PARAMÈTRES DÉFINISSANT LE VERRE BOMBÉ

Le verre bombé peut être caractérisé à partir desparamètres suivants (figure 27, p. 27) : la longueur L, c’est-à-dire la dimension du côté

rectiligne le développement D, c’est-à-dire la dimension

du côté courbe l’épaisseur “e” du produit verrier l’angle α (en degrés) : l’angle au centre qui

détermine l’arc le rayon R : le rayon du cercle auquel appartient

l’arc la corde C : la dimension du segment qui relie

les extrémités de la courbe la flèche F : la plus grande distance entre la

corde et la courbe.

B; H ± t

d d

Fig. 26Décalage “d”

d’un verrefeuilleté.

EPAISSEUR e* DEL’INTERCALAIRE (mm)

TOLÉRANCES (mm)

e* < 1

1 ≤ e* < 2

2 ≤ e* < 3

3 ≤ e*

± 0,4

± 0,5

± 0,6

± 0,7

Tableau 16Tolérances sur

l’épaisseur “e*” desintercalaires coulés.

Au cas où une feuille en matière synthétique estutilisée dans l’assemblage (par exemple, du poly-carbonate), on considère pour cette feuille les mê-mes tolérances que celles d’un float de même épais-seur, sauf si la feuille plastique possède un agré-ment technique européen qui mentionne cette tolé-rance.

La norme NBN EN ISO 12543-5 [59] définit lestolérances dans le cas des verres feuilletés résistantau feu et des verres feuilletés comportant des inter-calaires de plusieurs types différents.

B. EPAISSEURS

La tolérance sur l’épaisseur des verres feuilletésobtenus par laminage (films en matière synthéti-que) est égale à la somme des tolérances admisessur l’épaisseur des composants verriers (voir pro-duits correspondants). Si l’intercalaire a une épais-seur “e*” inférieure à 2 mm, il ne doit pas être prisen compte. En revanche, si son épaisseur est supé-rieure à 2 mm, on admet une tolérance de ± 0,2 mm.

La tolérance sur l’épaisseur des verres feuilletésobtenus par coulage est égale à la somme des tolé-rances prévues pour les composants verriers (voirproduits correspondants) et l’intercalaire coulé (ré-sine), dont les valeurs sont données au tableau 16.


B OU H (mm) EPAISSEUR NOMINALEDES CONSTITUANTS (mm)

TOLÉRANCES “t”(mm)

DOUBLE VITRAGE COMPOSÉ DE DEUX VERRES RECUITS

≤ 3000 ≤ 6> 6

± 2,0± 3,0

> 3000 ≤ 6> 6

± 3,0± 4,0

DOUBLE VITRAGE COMPOSÉ DE DEUX VERRES RECUITS AVEC

JOINT SOUDÉ (*)+ 1,0- 2,0

DOUBLE VITRAGE COMPOSÉ D’AU MOINS UN VERRE TREMPÉ OU DURCI

≤ 2000

entre 2000 et 3000

> 3000

± 3,0

± 4,0

± 5,0

Tableau 17Tolérances “t”

pour les vitragesisolants (mesures

fixes).

≤ 8 mm> 8 mm

± 4,0± 5,0

DOUBLE VITRAGE COMPOSÉ

D’UN VERRE IMPRIMÉ

ÉPAISSEURTOTALE

FEUILLETÉ≤ 8 mm

ÉPAISSEUR TOTALE FEUILLETÉ > 8 mm

CHAQUE FEUILLE< 10 mm

AU MOINS UNEFEUILLE ≥ 10 mm

< 1100

entre 1100 et 1500

entre 1500 et 2000

entre 2000 et 2500

≥ 2500

± 2,0

+ 3,0/- 2,0

+ 3,0/- 2,0

+ 4,5/- 2,5

+ 5,0/- 3,0

+ 2,5/- 2,0

+ 3,5/- 2,0

+ 3,5/- 2,0

+ 5,0/- 3,0

+ 5,5/- 3,5

(*) Ce type de vitrage n’est plus fabriqué en Belgique.

+ 3,5/- 2,5

+ 4,5/- 3,0

+ 5,0/- 3,5

+ 6,0/- 4,0

+ 6,5/- 4,5

DOUBLE VITRAGE COMPOSÉ D’AU MOINS UN VERRE

FEUILLETÉ

PREMIÈRE FEUILLE DE VERRE DEUXIÈME FEUILLE DE VERRE TOLÉRANCES (mm)

Verre recuit

Verre recuit

Verre recuit

Verre recuit

Verre trempé ou durci

Verre feuilleté avec film

± 1,0

± 1,5

± 1,0 (*)± 1,5 (**)

± 1,5

± 1,5

± 1,5

± 1,5

± 1,5

± 1,5

Verre recuit






Verre imprimé



Verre imprimé


Verre imprimé

(*) Epaisseur de chaque feuille ≤ 6 mm et épaisseur totale ≤ 12 mm.(**) Autres cas que celui envisagé sous (*).

Tableau 18Tolérances surl’épaisseur des

vitrages isolants.


Fig. 27 Paramètrescaractérisant le verrebombé.L : longueurD : développementE : épaisseurα : angle au centre qui

détermine l’arcR : rayon du cercle auquel

appartient l’arcC : cordeF : flèche

Fig. 28 Mesure de la rectitude des bords et de la torsion desverres bombés.

∆R

∆R ∆R

∆T ∆T

H

corde

B. TOLÉRANCES

Le tableau 19 donne les tolérances sur les différen-tes dimensions des verres bombés.

2.4.3.8 LES MIROIRS


Les tolérances “t” sur les dimensions en plan desmiroirs sont données au tableau 20.

B. EQUERRAGE

Contrairement aux autres produits verriers, la tolé-rance sur l’équerrage pour les miroirs est expriméepar la différence de longueur entre les dimensionsdes diagonales du miroir.

Pour les miroirs dont les dimensions sont inférieu-res ou égales à 2000 mm, la différence doit êtreinférieure à 3 mm.

Pour les miroirs dont une ou deux dimensions sontsupérieures à 2000 mm, la différence doit être infé-rieure à 4 mm.

e

L

FCα R

D

Tableau 20Tolérances surles dimensions

en plan desmiroirs

(dimensions defabrication et

mesures fixes).

B OU H (mm) TOLÉRANCE “t” (mm)

DIMENSIONS DE FABRICATION

± 5,0 mm

MESURES FIXES

≤ 2000

> 2000

± 1,0

± 1,5

En outre, il importe de mentionner si ces paramètresconcernent la face concave ou convexe du verrebombé. Sauf mention contraire explicite, les indi-cations se rapportent à la face concave (figure 27).

Les angles α réalisables dépendent du rayon R etdu développement D désirés.

Les relations suivantes existent entre ces différentsparamètres (α en degrés, les autres paramètres dansla même unité de longueur) pour des verres bom-bés ayant un rayon de courbure constant :

R = C

8 F

2

+ F

2

DR

. . = α π

180

CR

2 2 . sin = α

FC

tg . =2 4

α .

TOLÉRANCES

± 3 mm

± 3 mm

voir produit correspondant

∆R = ± 3 mm/m

∆T = ± 5 mm/m

DIMENSIONS

Longueur L

Développement D

Epaisseur “e”

Rectitude des bords (fig. 28)

Torsion (figure 28)

Tableau 19 Tolérances pour les verres bombés.


EPAISSEURNOMINALE (mm)

2

3

4

5

6

TOLÉRANCES(mm)

± 0,2

± 0,2

± 0,2

± 0,2

± 0,2

Tableau 21Tolérances

sur l’épaisseurdes miroirs.

Les tables destinées à la découpe de feuilles deverre de grandes dimensions sont basculantes, afinde pouvoir y déposer la feuille en position verticale(figure 29). Elles sont munies de dispositifs rétrac-tables ou à jets d’air permettant de déplacer le verresans risquer de le rayer.

La découpe proprement dite se fait soit manuelle-ment soit automatiquement (figure 29). Dans cedernier cas, les opérations sont gérées par un ordi-nateur (e.a. pour permettre l’optimisation de l’em-ploi de la feuille de verre). Le verre est rayé pro-fondément à l’aide d’une molette en carbure detungstène, puis fendu selon cette rayure en appuyantsur un des côtés de la coupe.

C. EPAISSEURS

Les tolérances sur l’épaisseur des miroirs sont pré-cisées au tableau 21.

2.5 DÉFAUTSDU VERRE

On distingue deux types de cri-tères permettant de juger de laqualité de fabrication des pro-

duits verriers : le critère optique : ce critère concerne la vision

(et la déformation éventuelle) des objets obser-vés au travers du produit verrier et ne vise queles produits verriers transparents. Les principauxdéfauts pouvant altérer la qualité optique sontdes déformations de surface et des manquesd’homogénéité de la masse du verre. La qualitéoptique est évaluée par observation visuelle

le critère d’aspect : la qualité de l’aspect peutêtre altérée par la présence de :– défauts ponctuels : des inclusions solides ou

gazeuses de petite taille (bulles, pierres, …),évalués en nombre et quant à leurs dimensions

– défauts linéaires ou étendus : des dépôts, desmarques ou des déformations localisées de lasurface qui occupent une longueur ou unesurface étendue (écrasures, griffes, peignage,dépôts, impression, …) et qui sont évaluéspar observation visuelle

– défauts dans le dessin (verre imprimé) ou dansle treillis (verre armé), évalués par mesuredes déformations.

Les normes correspondant à chacun des produitsverriers précisent les méthodes d’essai permettant dequantifier les défauts et les limites à partir desquellesle produit verrier n’est plus considéré conforme.

2.6 FAÇONNAGE DU VERRE

2.6.1 DÉCOUPE DES PRODUITS DEBASE AUX DIMENSIONSD’UTILISATION

La découpe du verre se fait le plus souvent en po-sition horizontale sur une table prévue à cet effet.

Fig. 29 Table de découpe (Bottero, type 340 BCS).

Pour les verres armés, il est nécessaire de manipu-ler un côté de la coupe par mouvement tournantafin de couper (par fatigue) les fils contenus dans leverre.

Pour la découpe des vitrages bifeuilletés, il con-vient de disposer d’une table pourvue d’un systèmede coupe au-dessus et en dessous de la feuille deverre associé à un système permettant la découpede l’intercalaire en plastique. Pour les vitragesmultifeuilletés, la coupe se fait soit à l’aide d’unescie diamantée couplée à un système d’arrosaged’eau de manière à éviter l’échauffement du verre,soit par jet d’eau.

2.6.2 FAÇONNAGE DES BORDS

Il convient de distinguer les bords bruts de coupedes bords façonnés, les premiers n’ayant subi aucuntraitement autre que la découpe.

Les bords façonnés peuvent quant à eux être deplusieurs types différents (voir figure 30) : arêtes abattues : le bord tranchant du produit a

été éliminé bord rodé (brut) : les arêtes ont été abattues et la

tranche meulée; des parties brillantes peuventsubsister; il a un aspect blanchâtre


VITRAGESMONOLITHIQUES

VERRES FEUILLETÉSFig. 30 Rodage desbords du verre.

EN BISEAU

RODÉ SATINÉ

RODÉ BRUT

ARÊTES ABATTUES

BRUT DE COUPE

bord rodé satiné : c’est un bord rodé qui a encoreété adouci; il ne subsiste plus de plages brillantessur la tranche

bord poli : bord rodé satiné poli de manière àobtenir un brillant intense sur les arêtes abattueset sur le bord

bord en biseau : bord satiné ou poli avec unchanfrein

bord scié (principalement pour le verre feuille-té) : bord obtenu par découpe à la scie; l’aspectest semblable à celui des bords rodés, mais sansplages brillantes ni arêtes abattues

bord coupé au jet d’eau : pour le verre feuilleté,bord découpé à l’aide d’un jet d’eau sous pres-sion; l’aspect est semblable à celui des bordsrodés, mais sans plages brillantes ni arêtesabattues.

Les bords sont en général rodés satinés ou polislorsqu’ils sont encore visibles après la pose.

Le rodage est réalisé à l’aide d’une machine fixe àbandes (une bande d’une certaine granulosité estmise en mouvement et en contact avec le bord duverre; ce système est couplé à un arrosage d’eau),d’une meule avec arrosage d’eau ou d’une biseau-teuse.

Ces opérations peuvent également être réaliséespour les trous et les encoches.

La qualité du façonnage des bords revêt une grandeimportance pour la résistance du verre. Des bordsprésentant des écailles ou des éclats constituent despoints faibles à partir desquels une casse mécani-que ou thermique du verre peut survenir plus faci-lement que si le bord est rodé.

2.6.3 RÉALISATION DE TROUS ETENCOCHES

Les trous et encoches sont réalisés soit à l’aided’outils diamantés sous écoulement d’eau, soit pardécoupe par jet d’eau.

La plupart des formes de découpe sont possiblespour le verre recuit. Cependant, la résistance duverre recuit n’étant en général pas suffisante poursupporter ces découpes, les verres découpés cas-sent fréquemment.

Pour éviter ce phénomène, on utilisera du verredurci ou trempé. Dans ce cas, le façonnage doit êtreréalisé avant traitement thermique, car celui-cimodifie la répartition des contraintes dans le verre,ce qui ne permet plus de réaliser des découpes(§ 2.3.3, p. 13). De plus, on respectera les limita-tions prévues quant au diamètre et à la position destrous de manière à minimiser les risques de casse.


2.6.3.1 LIMITATIONS POUR LE VERRETREMPÉ THERMIQUEMENT ETLE VERRE DURCI [21, 23]

Nous précisons ci-dessous les limitations à respec-ter pour la réalisation de trous ronds dans desfeuilles d’au moins 4 mm d’épaisseur.

A. DIAMÈTRE DES TROUS

Il est conseillé que le diamètre des trous ne soit pasinférieur à l’épaisseur du verre.

B. POSITION DES TROUS

Les distances admises entre le bord d’un trou et lebord du verre, entre le bord d’un trou et l’angle duverre et entre deux trous dépendent de l’épaisseur“e” (mm) du verre, des dimensions B et H (mm) duverre, du diamètre “Ø” (mm) du trou, de la formedu verre et du nombre de trous.

Nous spécifions ci-dessous les limitations à respec-ter dans le cas de verre comportant au maximumquatre trous : la distance “a” entre le bord d’un trou et le bord

du verre ne peut pas être inférieure à deux foisl’épaisseur du verre (figure 31) : a ≥ 2e

la distance “b” entre deux trous ne peut pas êtreinférieure à deux fois l’épaisseur du verre(figure 32) : b ≥ 2e

la distance “c” entre le bord d’un trou et l’angledu verre ne peut pas être inférieure à six foisl’épaisseur du verre (figure 32) : c ≥ 6e.

Fig. 31 Position du troupar rapport à un bord duverre.

Fig. 32 Position dedeux trous l’un parrapport à l’autre.

a ≥ 2 e

b ≥ 2 e

Fig. 33 Position du trou par rapport àun coin du verre.

a ≥ 2 e

c ≥ 6

e

a ≥ 2 e

C. TOLÉRANCES SUR LES DIAMÈTRES DES TROUS

Les tolérances concernant le diamètre des trous sontdonnées au tableau 22.

DIAMÈTRE NOMINAL Ø(mm)

4 ≤ Ø ≤ 20

20 ≤ Ø ≤ 100

100 ≤ Ø

± 1,0

± 2,0

consulter le fabricant

TOLÉRANCES (mm)Tableau 22Tolérances surle diamètredes trous.

D. TOLÉRANCES SUR LA POSITION DES TROUS

La position du trou par rapport au verre est repré-sentée par ses coordonnées “x” et “y”, mesurées àpartir d’un point de référence quelconque (sur ouen dehors du verre) jusqu’au centre du trou. Lestolérances sur la position des trous sont identiquesà celles des dimensions en plan B et H du type deverre utilisé (§ 2.4, p. 20). La figure 34 montre desexemples de mesure de la position d’un trou parrapport à un point de référence.

Fig. 34 Exemples de mesure de la position d’un trou.

2.6.3.2 AUTRES TYPES DE DÉCOUPE

Il existe un très grand nombre d’autres types dedécoupe des vitrages. La figure 35 en donne quel-ques exemples. Nous n’entrerons pas plus dans ledétail dans le cadre du présent document, car lespossibilités de réalisation et les tolérances dépen-dent en grande partie du matériel de découpe quepossède chaque atelier de travail.

y

x

yy α

x


Fig. 35 Exemples de découpe particulière desvitrages.

– longueur au moins égale à la moitié de celledes vitrages

– hauteur égale à celle des vitrages les pieds des montants doivent être recouverts

d’amortisseurs en feutre ou en caoutchouc, parexemple

le premier volume de verre est posé bien à platsur le dossier du chevalet, les autres étant misen place sans glissement et parallèlement aupremier; en cas de dimensions différentes, lesplus grands volumes sont placés les premiers

la pression due aux feuillards de cerclage del’emballage doit être supprimée le plus rapide-ment possible; s’il faut en remettre de nouveaux,ils seront peu serrés (surtout dans le cas de vi-trages composés) et toujours isolés du verre pardes coussins amortisseurs.

REMARQUE : LE PHÉNOMÈNE D’IRISATION

Si de l’eau ou de la condensation apparaît entredes vitrages stockés et reste en contact avec le verre,des éléments basiques contenus dans celui-ci ensont extraits. Une fine couche blanchâtre se formealors à la surface du verre, mais disparaît norma-lement par lavage, sauf si le contact a été trop long(le vitrage peut alors devenir inutilisable).

2.7.2 MANUTENTION

Les vitrages isolants doivent être manipulés verti-calement en évitant tout contact direct avec dessurfaces dures.

Pour les vitrages de grandes dimensions, il est con-seillé d’utiliser des sangles (figure 37) ou des mani-pulateurs à ventouses (figure 38).

Pour les feuilles de verre aux dimensions de fabri-cation (à la sortie du four), on utilise des palonniersà ventouses raccordés à un système de levage telqu’un pont roulant.

Fig. 36 Chevaletde stockage.

2.7 STOCKAGE ETMANUTENTION DESVITRAGES

2.7.1 STOCKAGE

2.7.1.1 EN CAISSES

Les caisses doivent être stockées verticalement sousabri sec et aéré, pour éviter l’irisation (voir remar-que ci-contre). Elles ne peuvent en aucun cas êtreposées à plat, ni être exposées au soleil ou à unesource de chaleur (risque de choc thermique).

2.7.1.2 EN VRAC

Le stockage en vrac doit également se faire dans unlieu couvert, sec et aéré, à l’abri du soleil et detoute source de chaleur (risque de choc thermique).On veillera en outre à respecter les règles suivan-tes : les agrès de stockage, les chevalets et les portoirs

(figure 36) doivent avoir les caractéristiquessuivantes :– inclinaison comprise entre 6° (stabilité de la

pile) et 10° (pour éviter les déformations) parrapport à la verticale

Fig. 37 Sanglepour lamanutention desvitrages.


Le pivotement du vitrage sur un de ses angles com-porte un risque d’écrasement du coin. Toutefois, sice mouvement s’avère nécessaire, il devra se faire : pour les vitrages de masse inférieure à environ

80 kg : sur un coussin en matière souple pour les vitrages de masse supérieure à environ

80 kg : à l’aide d’une cornière adéquate.

Fig. 38Manipulateur àventouses pour lamanutention desvitrages.


3 LES FONCTIONSDES VITRAGES

Historiquement, la première fonction dévolue auxvitrages était de permettre l’apport de lumière touten protégeant des précipitations et du vent.

Nous traitons dans le présent chapitre des différen-tes fonctions que doivent ou peuvent remplir lesvitrages dans un ordre différent de leur apparitionhistorique, à savoir : le contrôle de la luminosité et de la visibilité, et

la maîtrise des apports énergétiques du rayon-nement solaire

la protection contre les intempéries, l’isolationthermique

l’isolation acoustique la sécurité des personnes, la protection contre

l’effraction et la protection contre l’incendie la décoration.

Nous nous intéresserons principalement aux vitra-ges et peu aux châssis. Néanmoins, nous tenons àsouligner que les performances d’une fenêtre(acoustiques, thermiques, résistance à l’effraction)dépendront à la fois du vitrage et du châssis et qu’ilest dès lors essentiel que les vitrages et les châssisaient un niveau de performances comparable.

3.1 CONTRÔLEDE LA LUMIÈRE ET

DE L’ÉNERGIESOLAIRE

Les aspects d’apport de lumièreet d’énergie sont indissociables,leur origine se trouvant dans lerayonnement solaire. Le présentparagraphe aborde dans un pre-

mier temps le rayonnement électromagnétique, quise rapporte à ces deux parties, pour ensuite étudierséparément les manières de répondre aux deman-des de l’utilisateur, avant de tenter une approchemixte du problème.

3.1.1 LE RAYONNEMENTÉLECTROMAGNÉTIQUE

3.1.1.1 LES DIFFÉRENTS TYPES DERAYONNEMENT

Les rayonnements électromagnétiques se caractéri-sent par leur vitesse, leur fréquence et leur lon-gueur d’onde λ. Le tableau 23 et la figure 39 don-

TYPE DERAYONNEMENT

LONGUEUR D’ONDES

Rayons gamma

Rayons X

Rayons ultraviolets(UV) :– UVC– UVB– UVA

Rayons visibles

Rayons infrarouges(IR)– proches

. IR A

. IR B– lointains : IR C

Ondes radio

de 0 à 0,01 nm (*)

de 0,01 nm à 10 nm

de 10 nm à 380 nmde 10 nm à 280 nmde 280 nm à 315 nmde 315 nm à 380 nm

de 380 nm à 780 nm

de 780 nm à 106 nm

de 780 nm à 1400 nmde 1400 nm à 2500 nmde 2500 nm à 106 nm

de 106 nm à plusieurs km

(*) 1 nm = 1 nanomètre = 10-9 m.

Tableau 23Classificationdesrayonnementsélectro-magnétiquesen fonctionde leurlongueurd’onde.

UV

UVVi-si-bles

IRproches

IR lointains ondes radio

0 0,01 10 280380 780 2500 106

xγ

Fig. 39 Les différents types d’ondes électromagnétiques.

nent une classification de ces rayonnements en fonc-tion de leur longueur d’onde.

Les différents types de rayonnement cités au ta-bleau 23 peuvent être influencés par des produitsverriers :

corps dechauffe

(radiateurs)

rayonnementsolaire

LONGUEURD’ONDE (nm)


LONGUEUR D’ONDE (nm)

ENERGIE SOLAIRE(W/(m2.µm))

1400

1200

1000

800

600

400

200

00 500 1000 1500 2000 2500

Rayonnement direct (masse d’air 2)Rayonnement diffus par temps dégagéRayonnement diffus par temps couvert

Rayonnementvisible

Fig. 40 Spectre solaire.

les rayons X ou gamma : les verres à hauteteneur en plomb permettent de s’en protéger(§ 2.3.2, p. 12)

les ondes radio : certains ordinateurs comman-dant des radars peuvent être perturbés par lesondes radio émises en retour de celles envoyées;on peut s’en protéger en utilisant des couchesélectrisables arrêtant la progression de cesondes.

Le contrôle des rayons UV, des apports solaires,des apports lumineux et l’isolation thermique sonttraités dans les paragraphes 3.1.3 à 3.1.5 et 3.2. Ilest lié dans tous les cas au spectre solaire (ou aumoins à une partie de celui-ci) et, de plus, pourl’isolation thermique, aux IR lointains (qui corres-pondent aux rayons calorifiques émis par les objetssuite à une absorption d’énergie).

3.1.1.2 LE SPECTRE SOLAIRE

Le rayonnement solaire ne correspond qu’à unepetite partie du spectre des ondes électromagnéti-ques. Sa composition est donnée au tableau 24 et àla figure 40. Cette figure illustre trois courbes : lerayonnement pour une masse d’air 2, c’est-à-direpour un angle d’incidence moyen des rayons solai-res de 30°, ainsi que le rayonnement diffus partemps couvert et par temps dégagé. Le spectre de lalumière visible fait partie du spectre solaire.

Le soleil est à l’origine du spectre solaire. Il dégageautour de lui une énergie de 66 millions de W/m2,produite par des réactions nucléaires en chaîne. Unefraction seulement de cette énergie, d’une valeurde 1353 W/m2, atteint les limites de notre atmos-phère, c’est la constante solaire.

L’énergie reçue au niveau du sol est plus faible quela constante solaire, car l’atmosphère absorbe unepartie du rayonnement solaire (environ 15 %) et enréfléchit une autre vers l’espace (environ 6 %). Lerayonnement global au niveau du sol se définit donccomme la somme des rayonnements direct et diffus(figure 41). L’énergie reçue dépend en outre de lasaison, de la latitude et des conditions météorologi-ques (nébulosité), du relief, de la pollution, del’orientation de la surface, …

3.1.2 FACTEURS ÉNERGÉTIQUESET LUMINEUX

Les facteurs énergétiques et lumineux décrivent lescaractéristiques de transmission, d’absorption et deréflexion lumineuse et énergétique des vitrages.

TYPE DERAYONNEMENT

LONGUEURD’ONDE (nm)

FRACTIONÉNERGÉTIQUE

UV (A et B)

Visible

IR (A et B)

de 280 à 380

de 380 à 780

de 780 à 2500

≈ 5 %

≈ 50 %

≈ 45 %

Tableau 24 Composition du spectre solaire.

réfléchi

absorbé

direct

diffus

Fig. 41Influence del’atmosphère

sur lerayonnement

solaire.


3.1.2.1 LES FACTEURS ÉNERGÉTIQUES

Lorsque les rayons du soleil viennent frapper unvitrage, le rayonnement solaire incident total φ

e est

partagé entre (figure 42) : une fraction ρ

e φ

e réfléchie vers l’extérieur, où

ρe est le facteur de réflexion directe du vitrage

une fraction τe φ

e transmise à travers le vitrage,

où τe est le facteur de transmission directe du

vitrage une fraction α

e φ

e absorbée par le vitrage, où α

e

est le facteur d’absorption directe du vitrage;l’énergie absorbée par le vitrage est ensuitepartagée en :– une fraction q

i φ

e réémise vers l’intérieur, où

qi est le facteur de réémission thermique vers

l’intérieur– une fraction q

e φ

e réémise vers l’extérieur, où

qe est le facteur de réémission thermique vers

l’extérieur.

g

ρe

τe

qe qi

Fig. 42 Les facteursénergétiques.τe : facteur de

transmission directedu vitrage

αe : facteur d’absorptiondirecte du vitrage

ρe : facteur de réflexiondirecte du vitrage

g : facteur solaire detransmission totaled’énergie à travers levitrage

Ces différents facteurs sont liés par les relations :ρ

e + τ

e + α

e = 1

etα

e = q

i + q

e.

Le facteur solaire “g” représente la transmissiontotale d’énergie à travers le vitrage; il s’agit doncde la somme du rayonnement transmis directementet du rayonnement absorbé qui est réémis vers l’in-térieur :

g = τe + q

i.

Remarque : on utilise parfois la notion de ShadingCoefficient Sc; il s’agit du facteur solaire du vitrageconsidéré rapporté à la valeur du facteur solaire du

verre clair de 4 mm : Sc = g

0,87.

3.1.2.2 LES FACTEURS LUMINEUX

Par analogie aux facteurs énergétiques, les facteurslumineux sont définis en tenant seulement comptede la partie visible du spectre solaire (de 380 à780 nm).

Les facteurs de transmission lumineuse τv et de ré-

flexion lumineuse ρv sont définis comme étant les

fractions de lumière visible respectivement trans-mise et réfléchie par le vitrage (figure 43).

Le rayonnement absorbé par le vitrage ne donnantlieu à aucune impression visuelle, il n’est générale-ment pas pris en compte.

ρv

τv

intérieurextérieur

Fig. 43 Les facteurslumineux.ρv : facteur de

réflexionlumineuse

τv : facteur detransmissionlumineuse

TYPE DE VITRAGE FACTEURSOLAIRE g

TRANSMISSIONLUMINEUSE τV

SV clair 4 mm

DV clair 4-15-4 (mm)

0,87

0,76

0,90

0,81

A titre indicatif, le tableau 25 donne les valeurs “g”et τ

v d’un simple vitrage et d’un double vitrage clairs.

3.1.2.3 COMBINAISONS POSSIBLESET/OU SOUHAITABLESDES VALEURS DE g ET τV

La figure 44 montre les différentes combinaisonsdes valeurs g - τ

v. On distingue plusieurs cas :

le rayonnement visible formant la moitié duspectre solaire (tableau 24), le facteur solaire ne

αe

intérieurextérieurTableau 25 Valeurs “g” et τv d’un simple vitrage clair (SV) etd’un double vitrage (DV) clair.


peut pas être inférieur à la moitié de la trans-mission lumineuse; cela correspond à la zonesupérieure noire du graphique, qu’il n’est doncpas possible d’atteindre

l’obtention d’un facteur solaire “g” élevé(apports énergétiques importants) combiné àune transmission lumineuse τ

v faible (peu

d’apports lumineux) présente peu d’intérêt; celacorrespond à la zone grise du graphique

la zone centrale claire du graphique correspondaux caractéristiques qu’il est théoriquementpossible de réaliser; certaines parties de cettezone sont plus intéressantes du point de vue ducontrôle solaire et lumineux :– en été, il est souhaitable d’avoir un facteur

solaire “g” faible combiné à une transmissionlumineuse τ

v élevée

– en hiver, il est souhaitable d’avoir un facteursolaire “g” et une transmission lumineuse τ

v

élevés.

Tous les points de la zone claire peuvent théorique-ment être atteints, mais les produits verriers actuelsne permettent pas encore d’obtenir toutes ces com-binaisons.

Remarque : ces critères de choix ne tiennent compteque de la transmission énergétique et lumineuse;en réalité, pour le choix d’un vitrage, il faut égale-ment garder à l’esprit les impératifs d’isolation ther-mique (§ 3.2, p. 46).

3.1.3 MAÎTRISE DES EFFETSTHERMIQUES DURAYONNEMENT SOLAIRE

A. ECHAUFFEMENT DES LOCAUX - EFFET DE

SERRE

Le soleil peut amener une quantité excessive dechaleur à l’intérieur des bâtiments abondammentvitrés. La chaleur solaire pénètre dans un local partransmission directe ou par réémission aprèsabsorption par le vitrage. Cette fraction de rayon-nement solaire qui a pénétré dans le bâtiment vientfrapper les murs, le sol ou les meubles qui vontl’absorber partiellement et s’échauffer. A leur tour,ils vont restituer cette énergie sous forme de rayon-nement infrarouge calorifique de longueur d’ondesupérieure à 2500 nm (IR lointains). Or, le verre estpratiquement opaque à ce rayonnement de grandelongueur d’onde, qui est de ce fait piégé à l’inté-rieur. La température s’élève donc progressive-ment : c’est l’effet de serre.

B. UTILISATION DES LOCAUX

L’effet de serre est recherché dans les logementsaux périodes froides de l’année, car il permet defaire des économies d’énergie. En revanche, il estrarement apprécié dans les bâtiments du secteurtertiaire où le taux d’occupation élevé, les appareilsélectriques et l’éclairage artificiel provoquent déjàune augmentation de la température interne. Dansce cas, l’effet de serre engendre plutôt une haussedes coûts liés aux systèmes de conditionnementd’air. Il est utile pour ce genre de bâtiment de pré-voir une protection contre l’apport d’énergie so-laire.

C. ORIENTATION DES FENÊTRES

La quantité des apports solaires dépend de l’orien-tation de la fenêtre. Les fenêtres orientées au nordoffrent le moins d’apport. Les fenêtres orientées ausud bénéficient d’un large ensoleillement en hiveret de peu d’ensoleillement en été vu le positionélevée du soleil. Les fenêtres orientées à l’ouest età l’est bénéficient d’apports solaires toute l’année;celles orientées à l’ouest présentent de plus l’in-convénient de bénéficier d’apports en fin de jour-née alors que le bâtiment a déjà eu le temps des’échauffer; il s’agit donc de l’orientation la pluscritique lorsque l’on essaie de se prémunir des ap-ports énergétiques du soleil.

La figure 45 illustre le flux solaire incident sur unefaçade verticale lors d’une journée ensoleillée enfonction de l’orientation et des saisons.

0

0,5

1

TRA

NSM

ISSI

ON

LU

MIN

EUSE

τv

0 0,5 1FACTEUR SOLAIRE g

caractéristiquesoptimales en hiver

caractéristiquesoptimales en été

Fig. 44 Combinaisons facteur solaire “g” - transmission lumineuse τv.


TEMPS (HEURES)

FLUX SOLAIRE EN HIVER800

700

600

500

400

300

200

100

04 6 8 10 12 14 16 18 20 22

SUD

OUESTEST

800

700

600

500

400

300

200

100

04 6 8 22201816141210

TEMPS (HEURES)

SUD

EST OUEST

FLUX SOLAIRE EN AUTOMNE ET AU PRINTEMPS

FLUX SOLAIRE EN ÉTÉ

4 6 8 22201816141210TEMPS (HEURES)

800

700

600

0

100

200

300

400

500SUD

OUESTEST

Fig. 45 Flux solaire surune façade verticale enfonction de l’orientation

et des saisons.

FLU

X (W

/m

2)

FLU

X (W

/m

2 )

FLU

X (W

/m

2)


D. SOLUTIONS À ENVISAGER

On peut réduire l’apport d’énergie solaire de plu-sieurs façons : en limitant la surface des vitrages à des valeurs

raisonnables compte tenu du volume et del’inertie thermique du bâtiment ainsi que del’orientation des fenêtres

en utilisant des vitrages permettant le contrôlesolaire

en utilisant des protections solaires (stores, …)extérieures, intérieures ou incluses dans les dou-bles vitrages

en utilisant des protections architecturales (élé-ment de construction en saillie, par exemple unbalcon).

3.1.3.1 UTILISATION DE VITRAGESPERMETTANT LE CONTRÔLESOLAIRE

Il existe actuellement trois types de verre permet-tant un contrôle de l’énergie solaire : les verres absorbants les verres à couches réfléchissantes les verres combinant ces deux actions.

extérieur intérieurαe

Fig. 46 Verreabsorbant

500 1000 1500 2000λ (nm)

RÉFL

EXIO

N ρ

e

TRA

NSM

ISSI

ON

τe

absorption

A l’avenir, certains vitrages chromogènes devraientégalement pouvoir jouer ce rôle.

A. VERRES ABSORBANTS

Il s’agit de verres teintés dans la masse (bronze,gris, vert, rose, bleu, …) par adjonction d’oxydesmétalliques à la composition. Selon la couleur etl’épaisseur du verre, le facteur solaire “g” équivautà 0,4 à 0,8.

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00 500 1000 1500 2000 2500

TRA

NSM

ISSI

ON

τe

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

RÉFL

EXIO

N ρ

e

transmission

réflexion

absorption

λ (nm)

Fig. 47 Caractéristiquesde transmission,

d’absorption et de réflexionénergétiques d’un verre clair

et d’un verre absorbant(τv = 0,62 et g = 0,38).

transmission

réflexion

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

A. VERRECLAIR

B. VERREABSORBANT

2500


Ces verres absorbent une partie de l’énergie durayonnement solaire avant de l’émettre vers l’inté-rieur et l’extérieur (figure 46).

La proportion entre l’énergie émise vers l’intérieuret celle émise vers l’extérieur dépend entre autresde la vitesse du vent et des températures de l’airextérieur et de l’air intérieur. Pour évacuer un maxi-mum de chaleur rayonnée vers l’extérieur, on pla-cera le verre absorbant le moins possible en retraitdu plan de la façade. Dans les façades unies, lachaleur absorbée peut mieux s’échapper et le rayon-nement vers l’intérieur est plus faible.

La figure 47 montre un exemple de transmissiond’énergie que l’on peut obtenir pour un vitrage clairnon traité et pour un vitrage absorbant.

Les verres absorbants étaient couramment appli-qués avant que les techniques de dépôt de couchesne permettent de fabriquer des verres réfléchissantsperformants. Actuellement, ils sont de moins enmoins utilisés comme verres de contrôle solaire.

Les verres absorbants s’échauffant plus que lesverres classiques, ils sont sujets à la casse thermi-que et il faudra parfois prendre des précautions enconséquence (§ 3.1.3.4, p. 42).

B. VERRES RÉFLÉCHISSANTS

Il s’agit de verres à couches dont la propriété est deréfléchir une partie de l’énergie solaire incidente(figure 48).

Fig. 48 Verreréfléchissant.

ρe

extérieur intérieur

B. VERRE RÉFLÉCHISSANT

500 1000 1500 2000λ (nm)

absorption

transmission

réflexion

TRA

NSM

ISSI

ON

τe

A. VERRE CLAIR0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

réflexion

transmission

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00 500 1000 1500 2000 2500

λ (nm)

TRA

NSM

ISSI

ON

τe

RÉFL

EXIO

N ρ

e

absorption

Fig. 49Caractéristiques de

transmission,d’absorption et

de réflexionénergétiques d’unverre clair et d’unverre réfléchissant

(τv = 0,65 etg = 0,35).

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00 2500

RÉFL

EXIO

N ρ

e

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0


Ces couches peuvent être de plusieurs natures : des couches pyrolithiques à base d’oxydes

métalliques déposées sur un float ou un verreabsorbant; elles sont placées en position 1 ou 2,en simple ou double vitrage

des couches sous vide à base d’oxydes métalli-ques ou de métaux; ces couches étant plus fra-giles que les couches pyrolithiques, elles sontutilisées en position 2 et doivent, dans certainscas, obligatoirement être placées à l’intérieurd’un double vitrage; ces couches sont disponi-bles en une vaste gamme de coloris.

La figure 49 illustre un exemple de transmissiond’énergie que l’on peut obtenir pour un vitrage clairnon traité et pour un vitrage réfléchissant.

Comme pour les verres absorbants, il convient deprendre les éventuelles précautions nécessaires parrapport au risque de casse thermique lorsque l’onutilise des verres réfléchissants (§ 3.1.3.4, p. 42).

C. REMARQUES

Si l’on cherche à bénéficier d’une protectionsolaire en présence de vitrages clairs déjà enplace, il existe des films réfléchissants à collersur les vitrages. On notera cependant que cesfilms sont susceptibles de provoquer des cassesthermiques. De plus, la garantie de 10 ans prévuedans la norme NBN S 23-002 (STS 38) ne joueplus si un film a été posé sur le vitrage (voir§ 2.3.3.6, p. 18).

Les vitrages absorbants et réfléchissants sontcolorés; il est donc important pour l’uniformité

d’une façade de placer côte à côte le même typede vitrage (épaisseur, couleur, couches, …).

Les vitrages réfléchissants réfléchissent lalumière provenant du milieu le plus “lumineux”.Lorsqu’il fait noir à l’extérieur et si l’éclairageartificiel est allumé dans les locaux, c’est cettelumière qui sera réfléchie vers l’intérieur. L’effetinverse de celui obtenu en journée se produit etla vue vers l’extérieur n’est plus possible.

D. COMBINAISONS g - τV POSSIBLES

ACTUELLEMENT GRÂCE AUX VERRES

ABSORBANTS ET RÉFLÉCHISSANTS

La figure 50 montre les zones du graphique g - τv

que l’on peut atteindre avec les différents types deverre de contrôle solaire utilisés en double vitrage(6-12-6). Afin de comparer les différents types devitrage, ce graphique indique également la positiondes simples et doubles vitrages clairs et des dou-bles vitrages à haut rendement (§ 3.2.2.2, p. 48).

3.1.3.2 UTILISATION DE PROTECTIONSSOLAIRES [65]

Le contrôle de l’énergie solaire (et de l’éblouisse-ment) peut également être réalisé à l’aide de pro-tections solaires (volets, persiennes, stores, tentu-res, rideaux, ...), qui permettent de se protéger deseffets du soleil en été tout en profitant des gainssolaires en hiver. Elles présentent cependant l’in-convénient de limiter ou de supprimer la vue versl’extérieur et l’apport de lumière.

TRA

NSM

ISSI

ON

LU

MIN

EUSE

τv

1

0,9

0,5

0,8

0,7

0,6

0,4

0,3

0,1

0

0,2

0 0,1FACTEUR SOLAIRE g

SV clair de 6 mmDV clairDV HR (haut rendement)

Verres absorbants

6

7

Fig. 50 Combinaisons possibles des facteurs g et τv.

Verres à couches pyrolithiques pour le contrôlesolaireVerres à couches sous vide pour le contrôlesolaireVerres à couches sous vide combinant lecontrôle solaire et et l’isolationthermique renforcée (HR)

4

32

1

5

3

4

5

67

21

10,90,80,70,60,50,40,30,2


Il existe trois grandes catégories de protection so-laire : les protections intérieures, qui sont efficaces

pour contrôler la luminosité mais offrent desperformances très limitées pour le contrôle desgains solaires; en effet, elles absorbent etréfléchissent le rayonnement solaire incident;lorsque la protection se situe à l’intérieur, elles’échauffe et transmet sa chaleur au reste de lapièce

les protections extérieures, qui remplissent lesdeux fonctions de manière efficace car l’échauf-fement de la protection n’influence pas latempérature intérieure (figure 51); il faut ce-pendant éviter que la protection ne porte del’ombre sur une partie du vitrage seulement,étant donné le risque de casse thermique(§ 3.1.3.4, p. 42); ces protections demandent unentretien et un nettoyage réguliers et doiventpouvoir résister aux attaques climatiques et auvandalisme éventuel

les protections incluses dans un double vitrage(store enroulable ou lamelles pivotantes, figu-re 52); ce système occasionne un réel inconforten cas d’ensoleillement prolongé étant donnél’échauffement du verre et l’effet de paroi chau-de qui en découle; il offre l’avantage de mettreles stores à l’abri de tout encrassement. Dans lecas des stores mobiles, on veillera aux problè-mes de casse thermique si le store est en positionintermédiaire (§ 3.1.3.4, p. 42).

Pour les stores mobiles, il existe plusieurs sortes demanipulation possible : manuelle

motorisée (commande avec bouton poussoir oucommande à distance)

automatisée : l’automatisation est basée sur uncertain nombre de grandeurs de référence(ensoleillement, température extérieure, vitessedu vent, présence de pluie, date et heure, ...).Elle permet d’optimiser les dépenses énergéti-ques, de remonter les stores en cas de vent oude pluie violents, même si les occupants sontabsents, ou encore de prévenir les besoins (parexemple, en été, protéger les bureaux orientés àl’est avant que les occupants n’arrivent). Néan-moins, il est toujours conseillé de permettre àchaque personne de moduler la position de sonstore afin qu’elle éprouve une sensation de con-fort optimale.

Le tableau 26 donne le facteur solaire “g” et latransmission lumineuses τ

v de différents types de

stores.

3.1.3.3 PROTECTIONS ARCHITECTURALES

On peut également utiliser des éléments de cons-truction pour se protéger du soleil. La figure 53illustre un exemple d’avancée de bâtiment dimen-sionnée de manière à protéger les locaux du soleilen été, à laisser passer une partie du rayonnementau printemps et en automne, et à laisser passerl’entièreté du rayonnement en hiver. Cette solutionest facilement réalisable pour les façades orientéesau sud, mais plus difficile pour les façades orien-tées à l’est et à l’ouest. En outre, il n’est pas possi-ble d’adapter la protection en fonction des condi-tions du moment.

A. STOREEXTÉRIEUR

B. STOREINTÉRIEUR

Fig. 51 Comparaison de l’efficacité de stores intérieur et extérieur(le facteur solaire vaut 0,15 dans le cas A et 0,45 dans le cas B).

Fig. 52 Stores placés dans la lame d’air d’un double vitrage.

A. STOREENROULABLE

B. STORE ÀLAMELLES

AAAAAAAAAAAA

AAAA

AAAAAAAAAAAA

AAAA

extérieur intérieur extérieur

extérieur intérieur extérieur intérieur

intérieur


PROTECTION SOLAIRE τvg

stores enroulables

volets projetants (30° de la verticale)

volets projetants (53° de la verticale)

stores à lamelles

stores enroulables

0,08

0,09

0,11

0,17 - 0,36 (*)

0,39

0,04

–

–

0,0 - 0,79 (*)

0,03

EXTÉRIEURE

INTÉGRÉE

INTÉRIEURE

(*) Valeurs en positions fermée et ouverte des lamelles.

Tableau 26Valeurs “g” et τv

de différentstypes de

protectionsolaire.

Un cas particulier de protection architecturale con-siste en l’utilisation de végétation destinée à se pro-téger des rayons solaires à certaines périodes del’année (figure 54).

3.1.3.4 PROBLÈMES DE CASSE THERMIQUE

Un bris par choc thermique se produit s’il existe,entre deux zones d’un verre recuit, une différencede température trop importante. En effet, si la tem-pérature du vitrage augmente, celui-ci se dilate. Cephénomène ne présente pas d’inconvénient si l’aug-mentation de température est uniforme sur tout levitrage. En revanche, si une partie du vitrage restefroide, elle empêchera la partie chaude de se dilaterlibrement et il se crée alors des contraintes de trac-

C. AU PRINTEMPS ETEN AUTOMNE

B. EN HIVERA. EN ÉTÉFig. 53Protection

architecturale(avancée du

bâtiment).

Fig. 54Protection

apportée parun arbre.

tion susceptibles de dépasser la contrainte de rup-ture du verre.

Cette différence de température peut être, par exem-ple, due : à un écart de température entre la partie visible

et la partie en feuillure du vitrage; ce risqueexiste pour les verres de contrôle solaire et,principalement, pour les verres absorbants(figure 55)

au fait qu’une partie d’un vitrage est au soleil etune autre à l’ombre.

Les casses thermiques prennent naissance au borddes vitrages, perpendiculairement au bord et auxdeux faces (figure 56).

B. EN ÉTÉ A. EN HIVER


traction

partie froide

partie chaude

Fig. 55 Principe de la casse thermique. Fig. 56 Casse thermique du verre.

Les facteurs influençant la casse thermique sont lessuivants (*) : l’orientation des façades (les vitrages orientés

entre - 60° et + 45° autour du nord ne présente-ront aucun problème, figure 57)

la position du vitrage (façade, toiture) la possibilité d’avoir des ombres portées unique-

ment sur une partie du vitrage (avancée de bâti-ment, store)

la présence d’un système de ventilation intérieurpulsant de l’air (chaud ou froid) sur le vitrage

la proximité d’un radiateur la proximité d’un objet sombre derrière le vi-

trage la nature, la forme et la couleur des châssis; le

type de pose du vitrage dans la feuillure l’utilisation de verres à couches dans des châssis

coulissants la pose du châssis en retrait du plan de la façade la nature du verre et ses dimensions l’état des bords du verre : des bords abîmés ou

écaillés augmentent le risque de casse thermi-que, qui démarre à partir de ces points faibles.

Lorsque le risque de casse thermique existe, il y alieu d’utiliser du verre trempé ou du verre durci quirésistent respectivement à des différentiels de tem-

(*) Pour l’évaluation des contraintes thermiques dans les vitrages, voir FIV 01 [38].

secteur àconsidérer

O

S

E

60° 45°

Fig. 57 Cassethermique - Secteurà considérer.

pérature de l’ordre de 200 °C et 100 °C, alors que,pour le verre recuit, des casses peuvent se produireà partir de différentiels de l’ordre de 30 °C. Leverre durci est en général utilisé lorsque seule lacasse thermique doit être évitée, tandis qu’on re-court au verre trempé lorsqu’en outre, une résis-tance mécanique plus élevée est souhaitable.

3.1.4 ECLAIRAGE, VISIBILITÉ,OCCULTATION

3.1.4.1 ECLAIRAGE DES LOCAUX

Le problème de l’éclairage des locaux étant com-plexe, nous ne donnons ici que quelques règles gé-nérales sans entrer dans les détails. De plus, nousn’envisageons que les habitations privées et pas lesimmeubles de bureau, pour lesquels il faut en outretenir compte de l’éclairage artificiel.

A. L’ÉCLAIRAGE NATUREL

La quantité de lumière disponible dans l’environ-nement dépend des conditions météorologiques, dela saison, de l’heure du jour, des obstacles éven-tuels proches de la baie, …

Comme les apports énergétiques, les apports lumi-neux dépendent de l’orientation de la fenêtre.L’orientation au nord ne profitant pratiquement pasdu soleil, l’éclairage naturel y est le plus constant.Les orientations est et ouest ainsi que sud en hiverbénéficient en revanche d’apports lumineux directs.

B. LA POSITION DES BAIES

La lumière se propageant en ligne droite, ce sontles parties supérieures des baies qui éclairent unlocal en profondeur. Il est conseillé de poser lesvitrages de manière telle que leur bord supérieur setrouve à une hauteur au moins égale à la moitié dela profondeur du local. Les ouvertures en toiturefavorisent également un bon éclairage.

N


Fig. 58Répartition dela lumière en

fonction dela taille et de

la positiondes fenêtres.

Par ailleurs, la répartition de la lumière représenteégalement un facteur clef pour assurer un éclairagede qualité. Il ne suffit pas en effet de laisser entrerassez de lumière dans les espaces, il faut encore ladistribuer harmonieusement. La lumière étant ré-fléchie par les plafonds, les sols et les murs, onévitera les couleurs foncées qui absorbent la lu-mière et provoquent des “coins sombres”.

On a donc intérêt à percer des baies vitrées dansplusieurs parois à des niveaux relativement hauts(figure 58). Lorsque cela n’est pas possible, on peutjouer sur la réflexion des surfaces intérieures dulocal, agissant comme autant de sources lumineu-ses secondaires. Pour compenser un déséquilibreentre les intensités lumineuses de plusieurs sour-ces, il convient de choisir un verre de transmissionlumineuse adaptée (verres réfléchissants et absor-bants, voir § 3.1.3, p. 36).

Enfin, si une lumière abondante est agréable, il fautéviter qu’une trop forte intensité ne provoquel’éblouissement. La diminution de la surface desbaies ne constitue pas une solution valable, car elleaccentue le contraste entre la fenêtre et le mur danslequel elle est percée, augmentant ainsi encorel’inconfort. En revanche, l’éblouissement peut êtreatténué par l’emploi de verres à couches à trans-mission lumineuse réduite.

C. LA SURFACE DES VITRAGES

Pour permettre un bon éclairage naturel des locaux,la surface des baies doit être suffisamment grandeet la proportion d’éléments non transparents (parexemple, les subdivisions des châssis) doit être li-mitée. Il est conseillé de prévoir des surfaces vi-trées de l’ordre de 1/8 de la surface au sol pour leliving et la cuisine, et de l’ordre de 1/10 à 1/12 dela surface au sol pour les chambres.

3.1.4.2 VISIBILITÉ AU TRAVERSD’UN VITRAGE

La qualité de la vue au travers d’un vitrage peutêtre affectée par différents phénomènes : la trempe thermique des verres peut provoquer

des déformations optiques appelées fleurs detrempe (§ 2.3.3.1, p. 13)

dans un double vitrage, les phénomènes deréflexion et de réfraction des rayons lumineuxqui se produisent aux différents interfaces verre/air (gaz) peuvent créer des interférences opti-ques qui se traduisent par l’apparition de frangescolorées; ce phénomène peut être limité en uti-lisant deux verres d’épaisseur différente

la condensation sur les vitrages peut diminuerou empêcher la visibilité. La condensation surla face intérieure des doubles vitrages peut êtrefortement limitée (§ 3.2.3, p. 53).

Dans les cas où la réflexion lumineuse pourraitgêner la visibilité (vitrines de magasins, cadres, …,figure 59), plusieurs solutions permettent de limi-ter le problème : des verres à couche antireflet : il s’agit de cou-

ches d’oxyde ou de métal déposées sous vide etréduisant au minimum la réflexion de la lumière

des verres à couches obtenus par trempage dansun bain

des verres matés à l’acide (pour l’utilisation encadre, figure 59).

3.1.4.3 OCCULTATION - PROTECTIONCONTRE LA VUE

Dans certains cas particuliers, on cherchera à pro-téger les locaux des regards en empêchant la vuevers l’intérieur. Plusieurs types de produits verrierspermettent de réaliser cet objectif : les verres translucides et/ou colorés : verre im-

primé, verre feuilleté avec PVB mat ou coloré,verre maté à l’acide ou au sable, briques enverre (figure 60), verre opalin (c’est-à-dire verreteinté blanc dans la masse), verres émaillés ousérigraphiés, verres teintés dans la masse, verresprofilés en U translucides (figure 61)

les doubles vitrages avec stores intégrés les verres réfléchissants : ils protègent partielle-

ment un local contre la vue pour autant quecelui-ci soit moins éclairé que l’ambiance exté-rieure à ce local

les vitrages chromogènes à cristaux liquides : ils’agit de vitrages comprenant des cristaux li-quides dont l’orientation peut être modifiée sous


3.1.4.4 PROBLÈMES DE DÉCOLORATIONDANS LES VITRINES

Le rayonnement solaire est une forme d’énergiesusceptible, dans certains cas, de dégrader les cou-leurs des objets qui y sont exposés. Cette altérationdes couleurs résulte de la dégradation progressivedes liaisons moléculaires sous l’action des photonsde forte énergie. Les rayonnements à l’origine decet effet sont les ultraviolets et, dans une moindremesure, la lumière visible de courte longueur d’onde(violet et bleu). De plus, le rayonnement solaireengendre des élévations de température qui accélè-rent encore ce phénomène.

Certains produits verriers permettent de lutter con-tre la décoloration :

l’action d’un champ électrique; en fonction decette orientation, la vue au travers du vitragesera possible ou non (figure 62). Ce type devitrage peut également être utilisé commemoyen de sécurité dans les banques et les postesen empêchant la vue du côté des guichets

les miroirs-espions, qui représentent un cas par-ticulier : il s’agit de vitrages qui permettent lavision dans un seul sens, dans le but d’observersans être vu soi-même (aéroports, grands maga-sins, …). Un tel vitrage est obtenu en utilisantun verre à couche à très faible transmissionlumineuse et en veillant à ce que les sources delumière soient nettement plus faibles et diffusesdu côté “espion” que du côté à observer.

A. VERRE NORMAL B. VERRE ANTIREFLET

Fig. 60 Protection contre la vue au moyen d’un mur enbriques de verre.

Fig. 61 Parois translucides en verre profilé.

Fig. 59 Utilisation d’un verre normal ou d’un verre antireflet.


A. SOUS TENSION B. HORS TENSION

les verres feuilletés avec intercalaires en PVB,qui absorbent plus de 99 % des UV

les verres colorés à dominante jaune-orangé,qui absorbent en partie la lumière violette etbleue

les vitrages à faible facteur solaire, qui limitentles élévations de température.

Aucun produit verrier ne garantit cependant à 100 %l’absence de phénomène de décoloration, l’éclai-rage artificiel intérieur pouvant également, danscertains cas, être à l’origine de la décoloration.

3.1.5 APPROCHE COMBINÉE DESPROTECTIONS LUMINEUSEET ÉNERGÉTIQUE

Dans la plupart des cas, les problèmes d’éclairageet d’apport énergétique sont liés. Par ailleurs, lessouhaits de l’utilisateur varient selon les périodesde l’année et sont contradictoires (figure 44, p. 36) : en hiver, il désire maximiser les gains solaires,

donc avoir une transparence maximale en été, il désire limiter au maximum les gains

de chaleur tout en assurant un éclairage suffisantdes locaux.

Fig. 63 Domainesaccessibles avecles vitrageschromogènes.1. Photochromiques2. Thermochromiques3. Thermotropes4. Electrochromiques5. Cristaux liquides

A terme, les vitrages chromogènes (§ 2.3.3.10, p. 19)devraient permettre de répondre à ces exigences. Lafigure 63 montre les domaines accessibles pour lesdifférents types de vitrage chromogène.

3.2 RÉSISTANCE AUXINTEMPÉRIES -ISOLATION THERMIQUE

3.2.1 PROTECTION CONTRE LA PLUIE,LA NEIGE ET LE VENT

Un vitrage posé conformément aux règles de bonnepratique dans une menuiserie conforme suffit à évi-ter les infiltrations d’air, de pluie et de neige.

Dans le cas des vitrages en toiture, la pente du toitdoit être d’au moins 10° pour éviter les infiltrationset la stagnation d’eau ou de neige.

En ce qui concerne l’action du vent, un vitrage dontl’épaisseur a été correctement dimensionnée (cha-pitre 4) donnera les garanties de résistance néces-saires.

3.2.2 ISOLATION THERMIQUE

En matière d’isolation thermique, un simple vitragen’est pas satisfaisant et de meilleures solutions doi-vent être envisagées et sont d’ailleurs imposées parles Règlements thermiques des Régions (§ 3.2.2.7,p. 53).

3.2.2.1 TRANSMISSION DE CHALEUR ÀTRAVERS UN VITRAGE

Une différence de température entre deux pointsd’un corps quel qu’il soit entraîne un transfert dechaleur des points chauds vers les points froids.

5

niveauélevé

niveaubas

1

0,5

00,50

12

53

4

14

32

1

TRA

NSM

ISSI

ON

LU

MIN

EUSE

τv

FACTEUR SOLAIRE g

Fig. 62 Vitrage chromogène à cristaux liquides sous et hors tension.


rayonnementthermique

conduction

EXTÉRIEURINTÉRIEUR

convectionconvection

Fig. 64 Modes detransmission de chaleur àtravers un vitrage (lorsquela température extérieure estinférieure à la températureintérieure).

Ce transfert peut s’opérer de plusieurs façons : par conduction, c’est-à-dire au sein de la matière

même; la chaleur se transmet de molécule enmolécule

par convection dans les liquides et les gaz; lesdifférences de température provoquent desdifférences de densité qui mettent les moléculesen mouvement et tendent à égaliser les tempéra-tures

par rayonnement : ce mode de transmission sefait au moyen d’ondes électromagnétiques quitraversent un milieu qui leur est transparent;lorsque les ondes rencontrent un obstacle, elleslui cèdent une partie de leur énergie sous formede chaleur; ce mode de transmission ne nécessitepas un milieu particulier, il peut aussi se produiredans le vide.

La transmission de chaleur entre les deux faces duverre se fait, dans le cas d’un vitrage simple opa-que, uniquement par conduction et, en présenced’un vitrage simple transparent, par conduction etrayonnement. Dans le cas d’un double vitrage, latransmission a lieu dans le verre par conduction etrayonnement, dans l’espaceur par conduction etdans la lame de gaz par conduction, rayonnementet convection. Le but du double vitrage est de limi-ter les pertes de chaleur par conduction dans leverre en séparant les deux feuilles de verre par unelame d’air. Cependant, l’épaisseur de cette lame nepeut pas dépasser 15 mm afin de réduire au mini-mum les pertes par convection (§ 3.2.2.4, p. 50).

La densité de flux de chaleur “q” (W/m2) qui tra-verse par seconde le vitrage de l’ambiance chaudevers l’ambiance froide peut être exprimée par larelation suivante :

q = iθ θθ θ

( )

−( )= −e

i eRU

où θi et θ

e= la température des ambiances inté-

rieures et extérieures (°C)R = la résistance thermique du vitrage

((m2.K)/W)U = 1/R = le coefficient de transmission ther-

mique du vitrage (W/(m2.K)); il estdéfini comme la quantité de chaleurtraversant le vitrage, en régime per-manent, par unité de surface, et pourune différence de température uni-taire entre les ambiances.

La quantité de chaleur Q (W) qui traverse par se-conde un vitrage d’une superficie S (m2) de l’am-biance chaude vers l’ambiance froide équivaut doncà :

Q = S . U . (θi - θ

e).

Pour un matériau solide isotrope, la résistance ther-mique R se définit comme le rapport entre son épais-seur “e” (m) et sa conductivité thermique λ(W/(m.K)) :

R = e

λ.

La conductivité thermique λ est définie comme laquantité de chaleur traversant en une seconde unpanneau de 1 m d’épaisseur et d’une surface de1 m2, lorsqu’il existe une différence de températurede 1 °C entre les deux surfaces de 1 m2.

La conductivité thermique du verre vaut 1 W/(m.K).Il ne s’agit donc pas d’un matériau isolant puisquesont considérés comme tels des matériaux dont laconductivité thermique est inférieure à0,065 W/(m.K).

Pour minimiser les déperditions d’énergie et doncobtenir une isolation thermique maximale, il fautque le coefficient de transmission thermique U duvitrage ait une valeur aussi faible que possible(c’est-à-dire que la résistance thermique R du vi-trage soit aussi grande que possible).


On a donc trouvé, au fil des années, diverses solu-tions destinées à améliorer le pouvoir isolant desvitrages et ce, principalement depuis la crise del’énergie des années 70.

3.2.2.2 LES DIFFÉRENTS TYPES DE VITRAGEISOLANT

A. LE DOUBLE VITRAGE

Le premier type de vitrage isolant thermiquementfut le double vitrage. Il s’agit de deux feuilles deverre séparées par un espaceur délimitant un es-pace d’air sec (voir § 2.3.3.6, p. 17). La conductivitéthermique de l’air valant 0,025 W/(m.K) (à 10 °C)et celle du verre 1 W/(m.K), la couche d’air amé-liore le pouvoir isolant et diminue la valeur U duvitrage.

B. LE TRIPLE VITRAGE ET SES DÉRIVÉS

L’isolation étant améliorée par la présence d’unelame d’air, l’étape suivante fut de fabriquer destriples vitrages, c’est-à-dire des vitrages formés detrois feuilles de verre séparant deux espaces d’air.

Cette solution n’est plus que rarement appliquée,car elle présente les désavantages de proposer unvitrage d’épaisseur et de poids importants, qui nes’adapte donc pas aux menuiseries classiques.

Une variante du triple vitrage consiste en un vi-trage avec un ou plusieurs films plastiques tendusdans l’espace d’air (figure 65), de façon à avoirplusieurs lames d’air en série sans augmenter lepoids du vitrage. Pour des raisons de visibilité, lesfilms doivent être parfaitement tendus et ne peu-vent pas se déformer au fil des années.

Il existe également des films ayant des propriétésde basse émissivité (voir point D ci-après) et/ou deréflexion de l’énergie solaire incidente.

Par ailleurs, les doubles châssis offrent une autresolution. Comme leur nom l’indique, on place deuxchâssis en série séparés par un important espaced’air (au moins 150 mm). Ce système, peu utiliséen Belgique, apporte une bonne isolation thermi-que, mais est surtout efficace du point de vue acous-tique.

C. LES GAZ NOBLES

Une autre amélioration consiste à remplacer l’air (λ= 0,025 W/(m.K), ρ = 1,23 kg/m3, à 10 °C, c’est-à-dire aux conditions normalisées de la NBN EN 673[50]) par des gaz dont la conductivité thermique estplus faible, afin de limiter la conduction, et dont lamasse volumique est plus élevée, afin de réduire laconvection (mise en mouvement plus difficile).

En pratique, on utilise régulièrement l’argon (λ =0,017 W/(m.K), ρ = 1,70 kg/m3) et, parfois, le kryp-ton (λ = 0,009 W/(m.K), ρ = 3,56 kg/m3) dont leprix s’avère cependant actuellement plus élevé.

Pour les doubles vitrages isolant acoustiquement(§ 3.3, p. 55), on recourt parfois au gaz SF

6 (hexa-

fluorure de soufre, λ = 0,013 W/(m.K), ρ = 6,36kg/m3). Ce genre de vitrage présente cependant unemoins bonne isolation thermique qu’un double vi-trage rempli d’air (coefficient de transmission ther-mique U de l’ordre de 3,1 W/(m2.K)). En pratique,dans le cas de vitrages acoustiques avec gaz, lapréférence est donnée à des mélanges argon/SF

6 ou

krypton/SF6.

D. LE VITRAGE À HAUT RENDEMENT

Grâce au développement des techniques de dépôtde couches sur les vitrages, un pas supplémentairea été franchi dans la qualité d’isolation des vitra-ges. La pose d’une couche métallique (par exem-ple, en argent) sur le vitrage permet d’obtenir desvitrages dits à haut rendement (aussi appelés à basseémissivité ou low E). Il s’agit en général de cou-ches déposées sous vide, qui doivent être placées àl’intérieur d’un double vitrage vu leur fragilité. Ces

film tendu

Fig. 65 Double vitrage avec film plastique tendudans l’espace d’air ou de gaz.

1 2 3

extérieur intérieur

4

Fig. 66Double vitrageà hautrendement.

espaceurmétalliquemasticthermodurcissable


couches sont le plus souvent placées en position 3;la position 2 n’influencera pas la qualité de l’isola-tion mais bien les propriétés de réflexion et doncl’aspect.

L’émissivité se définit comme le rapport entrel’énergie émise par une surface donnée à une tem-pérature donnée et celle d’un émetteur parfait (c’est-à-dire un corps noir dont l’émissivité est égale à 1),à la même température.

Cette couche vise à faire rayonner vers l’intérieur dubâtiment les rayons calorifiques (IR lointains) absor-bés par le vitrage. En effet, les corps terrestres situésdans les locaux rayonnent des IR lointains. Lorsquece rayonnement atteint le vitrage, celui-ci absorbe dela chaleur. En diminuant l’émissivité du vitrage, onfavorise l’émission de cette chaleur vers l’intérieurplutôt que vers l’extérieur. Par exemple, une émis-sivité de 0,2 signifie que 80 % du flux de chaleurabsorbé par le vitrage est réémis vers les locaux.

Le projet de norme prEN 12898 [28] décrit une mé-thode de mesure de l’émissivité normale ε

n. En pra-

tique, on utilise la valeur de l’émissivité corrigée εen multipliant l’émissivité normale par un facteurtenant compte de la distribution angulaire del’émissivité dans les calculs du transfert thermique.

Une feuille de verre clair présente une émissivitécorrigée égale à 0,837, alors que des couches pyro-lithiques permettent d’obtenir des valeurs de l’or-dre de 0,150 et des couches sous vide des valeursinférieures à 0,100.

Les rayons calorifiques étant des IR à longueurd’onde plus élevée (§ 3.1, p. 33) que ceux qui com-posent le spectre solaire, il est tout à fait possible delaisser pénétrer l’énergie solaire à travers un vitragetout en empêchant la chaleur de quitter un local.

On peut combiner les couches à basse émissivité etles couches de contrôle solaire réfléchissantes. Ils’agit alors de couches sous vide combinant cesdeux effets et placées en position 2.

Les gaz spéciaux et les couches à basse émissivitépeuvent être combinés.

REMARQUE

Il est conseillé de ne pas placer côte à côte desdoubles vitrages “classiques” et des doubles vitra-ges à haut rendement, car il existe une légère dif-férence de teinte (vu la présence de la couche mé-tallique).

E. AUTRES AMÉLIORATIONS APPELÉES À SE

DÉVELOPPER [64]

Diverses améliorations sont actuellement à l’étudeou en cours de développement, à savoir notam-ment : les vitrages sous vide les matériaux d’isolation transparents à insérer

dans l’espace entre les feuilles de verre.

3.2.2.3 CALCUL DU COEFFICIENT UDES VITRAGES

La norme NBN EN 673 [50] donne la méthode decalcul du coefficient de transmission thermique Udes vitrages; celle-ci est reprise à l’Annexe 3 (p. 88).La valeur trouvée par ce calcul correspond à lavaleur U au centre des vitrages, c’est-à-dire ne te-nant pas compte des effets de bords dus à la pré-sence de l’espaceur qui augmente les déperditionscalorifiques.

Le tableau 27 renseigne les valeurs du coefficientde transmission thermique des différents types devitrage isolant. Les espaceurs les plus courammentutilisés sont ceux de 12 et 15 mm.

A titre de comparaison, un mur creux non isolé aun coefficient U de l’ordre de 1,5 W/(m2.K) et lesrèglements des Régions relatifs à l’isolation ther-

ESPACEx (mm)

4-x-4 4-x-4 HR (ε = 0,10) 4-x-4-x-4

air krypton SF6 air argon krypton air

4

8

12

15

20

3,6

3,1

2,9

2,8

2,8

argon

3,3

2,9

2,7

2,6

2,6

2,9

2,6

2,6

2,5

2,6

3,1

3,1

3,1

3,1

3,2

3,1

2,3

1,9

1,7

1,7

2,6

1,8

1,4

1,3

1,3

1,9

1,3

1,2

1,2

1,2

2,6

2,1

1,9

1,8

1,8

Tableau 27Valeurs ducoefficient detransmissionthermique pourdifférents typesde vitrage.


mique exigent des valeurs inférieures ou égales à0,6 W/(m2.K) pour les murs situés entre un localhabité et une ambiance extérieure.

3.2.2.4 INFLUENCE DE DIFFÉRENTSPARAMÈTRES SUR LA VALEUR U

Nous détaillons, dans le présent paragraphe, l’in-fluence qu’exercent, sur la valeur U, le type devitrage (simple, double), l’épaisseur de l’espaceuret des vitrages, la nature des gaz et la présence decouches à basse émissivité.

A. SIMPLE ET DOUBLE VITRAGES

Les doubles (et les triples) vitrages constituent labase des vitrages isolants, nous l’avons dit. La fi-gure 67 donne le coefficient de transmission ther-mique de simples et doubles vitrages en fonctionde l’espace d’air. Les triples vitrages y figurentégalement, bien que cette solution ne soit plus querarement utilisée.

Le coefficient de transmission thermique des simplesvitrages est légèrement inférieur à 6 W/(m2.K); pourles doubles vitrages, on atteint 2,8 à 3,0 W/(m2.K) etpour les triples vitrages environ 2 W/(m2.K).

leur du coefficient de transmission thermique enfonction de l’épaisseur des vitrages. La valeur Udiminue de moins de 0,5 W/(m2.K) quand on uti-lise du verre de 19 mm plutôt que de 4 mm.

6,0

5,5

5,0

4,5

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

U (W

/(m

2 .K)

)

4 6 8 10 12 14 16 18EPAISSEUR DES VITRAGES y (mm)

simple vitrage

Fig. 68 Influence de l’épaisseur des vitrages sur le coefficient detransmission thermique.

C. EPAISSEUR DE LA LAME D’AIR OU DE GAZ

La largeur de la lame d’air ou de gaz a une in-fluence déterminante sur la valeur U. Dans les gra-phiques des figures 67 à 71 (excepté la figure 68),l’épaisseur de la lame d’air ou de gaz se trouve enabscisse; ils permettent de constater que la valeurU diminue fortement quand l’espace d’air passe de4 à 10 mm, l’optimum se situant, selon les cas,autour de 10 à 15 mm. Pour des largeurs plus im-portantes, la valeur U ne diminue plus vu l’impor-tance des phénomènes de convection dans la lamed’air. Du point de vue acoustique (§ 3.3.2.2, p. 58),il est en revanche intéressant de prévoir des espa-ces d’air plus importants, solution qui est cepen-dant rarement utilisée.

D. NATURE DU GAZ

L’isolation obtenue à l’aide d’un double vitrageavec lame remplie d’air peut être améliorée en uti-lisant un gaz encore plus isolant que l’air, par exem-ple l’argon ou le krypton. La figure 69 donne lavaleur du coefficient de transmission thermiquepour ces vitrages. La valeur U, qui est de 2,8 à 3,0W/(m2.K) pour les doubles vitrages avec air, des-cend à 2,6 à 2,7 W/(m2.K) pour le remplissage avecargon et à 2,5 à 2,6 W/(m2.K) en présence dekrypton.

En revanche, l’utilisation de SF6 (pour des raisons

acoustiques, voir § 3.3) exerce une influence néga-tive sur la valeur U.

2422201816141210864

4-x-4 air

simple vitrage 4 mm4-x-4-x-4 air

7

6

5

4

3

2

1

U (W

/(m

2 .K)

)

Fig. 67 Influence du nombre de lames d’air sur l’isolation d’unvitrage.

B. EPAISSEUR DU VERRE

Le verre est un mauvais isolant : sa conductivitéthermique λ vaut 1 W/(m.K). L’augmentation del’épaisseur des verres composant un vitrage n’in-fluence que peu la qualité de l’isolation thermique.

La figure 68 donne, pour un simple et un doublevitrage (à espace d’air constant de 12 mm), la va-

LARGEUR DE L’INTERCALAIRE x (mm)

double vitrage y-12-y


2422201816141210864LARGEUR DE L’INTERCALAIRE x (mm)

3,8

3,6

3,4

3,2

3,0

2,8

2,6

2,4

2,2

2,0

U (W

/(m

2.K

))

4-x-4 air4-x-4 argon

4-x-4 krypton

4-x-4 SF6

Fig. 69 Influence de la nature du gaz sur le coefficient detransmission thermique.

E. COUCHES À BASSE ÉMISSIVITÉ

Les couches à basse émissivité, récemment commer-cialisées à grande échelle, ont permis d’améliorerencore les valeurs du coefficient de transmissionthermique des vitrages. La figure 70 montre cetteamélioration pour des doubles vitrages munis decouches ayant différentes valeurs d’émissivité cor-rigée. On atteint alors des valeurs U de l’ordre de1,7 à 1,3 W/(m2.K).

F. COMBINAISON DES DIFFÉRENTES SOLUTIONS

En combinant les solutions détaillées aux points Det E (couche basse émissivité et gaz noble), on peutatteindre des valeurs U plus basses encore, de l’or-dre de 1,1 W/(m2.K), voire même inférieures.

La figure 71 résume les valeurs du coefficient detransmission thermique des différents types de vi-trage.

3.2.2.5 DÉPERDITIONS THERMIQUES ÀTRAVERS LES FENÊTRES

La valeur du coefficient de transmission thermiqueU

f (W/(m2.K)) d’une fenêtre n’est pas déterminée

uniquement par la valeur U (W/(m2.K)) au centredu vitrage (dont question aux §§ 3.2.2.3 (p. 49) et3.2.2.4 (p. 50), notée U

vc ci-dessous), mais égale-

ment par la valeur U de la menuiserie (notée Uch

ci-dessous) et la valeur linéaire Ψ (W/(m.K)) caracté-ristique des déperditions au travers de l’espaceur.

La norme NBN B 62-002 [47] donne une méthodede calcul de cette valeur U

f, ainsi que des valeurs

Fig. 70 Influence des couches à basse émissivité sur le coefficientde transmission thermique.

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

1,02422201816141210864


U (W

/(m

2.K

))

Fig. 71 Résumé des valeurs du coefficient de transmissionthermique.

2,0

0


7,0

6,0

5,0

4,0

3,0

1,0

2422201816141210864

4-x-4 air4-x-4 argon4-x-4 air / ε= 0,104-x-4 argon / ε= 0,10simple vitrage 4 mm

U (W

/(m

2.K

))

Uch

et Ψ. Pour les habitations unifamiliales et lesimmeubles à appartements de moins de 5 étages,on peut se contenter de valeurs forfaitaires pour U

ch

et Ψ (tableaux 28 et 29) et utiliser les formulessimplifiées du tableau 30.

TYPE DE CHÂSSIS TYPE DE VITRAGE Ψ (W/(m.K))

Métallique Tous 0,00sans coupure

thermique

Autres Uch ≥ 2,0 W/(m2.K) 0,05Uch < 2,0 W/(m2.K) 0,07

Tableau 28 Valeurs forfaitaires pour les déperditions au travers del’espaceur Ψ.

4-x-4 air / ε= 0,054-x-4 air / ε= 0,104-x-4 air / ε= 0,154-x-4 air

4-x-4 air / ε= 0,02

largeurshabi-tuelles

1,5


ALUMINIUM OU MÉTAL

PLUSIEURS CHAMBRES

PVC

1 CHAMBRE avecassem-blagepar

points

sansrenfort

avecrenfort

sansrenfort

avecrenfort

3,02,81,71,52,9

3,193,123,052,982,912,842,772,702,632,562,492,422,412,342,272,202,132,061,991,921,851,781,711,641,571,501,43

1,8

2,862,792,722,652,582,512,442,372,302,232,162,092,082,011,941,871,801,731,661,591,521,451,381,311,241,171,10

2,772,702,632,562,492,422,352,282,212,142,072,001,991,921,851,781,711,641,571,501,431,361,291,221,151,081,01

2,832,762,692,622,552,482,412,342,272,202,132,062,051,981,911,841,771,701,631,561,491,421,351,281,211,141,07

3,163,093,022,952,882,812,742,672,602,532,462,392,382,312,242,172,102,031,961,891,821,751,681,611,541,471,40

3,223,153,083,012,942,872,802,732,662,592,522,452,442,372,302,232,162,092,021,951,881,811,741,671,601,531,46

6,0

3,823,753,673,603,523,453,373,303,223,153,073,002,922,852,772,702,622,552,472,402,322,252,172,102,021,951,87

4,8

3,673,603,523,453,373,303,223,153,073,002,922,852,832,762,682,612,532,462,382,312,232,162,082,011,931,861,78

4,2

3,523,453,373,303,223,153,073,002,922,852,772,702,682,612,532,462,382,312,232,162,082,011,931,861,781,711,63

3,9

3,453,383,303,233,153,083,002,932,852,782,702,632,612,542,462,392,312,242,162,092,011,941,861,791,711,641,56

3,8

3,433,353,283,203,133,052,982,902,832,752,682,602,592,512,442,362,292,212,142,061,991,911,841,761,691,611,54

3,5

3,353,273,203,123,052,972,902,822,752,672,602,522,512,432,362,282,212,132,061,981,911,831,761,681,611,531,46

3,13,02,92,82,72,62,52,42,32,22,12,01,91,81,71,61,51,41,31,21,11,00,90,80,70,60,5

avec coupure thermique

Uvc Uch

BOIS PUR sanscou-pure

Tableau 31 Valeurs Uf d’après les formules simplifiées.

Tableau 30 Formules simplifiées pour le calcul deUf (coefficient de transmission thermique).

TYPE DE CHÂSSIS Uf (W/(m2.K))

Châssis métallique 0,75 Uvc + 0,25 Uch + 3 ψ

Autres châssis 0,70 Uvc + 0,30 Uch + 3 ψ

Tableau 29 Valeurs forfaitaires pour Uch (valeur U de la menuiserie).

TYPE DE CHÂSSIS Uch (W/(m2.K))

Bois 1,8

PUR 2,9

PVC :– à plusieurs chambres sans renfort 1,5– à plusieurs chambres avec renfort 1,7– à une chambre sans renfort 2,8– à une chambre avec renfort 3,0

Aluminium :– sans coupure thermique 6,0– avec assemblage métallique par points 4,8– avec coupure thermique continue 3,5 ou 3,8 ou 3,9 ou 4,2 (*)

(*)Selon le type de coupure thermique (voir la norme NBN B 62-002 [47]).


TEMPÉRATUREEXTÉRIEURE

(°C)

TEMPÉRATUREINTÉRIEURE

(°C)

TEMPÉRATURE DE LA FACE INTÉRIEURE DU VITRAGE (°C)

Double vitrage HRU = 1,2 W/(m2.K)

Double vitrageU = 2,9 W/(m2.K)

Simple vitrageU = 5,8 W/(m2.K)

5,5

12,8

12,8

16,4

17,0

18,5

20

20

0

10

Tableau 32Température dela face intérieuredu vitrage.

Les valeurs du coefficient de transmission thermi-que U

f sont données au tableau 31 pour les diffé-

rentes combinaisons de châssis et vitrage.

Ces calculs selon la norme NBN B 62-002 seront,à terme, remplacés par ceux décrits dans le projetde norme européenne prEN 10077-1 [22].

3.2.2.6 TEMPÉRATURE DES VITRAGES

Le sentiment de confort dans un local ne dépendpas seulement de la température de l’air ambiant,mais également de la proximité éventuelle de sur-faces froides (ou chaudes). Le tableau 32 donne latempérature de la face intérieure d’un vitrage sim-ple ou double pour différentes conditions de tem-pératures intérieures et extérieures (en régime sta-tionnaire) et différents types de vitrage.

L’utilisation de vitrage à haut rendement permetdonc non seulement de limiter les pertes énergéti-ques, mais aussi de supprimer le phénomène deparoi froide (ou chaude) qui provoque un senti-ment d’inconfort.

L’Annexe 4 (p. 90) décrit la méthode de calcul dela température des faces d’un vitrage et donne quel-ques exemples.

3.2.2.7 CHOIX D’UN VITRAGE ISOLANT -LES RÈGLEMENTS THERMIQUES

Les règlements thermiques des Régions imposentune valeur limite à ne pas dépasser pour le coeffi-cient de transmission thermique d’une fenêtre U

f

(voir § 3.2.2.5, p. 51).

La Région flamande (depuis le 1er septembre 1992)et la Région wallonne (depuis le 1er décembre 1996)prescrivent une valeur de coefficient de transmis-sion thermique U inférieure à 3,5 W/(m2.K) pourles constructions neuves ou les rénovations néces-sitant un permis de bâtir. Les doubles vitrages s’im-posent donc pour satisfaire à ces règlements.

La Région de Bruxelles-Capitale (à partir du 24 jan-vier 2000) prescrit quant à elle un coefficient detransmission thermique inférieur à 2,5 W/(m2.K),ce qui rend l’utilisation de double vitrage à hautrendement obligatoire.

Ces exigences concernent tous les vitrages du vo-lume protégé du bâtiment, c’est-à-dire de l’enve-loppe extérieure isolée.

3.2.3 PROBLÈMES DECONDENSATION

3.2.3.1 CONDENSATION SUPERFICIELLESUR LES FACES DU VITRAGE

A. FACE INTÉRIEURE

L’air d’un local contient une certaine quantité devapeur d’eau provenant de l’air extérieur et de sour-ces intérieures (respiration humaine, évaporationd’eau, ...).

On appelle “humidité absolue” la quantité de vapeurd’eau (grammes) présente dans un kilo d’air sec.Cette quantité ne peut pas augmenter indéfiniment :pour une température donnée, il existe une limite,l’humidité absolue saturante, qui est la quantitémaximale de vapeur d’eau que l’air peut contenir.La température à laquelle l’air atteint sa saturationen humidité est appelée température de rosée. Letableau 33 donne la valeur de l’humidité absoluesaturante (g/m3 d’air sec) en fonction de la tempé-rature. Plus la température de l’air augmente, pluscelui-ci peut contenir d’humidité sous forme devapeur.

Si la limite est atteinte et si la température diminue,l’excès d’humidité va se condenser sur les points ousurfaces dont la température est moins élevée. Lacondensation apparaîtra donc d’autant plus vite surle vitrage ou sur le châssis que leur température estfaible et que le climat intérieur est humide. Elle selocalisera au début dans les coins et sur le pourtourdu châssis et du vitrage, à cause des déperditionsplus grandes existant dans ces zones, à cause del’espaceur du double vitrage (figure 72).


TEMPÉRATURE(°C)

HUMIDITÉ ABSOLUE SATURANTE(g/kg D’AIR SEC) À LA PRESSION

ATMOSPHÉRIQUE DE 1 BAR

-20-100

+10+20+30+40

0,631,603,787,6314,727,248,8

Tableau 33Humiditéabsolue

saturante enfonction

de latempérature

de l’air.

Fig. 72 Moded’apparition de lacondensation superficiellesur la face intérieure d’unvitrage.

ce point :«S’il y a danger de condensation par la naturedes matériaux utilisés, les châssis sont munis degouttières de condensation aux endroits néces-saires pour empêcher l’eau d’entrer en contactavec des parties de la construction non prévuespour être mouillées.

Le cahier spécial des charges stipule si néces-saire des mesures spéciales telles que l’évacua-tion de l’eau de condensée, par exemple dans lecas de locaux où il y a production intense etdurable de vapeur d’eau ou dans le cas de me-nuiserie avec verre simple.

Il est à rappeler qu’en général les systèmes d’éva-cuation d’eau de condensation auront une in-fluence négative sur les performances d’étan-chéité à l’air et à l’eau de la fenêtre.»

B. FACE EXTÉRIEURE

Dans certains cas particuliers, de la condensationse forme sur la face extérieure des vitrages. Cephénomène se produit la nuit ou à l’aube sur desdoubles vitrages à haut rendement et ce, unique-ment par nuit sans nuages et sans vent. Dans cesconditions, sous l’effet du rayonnement importantvers la voûte céleste et des faibles pertes thermi-ques à travers le vitrage, la température du vitragepeut descendre sous la température de rosée de l’airextérieur, de la condensation se formant alors sur levitrage. Celle-ci se manifestera d’abord au centredu vitrage, c’est-à-dire dans la partie la mieux iso-lée qui reçoit un minimum d’énergie de l’intérieur(figure 73).

Ce phénomène est naturel et comparable à l’appa-rition d’humidité sur les voitures après une nuitclaire et ce, bien qu’il n’ait pas plu.

Fig. 73 Moded’apparition de lacondensation sur la faceextérieure d’un vitrage.

La NIT 153 “Problèmes d’humidité dans les bâti-ments” [13] aborde ces phénomènes plus en détailet évalue notamment l’apparition de la condensa-tion superficielle.

La formation de condensation sur les vitrages pré-sente les inconvénients suivants : diminution de la visibilité formation de givre taches sur les verres, tablettes et allèges, dues

aux gouttelettes ruisselantes (voir [37]) formation de moisissures sur le mastic et/ou le

châssis pourrissement des châssis en bois.

Les locaux à forte production d’humidité sont : tous les locaux occupés par des personnes les cuisines, les salles-de-bain, les buanderies les chambres à coucher les bassins de natation, les lavoirs, les blanchis-

series les magasins de fleurs, les serres les salles de réunion, les locaux scolaires, les

cafés, les restaurants les ateliers où l’on utilise de la vapeur.

Signalons en outre que, dans les premiers moisd’occupation d’un bâtiment, l’humidité de cons-truction (béton, maçonnerie, chapes, ...) peut pro-voquer temporairement de la condensation.

Pour lutter contre la condensation intérieure sur lesvitrages, il faut : diminuer les sources de vapeur veiller à l’évacuation de l’air humide via une

ventilation efficace chauffer suffisamment les locaux utiliser des vitrages et des châssis isolants

(châssis à coupure thermique pour les autresmatériaux que le bois).

En général, lorsque l’on utilise des doubles vitra-ges, des gouttières destinées à évacuer la condensa-tion ne sont plus prévues. Voici un extrait desSTS 52 “Menuiseries extérieures” [69] qui aborde


C. CONCLUSIONS

La condensation superficielle sur les faces tant in-térieure qu’extérieure d’un double vitrage est unphénomène qu’il n’est jamais possible de suppri-mer à 100 % : en ce qui concerne la condensation sur la face

intérieure, le phénomène se voit fortement limitépar la ventilation et l’utilisation de châssis et devitrages isolants; néanmoins, dans un local où ilexiste une source de vapeur d’eau importante(par exemple, prise d’une douche), on assistetoujours, après un certain temps, à l’apparitionde condensation et ce, quelle que soit la qualitédu vitrage

quant à la condensation sur la face extérieure,ce phénomène ne se produit que dans certainesconditions particulières et constitue une preuvedes performances d’isolation du vitrage.

3.2.3.2 CONDENSATION INTÉRIEURE AUDOUBLE VITRAGE

Ce phénomène a déjà été évoqué au § 2.3.3.6(p. 17). Il est le signe que le double vitrage n’assureplus ses fonctions, rendant son remplacement quasiinévitable.

3.3 ISOLATIONACOUSTIQUE

Dans une façade, la fenêtre cons-titue souvent l’élément le plus fai-ble au niveau de l’isolation acous-

tique. Il faut donc accorder une attention particu-lière tant au vitrage qu’au châssis.

L’isolation acoustique est un domaine complexedans lequel interviennent de multiples éléments.L’Annexe 5 (p. 92) rappelle quelques notions etdéfinitions en la matière.

Nous nous limiterons donc dans ce paragraphe àfournir quelques indications générales et pratiquespour aider à résoudre les principaux problèmes dusà l’emploi de vitrage. Cependant, seule une étuderéalisée par un spécialiste permet d’obtenir des ré-sultats sûrs. De plus, il est vivement conseillé deréaliser l’étude acoustique dans la phase de projetdu bâtiment, car les solutions apportées après ob-servation d’une gène acoustique s’avèrent souventcoûteuses et peu rentables.

3.3.1 SOURCES DE BRUIT

3.3.1.1 NIVEAUX DE BRUIT

La figure 74 donne, à titre d’exemple, le niveau depression acoustique de certaines activités de la vie

courante. Le tableau 34 reprend quant à lui les ni-veaux de pression acoustique qu’il faudrait idéale-ment ne pas dépasser en fonction du type de localet d’activité.

µPa

Fig. 74 Niveau de pression acoustique de certainesactivités.

Tableau 34 Niveaux de pression acoustique à nepas dépasser.

LOCAUX NIVEAU DE PRESSIONACOUSTIQUE (dB)

Chambres, bibliothèquesAppartements, locaux de séjourEcolesSalles de cinéma et de conférencesBureau individuelBureau collectifSalle de dactylographie, grandsmagasins, restaurants

20 à 3020 à 4025 à 4030 à 4030 à 4540 à 5045 à 55

3.3.1.2 LE BRUIT EXTÉRIEUR

Le niveau et la tonalité des bruits parasites, de mêmeque le niveau des bruits de fond non identifiables,sont des facteurs dont il faut tenir compte au stadede la conception si l’on veut doter une façade d’uneisolation acoustique correcte.

Le bruit extérieur peut non seulement avoir un ni-veau sonore très différent selon la source, mais ilpeut aussi présenter une autre tonalité : un trafic àcirculation rapide n’a pas la même tonalité que lebruit grave d’un moteur d’autobus ou du trafic ur-bain plus lent; le bruit d’un avion ou d’un train a,lui aussi, une autre tonalité. Ce paramètre a d’autantplus d’importance pour la conception d’une façade

908070

605040

3020

10

100110120

130140dB

200

2000

20 000

200 000

2 000 000

20 000 000

200 000 000

20 0


qu’il est beaucoup plus difficile, dans la pratique,de réaliser une isolation aux sons graves.

Pour illustrer cette notion, la figure 75 représente lespectre de deux types de source sonore (trafics ur-bain et autoroutier) qu’un vitrage doit atténuer dansune certaine mesure pour garantir le confort acous-tique à l’intérieur d’un bâtiment.

Les niveaux sonores ressentis comme non gênantset assurant donc le confort acoustique intérieur dé-pendent du type d’environnement dans lequel lebâtiment est placé. Le bruit traversant le vitragesera perçu comme plus irritant dans un environne-ment très calme que dans un centre urbain. Plusgrande est la différence entre le bruit d’une sourcespécifique reconnaissable pénétrant de l’extérieur(passage d’un vélomoteur, par exemple) et le bruitde fond non reconnaissable (beaucoup plus élevédans un centre ville), plus le bruit est perçu commegênant. Le concepteur doit tenir compte de cesdonnées.

3.3.1.3 INDICATEUR À VALEUR UNIQUERw (C; Ctr)

L’isolation acoustique d’un élément s’exprime aumoyen d’un indicateur à valeur unique dont le calcula été uniformisé par les normes NBN EN ISO 717[57, 58] (pour plus de détails, voir l’Annexe 5, p. 92).

L’indicateur à valeur unique, qui comprend en réa-lité trois termes, se définit de la manière suivante :

Rw (C; C

tr)

2031

,5 50 80 125

200

315

500

800

1250

2000

3150

5000

8000

trafic urbaintrafic autoroutier

80

75

70

65

60

55

50

45

40

FRÉQUENCE (Hz)

ISO

LATI

ON

AC

OU

STIQ

UE

(dB)

Fig. 75Spectres destrafics urbainet autoroutier.

SOURCE DE BRUIT Rw + C Rw + Ctr

Jeux d’enfants x

Activités domestiques (conversation, musique, radio, télévision) x

Musique de discothèque x

Trafic routier rapide (> 80 km/h) x

Trafic routier lent x

Trafic ferroviaire de vitesse moyenne à rapide x

Trafic ferroviaire lent x

Trafic aérien proche (avions à réaction) x

Trafic aérien lointain (avions à réaction) x

Avions à hélices x

Entreprises produisant un bruit de moyenne ou haute fréquence x

Entreprises produisant un bruit de moyenne ou basse fréquence x

Tableau 35 Choix duterme d’adaptation pourdéterminer l’indicateur à

valeur unique à utiliser enfonction de l’origine du bruit.

où : Rw

= l’indicateur à valeur unique appelé in-dice pondéré d’affaiblissement acousti-que (dB)

C = le facteur d’adaptation pour les bruitsroses (spectre 1)

Ctr

= le facteur d’adaptation pour les bruits detrafic (spectre 2).

Les deux termes d’adaptation ont été définis demanière à tenir compte du type de son dont il fauts’isoler : le spectre 1 (bruit rose) correspond à uneprédominance de fréquences hautes et moyennes etdans le spectre 2 (bruits de trafic routier) prédomi-nent les basses et moyennes fréquences.

Pour classer les performances ou fixer des exigen-ces, on additionne donc la valeur de l’indicateurunique et le facteur d’adaptation approprié, lequel


est choisi selon la source de bruit. Les valeurs àconsidérer pour caractériser l’isolation acoustiqued’un vitrage sont donc, selon les cas, (R

w + C) ou

(Rw + C

tr). Le tableau 35 donne des indications

quant au choix du terme d’adaptation en fonctionde l’origine du bruit.

Il est important de préciser que les valeurs d’indiced’affaiblissement acoustique ainsi obtenues sont desmesures effectuées en laboratoire qui sont généra-lement plus favorables que celles obtenues in situpour la même source de bruit. En pratique donc, leniveau d’affaiblissement acoustique est inférieur insitu, c’est-à-dire que le niveau de pression acousti-que à l’intérieur sera plus élevé.

Les indicateurs à valeur unique permettent de clas-ser les vitrages en fonction de la source de bruit. End’autres termes, si un vitrage spécifique présenteun meilleur indicateur qu’un autre type de vitrage,il offrira également de meilleures performances insitu en présence de la même source de bruit.

3.3.2 LES DIFFÉRENTS TYPES DEVITRAGE ISOLANTACOUSTIQUEMENT

3.3.2.1 LES VITRAGES SIMPLES

Les performances acoustiques d’un vitrage simpleaugmentent avec l’épaisseur du verre : pour des sources de bruit caractérisées par R

w +

Ctr, l’isolation oscille entre 30 dB pour un vitrage

de 4 mm et 37 dB pour un vitrage de 19 mm pour des sources de bruit caractérisées par R

w +

C, l’isolation acoustique dépasse de 1 à 2 dB lesvaleurs de R

w + C

tr, atteignant 31 dB pour le vi-

trage de 4 mm et 39 dB pour le vitrage de 19 mm.

La figure 76 montre le spectre de simples vitragesde 4 et 8 mm d’épaisseur.

On distingue trois zones au sein de ces spectres : dans une première zone, l’isolation subit une

légère croissance, qui s’explique par la loi desmasses qui exprime que, théoriquement :– pour des parois minces de dimensions infinies,

l’isolation acoustique croît de 6 dB si on dou-ble la fréquence moyenne

– si la masse de la paroi est doublée, l’isolationacoustique croît de 6 dB à fréquence égale.

Cependant, les parois ont des dimensions finieset produisent un certain amortissement, de sorteque ces gains d’isolation ne sont généralementpas atteints et s’élèvent tout au plus à 4 ou 5 dB,lorsque l’on double la fréquence moyenne, etce, jusque 800 Hz environ

Fig. 76Spectred’isolationacoustiquede simplesvitrages de4 et 8 mmd’épaisseur.

verre 4 mm Rw(C;Ctr)= 32 dB (-1;-2)verre 8 mm Rw(C;Ctr)= 35 dB (-1;-3)

100

125

160

200

250

315

400

500

630

800

1000

1250

1600

2000

2500

3150

4000

5000

45

40

20

25

35

30

15

ISO

LATI

ON

AC

OU

STIQ

UE

(dB)

FRÉQUENCE [Hz]

dans une seconde zone, l’isolation acoustiquemarque un repli dû à la coïncidence autour de lafréquence critique de la feuille de verre; lafréquence critique f

cr d’une feuille de verre peu

épaisse est la fréquence pour laquelle il y aégalité entre la vitesse de flexion libre sur laparoi et la vitesse de l’air, c’est-à-dire la fré-quence à laquelle une feuille de verre se met àvibrer spontanément sous l’action d’une onde.A température ambiante, elle correspond appro-

ximativement à fcr = 12 800

e, “e” étant

l’épaisseur de la feuille de verre, exprimée enmm. L’emplacement de cette zone est fonctionde l’élasticité du matériau; plus celui-ci est ri-gide, plus la zone de coïncidence se situe versles fréquences basses. L’augmentation del’épaisseur d’un simple vitrage entraîne donc ledéplacement de la fréquence critique vers undomaine de fréquence situé plus bas. Le ta-bleau 36 donne la fréquence critique des simplesvitrages en fonction de leur épaisseur

dans la troisième zone, l’isolation connaît unecroissance rapide, en théorie de 9 dB par double-ment de la fréquence, mais en pratique in-férieure.

EPAISSEUR (mm) FRÉQUENCECRITIQUE (Hz)

4 32005 25606 21338 1600

10 128012 106715 85319 674

Tableau 36Fréquence critique(coïncidence) dessimples vitrages enfonction de leurépaisseur.


DOUBLE VITRAGE SIMPLE VITRAGE

COMPOSITION(mm)

Rw + C(dB)

Rw + Ctr

(dB)EPAISSEURTOTALE DEVERRE (mm)

EPAISSEUR(mm)

Rw + C(dB)

Rw + Ctr

(dB)

4-12-4

6-12-6

6-16-6

29

31

33

26

30

29

8

12

12

8

12

12

34

37

37

32

35

35

Tableau 37 Performances acoustiques de simples et de doubles vitrages.

3.3.2.2 LES DOUBLES VITRAGES

L’analyse en laboratoire des performances des dou-bles vitrages révèle que leurs performances acous-tiques sont souvent inférieures à celles d’un simplevitrage dont l’épaisseur totale de verre est identi-que, les écarts pouvant même atteindre 6 dB. Letableau 37 donne quelques exemples de valeursmesurées.

Les performances globales en laboratoire sont lessuivantes : pour des sources de bruit caractérisées par R

w +

Ctr, l’isolation oscille entre 26 dB pour un dou-

ble vitrage de 4-12-4 et 34 dB pour un doublevitrage 10-15-6

pour des sources de bruit caractérisées par Rw +

C, l’isolation acoustique dépasse de 1 à 3 dB lesvaleurs de R

w + C

tr, atteignant 31 dB pour le

vitrage 4-12-4 et 37 dB pour le vitrage 10-15-6.

La figure 77 montre les spectres d’isolation acous-tique d’un double vitrage 4-12-4 et d’un simplevitrage de 8 mm. Outre un affaiblissement de l’iso-lation acoustique correspondant à la fréquence cri-tique des feuilles de verre (aux alentours de 3200 Hzpour le double vitrage), on constate que le doublevitrage offre une moins bonne isolation aux bassesfréquences que le simple vitrage. Ce phénomènes’explique par le fait que le double vitrage se com-porte comme un système acoustique de type masse -ressort - masse (m-r-m), qui possède lui aussi unefréquence critique située dans le domaine des bas-ses fréquences (aux alentours de 200 à 300 Hz se-lon les épaisseurs).

Entre le puits de résonance dû au système m-r-m etcelui dû à la résonance des feuilles de verre prisesindividuellement, l’isolation acoustique croît trèsvite (en théorie jusqu’à des augmentations de 18 dBsi on double la fréquence).

Pour offrir des performances acoustiques dans ledomaine du bâtiment, la fréquence de résonance dusystème m-r-m devrait être inférieure à 100 Hz, ce

ISO

LATI

ON

AC

OU

STIQ

UE

(dB)

45

40

35

30

25

20

15

100

125

160

200

250

315

400

500

630

800

1000

1250

1600

2000

2500

3150

4000

5000

FRÉQUENCE [Hz]

Fig. 77Spectred’isolationacoustique d’undouble vitrage4-12-4 et d’unsimple vitragede 8 mm.

qui n’est pas le cas avec un double vitrage com-posé de deux feuilles de verre de même épaisseuret d’un espace d’air de 12 ou 15 mm. De plus,l’isolation acoustique du double vitrage dans le do-maine des basses et moyennes fréquences reste li-mitée.

Pour supprimer l’effet m-r-m, il faudrait augmen-ter la largeur de l’espace d’air entre les feuilles deverre, afin d’assouplir le ressort que crée la lamed’air. Cette solution amènerait cependant à des vi-trages d’épaisseur trop grande qui nécessiteraientdes châssis également plus larges et donc pluslourds. Elle présente en outre le désavantage d’aug-menter la convection dans la lame d’air ou de gaz,ce qui est défavorable du point de vue de l’isola-tion thermique (§ 3.2.2.2, p. 48). Elle est dès lorspeu utilisée en pratique.

On pourrait donc en déduire que le remplacement,en rénovation, du simple vitrage par du double vi-trage n’est pas intéressant. Cette supposition estcependant erronée pour deux raisons : le remplacement du vitrage s’accompagne le

plus souvent d’un remplacement du châssis, quioffrira également une meilleure isolation acous-tique que l’ancien châssis; on peut donc s’atten-dre à une amélioration de l’isolation acoustiquede l’ensemble vitrage - châssis

verre 4-12-4 Rw(C;Ctr) = 30 dB (-1;-4)verre 8 mm Rw(C;Ctr) = 35 dB (-1;-3)


DOUBLE VITRAGE SIMPLE VITRAGE

COMPOSITION(mm)

Rw + C(dB)

Rw + Ctr

(dB)EPAISSEURTOTALE DEVERRE (mm)

EPAISSEUR(mm)

Rw + C(dB)

Rw + Ctr

(dB)

6-15-4

8-12-5

8-20-5

10-12-6

10-15-6

10-12-8

33

35

35

36

37

36

31

32

32

34

34

34

8

13

13

16

16

18

34

37

37

36

36

39

32

35

35

34

34

37

Tableau 38 Performances acoustiques de simples vitrages et de doubles vitrages dissymétriques.

8

12

12

15

15

19

au niveau de l’isolation thermique (§ 3.2, p. 46),le gain fourni par le double vitrage par rapportau simple est tel qu’il s’agit de la seule solutionenvisageable.

3.3.2.3 DOUBLES VITRAGESDISSYMÉTRIQUES

Pour améliorer l’isolation acoustique d’un doublevitrage, on peut utiliser des verres d’épaisseurs suf-fisamment différentes de sorte que chacun des deuxverres puisse masquer les faiblesses de l’autre lors-qu’il atteint sa fréquence critique. Le puits de coïn-cidence se trouve alors dans un domaine de fré-quence plus large, dont les pics sont moins mar-qués (figure 78, le puits aux alentours de 3200 Hzdisparaît). Dans ce cas, l’augmentation de la massepar rapport au vitrage 4-12-4 permet également dediminuer le puits aux basses fréquences. Le ta-bleau 38 compare les performances acoustiques dedoubles vitrages dissymétriques et de simples vitra-ges d’épaisseur comparable.

ISO

LATI

ON

AC

OU

STIQ

UE

(dB)

55

50

45

40

35

30

25

20

15

100

125

160

200

250

315

400

500

630

800

1000

1250

1600

2000

2500

3150

4000

5000

FRÉQUENCE [Hz]

Fig. 78Spectres

d’isolationacoustique de

doubles vitrages4-12-4 et

8-12-4.

3.3.2.4 LES DOUBLES VITRAGES AVEC GAZACOUSTIQUE

En remplaçant l’air d’un double vitrage par un gazadapté, des gains appréciables sont réalisés dansles hautes et moyennes fréquences alors que lesperformances s’avèrent moins bonnes pour les bas-ses fréquences (figure 79). Cela se traduit, au ni-veau des indicateurs, par des gains pour R

w, parfois

pour Rw + C, mais pas vis-à-vis du trafic urbain (R

w

+ Ctr).

Ce gaz est le SF6 (hexafluorure de carbone). Il

pré-

sente cependant le désavantage de diminuer l’iso-lation thermique des doubles vitrages (§ 3.2.2.4,p. 50). Il occasionne en outre des problèmes pourl’environnement. L’Union européenne a d’ailleursdécidé de limiter son utilisation dès 2000 et de l’in-terdire à terme.

Les doubles vitrages avec SF6 sont donc à décon-

seiller et de toute façon appelés à disparaître.

100

125

160

200

250

315

400

500

630

800

1000

1250

1600

2000

2500

3150

4000

5000

50

45

40

35

30

25

20

15

ISO

LATI

ON

AC

OU

STIQ

UE

(dB)

FRÉQUENCE [Hz]

Fig. 79Spectresd’isolationacoustique dedoublesvitrages 4-6-4avec air etavec gazacoustique.

verre 4-12-4 Rw(C;Ctr) = 30 dB (-1;-4)verre 8-12-4 Rw(C;Ctr) = 36 dB (-2;-5)

4-6G-4 Rw(C;Ctr)=32 dB(-3;-5)4-6-4 R

w(C;C

tr)=31dB (0;-2)


100

125

160

200

250

315

400

500

630

800

1000

1250

1600

2000

2500

3150

4000

5000

FRÉQUENCE [Hz]

50

45

40

35

30

25

20

844.2 PVB44.1,6 RC44.2 PVBa

Fig. 80Spectres

d’isolationacoustique d’un

simple vitragede 8 mm et deverres feuilletés

avec PVB, PVBaet résine couléed’une épaisseurtotale de verre

de 8 mm.10-12-4/1.6RC/4 R

w(C;C

tr) = 44 dB (-2;-6)

10-12-44.2PVB Rw(C;C

tr) = 41 dB (-2;-4)

10-12-8 Rw(C;C

tr) = 37 dB (-1;-3)

100

125

160

200

250

315

400

500

630

800

1000

1250

1600

2000

2500

3150

4000

5000

60

55

50

45

40

35

30

25

20

15

FRÉQUENCE [Hz]

ISO

LATI

ON

AC

OU

STIQ

UE

(dB)

ISO

LATI

ON

AC

OU

STIQ

UE

(dB)

Fig. 81Spectresd’isolationacoustique dedoublesvitragesclassique, avecverre feuilletéPVB et avecverre feuilleté àrésine.

3.3.2.5 LE VERRE FEUILLETÉ

On distingue trois types de verre feuilleté : les vitrages à intercalaire en résine coulée,

développés dans le but d’améliorer l’isolationacoustique et composés de deux feuilles de verreentre lesquelles une couche de résine de 1,0 à2,0 mm est polymérisée. La résine ayant unmodule d’élasticité plus faible que le PVB, ellepermet d’obtenir des amortissements plusimportants et donc une isolation acoustique plusélevée

les vitrages à intercalaire en PVB (butyral depolyvinyle), dont la fonction première est laprotection contre l’effraction et la sécurité(§ 3.4, p. 62); néanmoins, ces vitrages apportentégalement une amélioration acoustique,d’ailleurs optimale dans le cas où le vitrage estcomposé de deux feuilles de verre et de deuxfilms de PVB de 0,38 mm d’épaisseur chacun

les vitrages avec PVB amélioré pour l’acous-tique, appelé PVBa : il s’agit d’un type de PVBplus récent que le PVB de sécurité qui a étédéveloppé pour obtenir une meilleure isolationacoustique; on se rapproche des caractéristiquesacoustiques des verres feuilletés avec résinecoulée tout en conservant les mêmes propriétésde sécurité et de résistance à l’effraction qu’avecun PVB.

Pour un verre feuilleté, l’isolation acoustique sevoit surtout accrue dans la zone de coïncidenceautour de la fréquence critique. Le puits d’isolationacoustique est limité par l’amortissement des vi-brations apporté par l’intercalaire. Cet effet est plusmarqué pour la résine et le PVBa (figure 80). Deplus, dans ces cas, le puits de résonance est décalévers les hautes fréquences.

L’effet global est perceptible essentiellement pourR

w + C, moins pour R

w + C

tr.

Le verre feuilleté peut également être utilisé dansdu double vitrage thermique. La figure 81 montreles améliorations obtenues dans ce cas.

REMARQUES

Le sens de pose des doubles vitrages dissymétri-ques et/ou comprenant un verre feuilleté n’influencepas les performances acoustiques du vitrage.

En présence d’un verre feuilleté de sécurité, il estconseillé de le placer du côté intérieur pour desraisons de sécurité en cas de bris (§ 3.4, p. 62).

3.3.2.6 LES DOUBLES CHÂSSIS

Comme cela a déjà été souligné au § 3.2.2.2 (p. 48),la meilleure solution en matière d’isolation acous-tique consiste à prévoir des doubles châssis. Cesystème est cependant peu utilisé dans nos régions.Pour être efficace au niveau acoustique, l’espaceintérieur entre les deux châssis doit être d’au moins150 mm.

70

60

50

40

30

20

100

125

160

200

250

315

400

500

630

800

1000

1250

1600

2000

2500

3150

FRÉQUENCE [Hz]

ISO

LATI

ON

AC

OU

STIQ

UE

(dB)

Fig. 82Spectred’isolationacoustiqued’un doublechâssis.


INDICE D’AFFAIBLIS-SEMENT ET TERMESD’ADAPTATION (dB)

AFFAIBLISSEMENT ACOUSTIQUE (dB) À LAFRÉQUENCE CENTRALE DE LA BANDE D’OCTAVE

(Hz)

RW

28293031323334

323334

293231333535353337

C

- 1- 2- 1- 2- 2- 20

- 1- 1- 1

- 1- 2- 1- 1- 2- 2- 1- 2- 1

Ctr

- 4- 3- 2- 3- 3- 3- 2

- 3- 3- 3

- 4- 4- 4- 4- 6- 5- 3- 5- 5

125

14171918202327

202024

212120222024242024

250

19202223242629

232526

172018212121241925

500

25262930293231

293233

252628283332323033

1000

29323335343132

343533

353838384037373939

2000

33332927293238

323435

373734403642373740

4000

25263132373947

384244

313938474843444649

345681012

2 x 32 x 42 x 5

4 - 9 à 16 - 46 - 6 à 16 - 46 - 6 à 16 - 68 - 6 à 16 - 48 - 6 à 16 - 610 - 6 à 16 - 410 - 6 à 16 - 66 - 6 à 16 - 6 feuilleté6 - 6 à 16 - 10 feuilleté

V ERR

E

FEU

ILLET

É

PVB

V ERR

E SI

MPL

EVI

TRA

GE

ISO

LAN

TCOMPOSITION (mm)

Tableau 39Performances

acoustiquesminimales

des vitragesselon le

prEN12758-1

[27].

100

125

160

200

250

315

400

500

630

800

1000

1250

1600

2000

2500

3150

4000

5000

FRÉQUENCE [Hz]

55

50

45

40

35

30

25

20

15

10

ISO

LATI

ON

AC

OU

STIQ

UE

(dB)

Fig. 83Résumé des

caractéristiquesde certains

vitragesacoustiques.

4844.2 PVB44.2 PVBa44.1,6 RC4-12-44-12-84-16-44.2 PVBa

3.3.3 CHOIX D’UN VITRAGE ISOLANTACOUSTIQUEMENT

Il n’est actuellement pas aisé de fournir des indica-tions précises concernant le choix d’un vitrage iso-lant acoustiquement, car les normes en matièred’acoustique sont en cours d’évolution et ne sontpas toutes disponibles pour l’instant.

Ainsi, d’une part, la norme NBN EN ISO 717 [57,58] définit l’isolation acoustique sur base d’un in-dicateur à valeur unique (§ 3.3.1.3, p. 56), alorsque, d’autre part, la norme NBN S 01-400 [60]définit l’isolation minimale des parois des locauxen fonction de leur occupation mais sur base d’in-formations spectrales.

Ces données ne sont donc pas comparables et ilfaut dès lors attendre la publication d’une nouvellenorme belge (pas avant fin 2000) qui spécifiera descritères d’isolation acoustique sur base de l’indica-teur à valeur unique (voir [78]).

Néanmoins, certains principes de base restent vala-bles et peuvent être énoncés pour le choix du vi-trage, à savoir : le niveau de l’isolation acoustique du vitrage

dépend de l’environnement : la proximité d’uneroute ou d’un terrain d’aviation nécessite uneisolation acoustique plus élevée qu’un bâtimentisolé d’une source de bruit importante

le choix d’un vitrage se fait sur base d’unecomparaison entre le niveau de bruit dont il faut

La figure 82 montre le spectre d’isolation acousti-que d’un double châssis.

3.3.2.7 SYNTHÈSE

La figure 83 compare les caractéristiques de diffé-rents types de vitrage acoustique. Le tableau 40reprend quant à lui, à titre d’illustration, les perfor-mances acoustiques testées en labo d’un certainnombre de vitrages. Ces valeurs doivent être utili-sées de préférence. Néanmoins, en l’absence derapport d’essais, le tableau 39 spécifie les perfor-mances minimales de certains vitrages selon le pro-jet de norme prEN 12758-1 [27].


DESCRIPTION Rw

C Ctr

Rw + C R

w + C

trNBN S 01-400 (1977) RAPPORT D’ESSAIS

[dB] [dB] [dB] [dB] [dB] catégorie

Vitrage simple4 mm 32 -1 -2 31 30 Vc Rapport de recherches CSTC 19895 mm 31 -2 -2 29 29 Vc Rapport de recherches CSTC 19896 mm 34 -1 -2 33 32 Vc Rapport de recherches CSTC 19898 mm 35 -1 -3 34 32 Vc Rapport de recherches CSTC 198910 mm 37 -1 -2 36 35 Vc Rapport de recherches CSTC 198912 mm 37 0 -2 37 35 Vc Rapport de recherches CSTC 198919 mm 39 0 -2 39 37 Vb Rapport de recherches CSTC 1996

Vitrage feuilleté

Avec résine coulée9RC 4 mm - résine - 4 mm 38 0 -2 38 36 Vb Rapport de recherches CSTC 1989

Avec PVB ordinaire33.1 PVB 3 mm - 1 couche PVB 0,38 mm - 3 mm 34 0 -3 34 31 Vc CDI d’Aubervilliers 197833.2 PVB 3 mm - 2 couches PVB 0,38 mm - 3 mm 36 -1 -4 35 32 Vb CDI d’Aubervilliers 197944.2 PVB 4 mm - 2 couches PVB 0,38 mm - 4 mm 35 -1 -3 34 32 Vc CSTC 1996 - AC 283444.4 PVB 4 mm - 4 couches PVB 0,38 mm - 4 mm 37 -1 -2 36 35 Vb Rapport de recherches CSTC 198955.2 PVB 5 mm - 2 couches PVB 0,38 mm - 5 mm 37 -1 -2 36 35 Vb CDI d’Aubervilliers 197866.2 PVB 6 mm - 2 couches PVB 0,38 mm - 5 mm 39 -1 -4 38 35 Vb CDI d’Aubervilliers 197866.8 PVB 6 mm - 8 couches PVB 0,38 mm - 6 mm 39 -1 -2 38 37 Vb Rapport de recherches CSTC 1989

Vitrage thermique à lame d’air4-12-4 4 mm - lame d’air 12 mm - 4 mm 30 -1 -4 29 26 Vd Rapport de recherches CSTC 19896-15-4 6 mm - lame d’air 15 mm - 4 mm 35 -2 -4 33 31 Vc CSTC 1991 - AC 23216-12-6 6 mm - lame d’air 12 mm - 6 mm 32 -1 -2 31 30 Vc Rapport de recherches CSTC 19886-16-6 6 mm - lame d’air 16 mm - 6 mm 35 -2 -6 33 29 Vc Rapport de recherches CSTC 19898-12-5 8 mm - lame d’air 12 mm - 5 mm 36 -1 -4 35 32 Vb CSTC 1991 - AC 23208-20-5 8 mm - lame d’air 20 mm - 5 mm 37 -2 -5 35 32 Vb CSTC 1993 - AC 254810-12-8 10 mm - lame d’air 12 mm - 8 mm 37 -1 -3 36 34 Vb CSTC 1993 - AC 254810-15-6 10 mm - lame d’air 15 mm - 6 mm 39 -2 -5 37 34 Vb CSTC 1989 - 341/4/210712-12-10 12 mm - lame d’air 12 mm - 10 mm 37 -1 -2 36 35 Vc CDI 1993 - 623 950

Vitrage thermique avec gaz spécial6-12G-4 6 mm - gaz 12 mm - 4 mm 38 -2 -7 36 31 Vb Vegla 19958-12G-5 8 mm - gaz 12 mm - 5 mm 38 -2 -6 36 32 Vb FIB GS 168/828-24G-4 8 mm - gaz 24 mm - 4 mm 43 -3 -9 40 34 Vb Vegla 199510-12G-4 10 mm - gaz 12 mm - 4 mm 41 -5 -10 36 31 Vc FIB GS 169/8210-12G-6 10 mm - gaz 12 mm - 6 mm 40 -2 -5 38 35 Vb FIB GS 170/8210-20G-9RC 10 mm - gaz 20 mm - 9 mm résine coulée 44 -2 -6 42 38 Va CDI 1993 - 623.95611-12G-6 11 mm - gaz 12 mm - 6 mm 41 -2 -6 39 35 Vb CSTC 199311-15G-8 11 mm - gaz 15 mm - 8 mm 43 -4 -9 39 34 Vb CSTC 1993

Vitrage thermique feuilleté

Avec PVB ordinaire6-12-44.2PVB 6 mm - lame d’air 12 mm - 4 mm/2 couches PVB 0,38 mm/ 4 mm 37 -1 -4 36 33 Vb CSTC 1991 - AC 23226-15-44.2 6 mm - lame d’air 15 mm - 4 mm/2 couches PVB 0,38 mm/ 4 mm 38 -2 -6 36 32 Vb CSTC 1989 - 341/4/21066-12-55.1PVB 6 mm - lame d’air 12 mm - 5 mm/ 1 couche PVB 0,38 mm/ 5 mm 38 -1 -3 37 35 Vb CSTC 1992 - AC 24586-15-55.2PVB 6 mm - lame d’air 15 mm - 5 mm/2 couches PVB 0,38 mm/ 5 mm 41 -3 -7 38 34 Vb CSTC 1989 - 341/4/21086-12-66.2PVB 6 mm - lame d’air 12 mm - 6 mm/2 couches PVB 0,38 mm/ 6 mm 40 -1 -4 39 36 Vb TNO 19858-12-44.2PVB 8 mm - lame d’air 12 mm - 4 mm/2 couches PVB 0,38 mm/ 4 mm 41 -1 -4 40 37 Vb Rapport de recherches CSTC 198910-12-44.2PVB 10 mm - lame d’air 12 mm - 4 mm/2 couches PVB 0,38 mm/ 4 mm 41 -2 -4 39 37 Va CSTC 1991 - AC 233410-12-66.1PVB 10 mm - lame d’air 12 mm - 6 mm/ 1 couche PVB 0,38 mm/ 6 mm 40 -1 -3 39 37 Vb CSTC 1993 - AC 254844.2PVB-15-44.2PVB 4 mm/2 couches PVB/4 mm-lame d’air 15 mm-4 mm/2 couches PVB/4 mm 38 -2 -6 36 32 Vb Rapport de recherches CSTC 198955.2PVB-24-33.2PVB 5 mm/2 couches PVB/5 mm-lame d’air 24 mm-3 mm/2 couches PVB/3 mm 42 -1 -6 41 36 Va TNO 1994 - 94-CBO-R1283

Avec PVB amélioré4-12-33.2 4 mm - lame d’air 12 mm - 3 mm/2 couches PVB amélioré 0,38 mm/3 mm 36 -1 -5 35 31 Vc TNO 1997 - 7.29.6.32656-12-44.2 6 mm - lame d’air 12 mm - 4 mm/2 couches PVB amélioré 0,38 mm/4 mm 40 -2 -5 38 35 Vb CSTC 1997 - AC 246410-12-44.2 10 mm - lame d’air 12 mm - 4 mm/2 couches PVB amélioré 0,38 mm/4 mm 42 -2 -6 40 36 Va TNO 1997 - 7.29.6.326512-20-44.2 12 mm - lame d’air 20 mm - 4 mm/2 couches PVB amélioré 0,38 mm/4 mm 44 -1 -4 43 40 Va TNO 1997 - 7.29.6.326544.2-20-64.2 4 mm/2 couches PVB amélioré 0,38 mm/4 mm - lame d’air 20 mm -

6 mm/2 couches PVB amélioré 0,38 mm/4 mm 51 -4 -10 47 41 Va TNO 1997 - 7.29.6.3265

Avec résine coulée (RC)6-12-55/1.5RC 6 mm - lame d’air 12 mm - 5 mm/1 couche RC 1,5 mm/5 mm 41 -3 -7 38 34 Vb CSTC 19926-15G-9RC 6 mm - gaz 15 mm - 4 mm/ 1 à 1,5 mm RC/4 mm 41 -1 -4 40 37 Va CDI d’Aubervilliers 199310/12/FA 11 10 mm - lame d’air 12 mm - 5 mm/ 1 à 1,5 mm RC/5 mm 44 -2 -6 42 38 Va CDI d’Aubervilliers 1986PH9/20g/PH11 4 mm/1 à 1,5 mm RC/4 mm -gaz 20 mm - 5 mm / 1 à 1,5 mm RC / 5 mm 49 -2 -7 47 42 Va CDI d’Aubervilliers 199312-20G-PH11 12 mm - gaz 12 mm - 5 mm / 1 à 1,5 mm RC / 5 mm 47 -1 -5 46 42 Va TNO 1985

Tableau 40 Performances acoustiques de vitrages commercialisés ou non, exprimés à l’aide de l’indicateur à valeur unique.

se protéger et le niveau de confort acoustiqueque l’on désire obtenir; la différence entre cesdeux valeurs permet de choisir le produit verrieradéquat (en tenant compte du fait que les per-formances in situ sont toujours inférieures auxperformances en laboratoire)

le confort acoustique ressenti dans un local estlié à l’occupation qui lui est destinée.

3.4 SÉCURITÉ La notion de sécuritéest vaste et comporte

plusieurs aspects : la protection des personnes contre le risque de

blessure par des morceaux de verre brisés etcoupants ainsi que contre le risque de chute dansle vide; dans le cas où seul le risque de blessuredoit être évité, c’est la fragmentation du verrequi est importante : il faut éviter que le bris duverre ne libère des morceaux susceptibles de


provoquer des blessures; si, en outre, la protec-tion contre les chutes est exigée, il faut empêcherun effacement du vitrage

la sécurité contre l’effraction et le vandalismedes habitations privées et des magasins et bu-reaux; dans ce cas, le vitrage doit rester en placeet empêcher la pénétration

la sécurité contre les armes à feu et les explo-sions dans le cas de banques, de postes, d’am-bassades, …

la résistance au feu (incendie).

3.4.1 RISQUES DE BLESSURE ETDE CHUTE (*)

3.4.1.1 LES DIFFÉRENTS VERRES DESÉCURITÉ CONTRE LES BLESSURESET LES CHUTES

Les produits verriers utilisés pour assurer une pro-tection contre les risques de blessure et de chutesont : les verres feuilletés avec intercalaire en PVB ou

en résine (de sécurité) les verres trempés thermiquement éventuellement, les verres feuilletés trempés.

Anciennement, des verres armés étaient égalementutilisés, mais ils sont déconseillés car leur fragmen-tation n’exclut pas les risques de blessure.

A. LE VERRE FEUILLETÉ

Un verre feuilleté consiste en un assemblage d’aumoins deux feuilles de verre, collées sur toute leursurface par un intercalaire (§ 2.3.3.4, p. 16, et fi-gure 15). Pour les verres feuilletés de sécurité, l’in-tercalaire le plus couramment utilisé est un filmplastique en butyral de polyvinyle (PVB), mais peutégalement être une résine de sécurité. En cas debris, l’adhérence verre - intercalaire fait que lesmorceaux brisés du vitrage restent en place (tout aumoins pendant un certain temps ou jusqu’à un ni-veau de charge déterminé, voir figure 84).

Les verres feuilletés avec intercalaire en PVB pos-sèdent une nomenclature propre qui permet de re-connaître leur composition; celle-ci est donnée aumoins par deux chiffres indiquant l’épaisseur desdifférentes feuilles de verre en mm, suivis d’unchiffre séparé des précédents par un point donnantle nombre (et pas l’épaisseur) de films de PVB

A. VERRE RECUIT B. VERRE FEUILLETÉ Fig. 84 Type defragmentation duverre recuit et duverre feuilleté.

placés entre deux feuilles de verre. Les films dePVB ont une épaisseur de 0,38 mm.

Exemples de notification : un vitrage 66.2 consiste en deux feuilles de verre

(float) de 6 mm séparées par deux films de PVBde 0,38 mm d’épaisseur chacun

un double vitrage composé d’un verre simplede 4 mm, d’un espace d’air de 12 mm et d’unverre feuilleté 66.2 est noté 4/12/66.2 (indiquéde l’extérieur vers l’intérieur).

Les verres feuilletés avec résine sont identifiés parl’épaisseur des verres et de la couche de résine.

Selon la norme NBN EN ISO 12543-2 [59], unverre feuilleté peut être considéré comme un verrefeuilleté de sécurité s’il satisfait au moins à uneclasse de résistance 3B suite à l’essai pendulairedécrit dans le projet de norme prEN 12600 [25].

B. LE VERRE TREMPÉ

Les verres trempés sont des verres de sécurité vuleur type de fragmentation (§ 2.3.3.1, p. 13). Ils sebrisent en effet en petits morceaux sans arêtescoupantes (figure 85).

A. VERRE RECUIT Fig. 85Type defragmentationdu verre recuitet du verretrempéthermiquement.

(*) Les considérations données dans ce paragraphe quant au choixdes vitrages de sécurité s’inspirent de la norme NBN S 23-002 (STS 38) tout en étant plus sévères que celles-ci; ainsi, leprésent document exclut le verre armé pour des applicationstelles que la protection contre les blessures et les chutes ou larésistance à l’effraction.

B. VERRE TREMPÉTHERMIQUEMENT


EPAISSEUR NOMBRE MINIMUM(mm) DE MORCEAUX

3 15

4 à 12 40

15 à 19 30

Tableau 41Nombre minimum defragments exigéspour un float trempéthermiquement encas de bris (selon leprEN 12150 [23]).

(*) Le dimensionnement des planchers et escaliers en verre seratraité dans une publication ultérieure.

Fig. 86Fragmentationdu verre armé.

Un verre trempé est considéré comme un verre desécurité s’il satisfait aux critères de fragmentationprécisés dans le projet de norme prEN 12150 [23],qui décrit également le test à effectuer pour vérifiercette fragmentation.

Le tableau 41 spécifie le nombre minimum demorceaux exigés en cas de bris d’un verre trempéthermiquement de 1100 mm x 360 mm. De plus, lalongueur du plus gros fragment ne peut dépasser100 mm.

C. LE VERRE FEUILLETÉ TREMPÉ OU FEUILLETÉ

DURCI

Dans certains cas, on pourrait imaginer utiliser desverres trempés ou durcis pour la fabrication de verrefeuilleté.

Les verres feuilletés trempés sont à déconseillercar, en cas de bris, ils se brisent en petits morceauxet n’offrent plus aucune résistance.

Les verres feuilletés durcis sont parfois utilisés (parexemple, en Vitrages Extérieurs Attachés, VEA)lorsque l’on recherche une résistance à la rupturepar flexion supérieure à celle du float.

D. LE VERRE ARMÉ (§ 2.3.1.3, p. 10)

Il s’agit d’un verre dans lequel ont été incorporés, aumoment de la fabrication, des fils métalliques desti-nés à retenir les morceaux de verre en cas de bris.

Ce type de vitrage est à proscrire comme produit desécurité évitant les chutes de personnes et les bles-

sures, car sa fragmentation ne répond pas aux exi-gences en la matière (figure 86).

3.4.1.2 CHOIX DU TYPE DE VITRAGEDE SÉCURITÉ

Pour le choix d’un vitrage de sécurité visant à assu-rer la sécurité des personnes, il convient de tenircompte du type de risque à couvrir : le risque de blessure : dans les endroits où ce

genre de risque doit être évité, par exemple dansles cabines téléphoniques, les abribus, pour lesparois intérieures (sans différences de niveaude part et d’autre), les garde-corps ou balconssans risque de chute, le verre trempé convient,vu sa fragmentation; le verre feuilleté peutégalement être utilisé. Signalons en outre quece verre doit être trempé :– lorsqu’il présente un risque de choc thermique

(dans ce cas, il peut aussi être durci)– lorsqu’il s’agit de portes entièrement en verre

afin qu’elles résistent aux découpes nécessai-res pour les mécanismes de rotation et lespoignées (§ 2.6.3, p. 29).

Dans le cas de vitrages en toiture, le verrefeuilleté doit être utilisé afin d’éviter les bles-sures aux personnes se trouvant sous la baievitrée occasionnées par des objets extérieurstombant sur celle-ci

les risques de blessure et de chute de personnes(dans le vide) : dans les endroits où ces deuxgenres de risque doivent être évités, seul le verrefeuilleté peut être utilisé. Il s’agit, par exemple,de garde-corps avec risque de chutes, des plan-chers et des escaliers (*) (figures 87 et 88).

En cas de double vitrage, le verre feuilleté doit êtreplacé du côté où le choc risque de se produire ouéventuellement sur les deux faces si le choc peutsurvenir de part et d’autre. Cela signifie qu’en toi-ture, le verre feuilleté doit obligatoirement être ducôté intérieur. Un double vitrage composé d’un floatet d’un verre trempé n’a pas de sens du point devue de la sécurité, car le bris simultané des deuxprésente un risque de blessure.


Fig. 88 Plancher en verre.

3.4.2 RÉSISTANCE À L’EFFRACTION

3.4.2.1 TYPES DE VERRE

La protection contre le vandalisme et l’effractionqui vise à éviter la pénétration (ou, dans certainscas particuliers, la fuite, comme par exemple dansles prisons ou les hôpitaux) se fait exclusivement àl’aide de verre feuilleté.

3.4.2.2 CHOIX DU TYPE DE VERREDE SÉCURITÉ

Le tableau 42 reprend, à titre indicatif, le nombrede films de PVB à utiliser en fonction du niveau deprotection souhaité et ce, en présence de verrefeuilleté avec PVB.

Tant qu’il s’agit de vandalisme, de protection d’ha-bitation ou de protection contre le vol classique dansles magasins, on utilise un verre feuilleté composéde 2 feuilles de verre et d’un nombre croissant defilms de PVB selon le degré de sécurité recherché.

Lorsqu’il s’agit d’assurer un très haut niveau desécurité, on utilise des vitrages multifeuilletés.

Dans le cas de verres de sécurité résistant à l’effrac-tion assemblés en double vitrage, il est conseillé de

placer le verre feuilleté du côté intérieur.

Le projet de norme prEN 356 [16] définit des mé-thodes d’essais afin de classifier les vitrages en fonc-tion de leur résistance à l’effraction. Huit classessont définies par ordre croissant de résistance. Les 5premières classes (P1A à P5A) sont basées sur l’es-sai de chute d’un corps dur, tandis que les 3 classessuivantes (P6B à P8B) se basent sur l’essai à la ha-che.

REMARQUE

L’utilisation de vitrages de sécurité n’a de sens quesi la menuiserie attenante présente les mêmes qua-lités de résistance vis-à-vis de l’effraction, car c’estle composant le plus faible qui déterminera la résis-tance de l’ensemble.

Il faut donc éviter que l’on puisse séparer aisémentle vitrage du châssis ou le châssis du gros œuvre.

Le projet de norme prENV 1627 [33] définit descatégories de menuiserie en fonction de leur résis-tance à l’effraction, ainsi que les combinaisons decatégories de vitrage et de châssis à utiliser pourque l’ensemble ait une résistance du même ordre. Lelecteur trouvera plus de détails concernant ces as-pects dans la NIT 206 “Protection mécanique de lamenuiserie et des vitrages contre l’effraction” [14].

Fig. 87 Garde-corps et escalier en verre.


Tableau 42 Valeur indicative du nombre de couches de PVB à utiliser entre 2 feuilles de verre (sauf indicationcontraire) en fonction du degré de protection souhaité.

TYPE DEPROTECTION

Sécurité despersonnes

DEGRÉ DE PROTECTION NOMBRE DEFILMS DE PVB

(1 ou) 2

EXEMPLES D’APPLICATION

voir § 3.4.1 (p. 63) Voir § 3.4.1 (p. 63)

Protectioncontre levandalisme

Protection contre le vandalismenon organisé

3 – Rez-de-chaussée d’habitation– Etalages de magasins présentant des

risques limités ou contenant des objets degrandes dimensions

– Maisons isolées– Etalages de magasins présentant des

risques limités et contenant des objets degrandes dimensions

Etalages de magasins présentant des risquesélevés et contenant de petits objets

Etalages de magasins à très hauts risques oupour objets de très grande valeur

4Protection contre l’effractionorganisée

6Protection de haut niveau

Très haut niveau de protectioncontre toutes formes d’agressionà arme blanche

Compositionsmultifeuilletées

Retardateurd’effraction

3.4.3 RÉSISTANCE AUX ARMES À FEUET AUX EXPLOSIONS

L’utilisation de vitrages comme éléments résistantaux armes à feu et aux explosions est un domainefort spécialisé; il est dès lors recommandé de con-sulter un spécialiste afin de déterminer les produitsverriers répondant aux performances escomptées.

Les produits verriers utilisés pour ces applicationsfont en général intervenir plus de deux feuilles deverre séparées par de nombreux films de PVB; cescompositions peuvent être dissymétriques et faireintervenir d’autres produits tels que des plaques depolycarbonate et des films de polyuréthanne.

Le projet de norme prEN 1063 [19] présente uneméthode d’essai ainsi que des classes de résistancepour les vitrages résistant aux balles.

Le projet de norme prEN 13541 [32] définit quantà lui une méthode d’essai et des classes de résis-tance pour les vitrages résistant à des pressions d’ex-plosion.

3.4.4 RÉSISTANCE AU FEU

3.4.4.1 LA RÉGLEMENTATION BELGE

La réglementation concernant les risques d’incen-die est définie en Belgique par l’arrêté royal du19-12-97 précisant les normes de base en matière

de prévention contre l’incendie et l’explosion. CetAR traite des bâtiments non industriels; un AR con-cernant les bâtiments industriels est actuellementen préparation.

L’AR distingue deux notions : la résistance au feu : la résistance au feu d’un

élément de construction (Rf) est le temps,exprimé en minutes, pendant lequel un élémentde construction satisfait simultanément auxcritères de stabilité, d’étanchéité aux flammeset d’isolation thermique. La norme prévoit desdegrés Rf allant de 1/2 heure à 6 heures. Larésistance au feu porte sur l’ensemble d’un élé-ment de construction et non pas sur une partiede ce dernier.L’AR précise les durées Rf auxquelles doiventsatisfaire les différents éléments de construction

la réaction au feu : la réaction au feu d’un pro-duit caractérise son aptitude à alimenter le feu.On distingue différents types de matériaux deconstruction :– les matériaux non combustibles : un matériau

de construction est qualifié de non combustiblelorsqu’au cours d’un essai normalisé, durantlequel il est exposé à un échauffement prescrit,il ne révèle aucune manifestation extérieureindiquant un dégagement notable de chaleur

– les matériaux combustibles : un matériau deconstruction est dit combustible lorsqu’il nesatisfait pas à la condition de non-combusti-bilité. La combustibilité est la tendance d’unmatériau à transmettre la chaleur en fonction


de l’échauffement auquel il est soumis– les matériaux inflammables : l’inflammabilité

est la tendance d’un matériau de constructionà dégager, au cours d’un essai normalisé du-rant lequel il est exposé à un échauffementprescrit, des gaz dont la nature et la quantitésont susceptibles de produire une combustionen phase gazeuse, c’est-à-dire de produire desflammes.

Sur base de ces notions, les matériaux sont classésen cinq catégories, de A0 à A4, A0 correspondantaux matériaux non combustibles. Le verre recuit etle verre trempé sont considérés comme des maté-riaux incombustibles (classe A0) et le verre feuilletéavec PVB 33.2 comme difficilement inflammable(classe A2). Les autres verres feuilletés sont declasse A1.

L’AR définit également la classe de réaction au feuà laquelle doivent appartenir les matériaux en fonc-tion de leur utilisation.

3.4.4.2 LA FUTURE NORME EUROPÉENNEEN 357-1

A. INTRODUCTION

Le projet de norme prEN 357-1 [17] donne uneméthode de classification de la résistance au feudes éléments vitrés. Par élément vitré, il entend unélément de construction qui comporte un ou plu-sieurs produits verriers, montés dans un châssis avecdes cales de support et des matériaux d’étanchéitéet de fixation.

Contrairement à la réglementation belge pour la-quelle les notions de stabilité, d’étanchéité aux flam-mes et d’isolation thermique forment un ensembleet sont reprises sous la dénomination de “résistanceau feu”, la norme européenne considère ces élé-ments séparément.

B. CARACTÉRISATION DE LA RÉSISTANCE AU FEU

La résistance au feu est définie en termes de : capacité portante R : aptitude d’un élément de

construction à résister à l’exposition au feu, surune ou plusieurs faces, pour une période detemps, sans aucune perte de stabilité structurelle

étanchéité E : aptitude d’un élément de cons-truction remplissant une fonction de séparationà résister à l’exposition au feu sur une face seu-lement, sans passage de feu au côté opposé aufeu, causant par là l’inflammation de la surfaceopposée au feu ou de tout matériel adjacent àcette surface

rayonnement W : aptitude d’un élément de cons-truction remplissant une fonction de séparationà résister à l’exposition au feu sur une face seu-lement, pour une période de temps durant la-quelle la quantité de chaleur rayonnée mesuréeà la surface du vitrage est inférieure à un niveaudéfini

isolation I : aptitude d’un élément de construc-tion remplissant une fonction de séparation :– d’une part, à résister à l’exposition au feu sur

une face seulement, sans passage de feu ré-sultant de la conduction significative de cha-leur de la face exposée au feu vers la face nonexposée au feu, causant de ce fait l’inflam-mation de la surface non exposée au feu oude tout matériel en contact avec cette surface

– d’autre part, à procurer un bouclier suffisantcontre la chaleur pour protéger les personnesproches de l’élément de construction pendantune durée correspondant à celle définie pourla classe concernée

passage de fumée S : aptitude d’un élément deconstruction à diminuer le passage de gazchauds et/ou froids, ou de fumée d’une face àl’autre

fermeture automatique C : aptitude d’un élé-ment de construction à fermer automatiquementune ouverture en cas de feu et/ou de fumée.

Sur base des performances obtenues selon les es-sais normalisés sur des échantillons d’éléments vi-trés, une ou plusieurs classes de résistance sont ac-cordées à l’élément vitré; les classes sont expri-mées par la/les lettre(s) représentant la/les exigen-ce(s) suivie(s) par le temps de performance corres-pondant exprimé en minutes.

Par ailleurs, le prEN 357-1 [17] donne, d’une part,la liste des normes selon lesquelles les essais derésistance au feu doivent être réalisés et, d’autrepart, les combinaisons de classes de résistance per-mises pour des ensembles vitrés placés dans desmurs, planchers, toitures, cloisons, portes, façades-rideaux et murs extérieurs, portes palières d’ascen-seurs, membranes de plafonds et ensembles vitrésinclinés et horizontaux.


3.4.4.3 TYPES DE VERRE ASSURANT UNEPROTECTION CONTRE LE FEU ETLES INCENDIES

Nous détaillons ci-dessous le comportement desdifférents produits verriers vis-à-vis du feu. Pourpouvoir être utilisés comme éléments de résistancecontre l’incendie, les produits verriers doivent dis-poser d’un rapport d’essai attestant de leurs perfor-mances.

A. LES VITRAGES SIMPLE, FEUILLETÉ AVEC PVBOU RÉSINE ET LES DOUBLES VITRAGES

Ces vitrages n’offrent pas une résistance valable aufeu, car dès que la température s’élève brusque-ment, ils se brisent par choc thermique. Dès 30 °Cd’écart de température, on constate un certain tauxde casse du verre recuit; ce taux passe à environ50 % lorsque l’écart de température atteint 60 °C.

B. LE VERRE ARMÉ

En cas d’incendie, le verre se brise mais reste enplace grâce au treillis métallique et garde sa trans-parence. De plus, dès que la température de ramol-lissement est atteinte, les fissures se ressoudent.Les flammes ne réussissent à passer que lorsque lefluage est devenu tel que le verre sorte de la battéesupérieure.

C. LE VERRE TREMPÉ

La trempe thermique du verre permet d’en amélio-rer la résistance à la traction et aux chocs thermi-ques. Ce type de vitrage peut résister jusqu’à destempératures de l’ordre de 200 °C.

En cas d’incendie, on assiste d’abord à la détrempedu verre sous l’effet des hautes températures (relâ-chement des contraintes), puis à l'effondrement duverre sous l’effet de son poids propre lorsqu’ilatteint la température de ramollissement.

D. LE VERRE FEUILLETÉ AVEC GEL AQUEUX

Il s’agit d’un vitrage composé de deux verres trem-pés minimum, assemblés au moyen d’un espaceuren acier. L’espace entre les verres est rempli d'ungel transparent.

En cas d’incendie, le gel aqueux se transforme sousl’action de la chaleur et libère de la vapeur d’eau; legel devient alors opaque et forme un écran isolant.

E. LE VERRE FEUILLETÉ AVEC INTERCALAIRE

INTUMESCENT

Il s’agit d’un verre feuilleté contenant un interca-laire solide qui foisonne en cas d’incendie. En con-dition normale, l’intercalaire est transparent à lalumière. En cas d’incendie, il gonfle sous l’effet dela chaleur et se transforme en une mousse isolanteopaque qui réduit les échanges par convection etabsorbe quasi intégralement le rayonnement (figu-re 89). Plus le nombre de couches augmente, plusla résistance au feu du vitrage s’améliore.

REMARQUE

Selon la réglementation belge, seuls les verresfeuilletés avec gel aqueux ou avec intercalaireintumescent sont suffisamment résistants pour bé-néficier d’une classification Rf (résistance au feu).Les verres armés ou trempés n'atteignent jamaisune telle résistance, mais pourraient faire l’objetd’un classement “inférieur” selon le projet de normeprEN 357-1.

intercalaires

Fig. 89 Réaction d’un verre feuilleté à intercalaire intumescent sousl’action du feu.

intercalaires foisonnés


3.5 DÉCORATIONET ARCHITECTURE

Le verre joue en général unrôle important dans l’esthéti-que des bâtiments et dans l’ar-

chitecture.

Il remplit une fonction de décoration : à l’extérieur du bâtiment : à cet égard, on assis-

te au développement, depuis la fin des années80, de bâtiments pourvus de vitrage extérieurcollé (VEC) et de vitrage extérieur attaché(VEA)

à l’intérieur des bâtiments : portes et parois enverre ornées de motifs, miroirs, ...

dans une gamme infinie de produits dérivés quin’ont plus aucun rapport avec les bâtiments.

Dans tous ces domaines, on peut varier tant la formeque la couleur du verre de sorte que les possibilitésde réalisation sont innombrables et ne peuvent pastoutes être énumérées.

3.5.1 LES DIFFÉRENTS TYPES DE VERREDE DÉCORATION

Il existe une large gamme de verres de décoration,c’est-à-dire de verres ayant subi un ou plusieurstraitements destinés à en modifier l’aspect ou l’es-thétique. On peut citer entre autres : le verre imprimé, comportant un dessin sur une

ou deux faces, obtenu en faisant passer la feuillede verre entre des rouleaux texturés lors dulaminage (§ 2.3.1.2, p. 10)

le verre bombé, auquel on donne, par déforma-tion à chaud, la courbure du moule sur lequel ilrepose (§ 2.3.3.7, p. 19)

le verre émaillé : une couche d’émail est dépo-sée sur le verre et vitrifiée lors d’une opération

de trempe ou de durci le verre sérigraphié : on distingue la sérigraphie

à chaud, apparentée à l’émaillage et qui con-siste à déposer une encre ou une peinture sur leverre au moyen d’un écran et à la vitrifier parune opération de trempe, et la sérigraphie à froidqui utilise une encre spéciale que l’on laissesécher

le verre maté, c.-à-d. gravé à l’acide, qui peutêtre rendu mat par endroit ou sur toute sa sur-face. L’acide cristallise la surface du verre et luiprocure un toucher adouci. Il est possible d’obte-nir un relief et de réaliser des motifs

le verre sablé, qui a subi un sablage, c’est-à-dire une projection d’abrasif à haute pression;ce procédé permet d’obtenir des motifs unifor-mes ou en multirelief; les motifs peuvent êtrecolorés

le verre laqué : c’est un verre sur lequel onréalise un dépôt de laque

le verre feuilleté à intercalaire décoratif le verre coloré, teinté dans la masse et obtenu

par adjonction d’oxydes métalliques au mélangedes matières premières composant le verre

les vitraux (§ 2.3.1.7, p. 12) les pavés et briques en verre (§ 2.3.1.6, p. 12).

3.5.2 ARCHITECTURE

Tous les produits verriers abordés dans cette Notepeuvent être utilisés à des fins architecturales. Nousn’entrerons cependant pas ici dans le détail en lamatière. Citons néanmoins deux applications inté-ressantes, à savoir la pose selon les principes duVitrage Extérieur Collé (VEC, figure 90) et du Vi-trage Extérieur Attaché (VEA, figure 92).

REMARQUE

Dans les façades fortement vitrées (par exemple, en VEC), onutilise régulièrement des allèges, c’est-à-dire des vitrages opacifiésou placés devant des parois opaques. Ces vitrages peuvent êtrecombinés à un matériau isolant (thermiquement). La figure 91montre des allèges combinées à un matériau isolant.


Fig. 90 Exemple de vitrageextérieur collé (VEC).

Fig. 91Allèges avec

isolant.

Fig. 92 Exemplede vitrage extérieur

attaché (VEA).


4 CHOIX D’UN VITRAGE

4.1 PROBLÉMA-TIQUE DU CHOIX

Le choix adéquat d’un vitrageconstitue une étape importanted’un projet de construction. Les

paragraphes 3.1 à 3.4 décrivent les différentes fonc-tions des vitrages et, pour chaque fonction, les ni-veaux de performances qui peuvent être atteints. Ilfournit également des indications quant au choixdu vitrage.

En pratique, ces fonctions sont souvent combinées.

Le présent chapitre renseigne la manière d’opérerle meilleur choix possible permettant de combinerces fonctions et ce, pour les types d’applicationsuivants : secteur résidentiel : on se soucie principalement

des propriétés thermiques et acoustiques et descaractéristiques en matière de sécurité; le con-trôle solaire a parfois également de l’importance(vérandas, grandes parois vitrées au sud)

secteur non résidentiel : les quatre critères citésau point précédent doivent parfois être considé-rés

certains cas particuliers tels que le mobilier ur-bain (abribus, par exemple) pour lesquels lasécurité est importante.

Les notions de décoration (§ 3.5, p. 69) ne sont pasconsidérées dans le présent chapitre.

4.2 LES DIFFÉRENTESCOMBINAISONSPOSSIBLES

4.2.1 ISOLATION THERMIQUE

Les Règlements thermiques imposent des doublesvitrages dans les Régions wallonne et flamande etdes doubles vitrages à haut rendement dans la Ré-gion de Bruxelles-Capitale (§ 3.2.2.6, p. 53).

Le double vitrage à haut rendement, qui possèdeune valeur U inférieure à 2 W/(m2.K), est doncobligatoire dans certains endroits du pays et de toutefaçon conseillé vu ses performances énergétiques.

4.2.2 ISOLATION THERMIQUE +ISOLATION ACOUSTIQUE

Un double vitrage symétrique a des performancesacoustiques inférieures à celles d’un simple vitraged’épaisseur équivalente. Pour limiter les nuisancesacoustiques, il convient d’utiliser des doubles vi-trages “acoustiques”, à savoir, par ordre croissantd’efficacité : du double vitrage composé de deux verres

d’épaisseur différente du double vitrage comprenant un verre feuilleté

avec intercalaire en PVB (la fonction premièrede ce vitrage est la sécurité, mais l’acoustiques’en trouve améliorée)

du double vitrage composé d’un (ou de deux)verre(s) feuilleté(s) avec intercalaire en PVBaou en résine coulée.

4.2.3 ISOLATION THERMIQUE+ SÉCURITÉ

Les différents produits verriers assurent chacun uncertain niveau de sécurité, à savoir : la protection des personnes vis-à-vis des ris-

ques de blessures (sans risque de chute de per-sonne) est assurée en utilisant un verre trempéou feuilleté avec PVB; on remarquera que l’uti-lisation en double vitrage d’un verre trempé dansun but de sécurité n’a de sens que si le secondvitrage est trempé ou feuilleté; en effet, un dou-ble vitrage composé d’un verre trempé et d’unverre recuit ne protégerait pas du risque de bles-sures en cas de bris simultané des deux verres;dans le cas de mobilier urbain, des vitrages sim-ples feuilletés ou trempés sont utilisés, l’aspectthermique n’intervenant pas.Pour protéger contre le risque de blessures, leverre de sécurité doit être placé du côté où lechoc risque de se produire. Dans certains cascependant, si le risque peut se présenter de partet d’autre du vitrage, on peut recourir à un dou-ble vitrage composé de deux verres de sécurité(feuilletés ou trempés)

la sécurité des personnes vis-à-vis des blessureset des chutes (de personnes) : seul le verrefeuilleté convient pour assurer ces fonctions

les vitrages en toiture doivent être feuilletés, leverre feuilleté étant placé du côté intérieur, pouréviter que la chute de morceaux de verre n’oc-casionne des blessures aux personnes


la protection contre le vandalisme et l’effrac-tion des magasins ou de maisons isolées ou si-tuées dans un quartier peu sûr est réalisée àl’aide de verres feuilletés; il est alors conseilléde placer le verre feuilleté du côté intérieur pourdiminuer le risque de blessure de personnes oula détérioration d’objets se trouvant éventuelle-ment à proximité du vitrage au moment du bris;le choix du type de verre feuilleté en fonctiondu niveau de sécurité désiré est précisé au§ 3.4.2.2, p. 65

la protection contre les armes à feu, les explo-sions ou les incendies n’est pas abordée dans cechapitre.

4.2.4 ISOLATION THERMIQUE +ISOLATION ACOUSTIQUE +SÉCURITÉ

Les propriétés d’isolation thermique peuvent êtrecombinées à celles d’isolation acoustique et de sé-curité en utilisant un double vitrage composé d’un(ou de deux) verre(s) feuilleté(s) avec PVB ouPVBa, ou encore d’un verre trempé et d’un verrefeuilleté.

4.2.5 UN DES CHOIX PRÉCÉDENTS +CONTRÔLE SOLAIRE

On cherche souvent à combiner le contrôle desapports solaires, destiné à éviter la surchauffe debâtiments (bureaux, vérandas, baies vitrées de sur-face importante orientées au sud, …), avec d’autresfonctions.

Ces fonctions sont assurées en utilisant un verre decontrôle solaire (absorbant ou à couches). Le verreabsorbant est placé du côté extérieur du double vi-trage et les couches de contrôle solaire sont dispo-sées en position 2.

et/ou et/ou et

4.3 RÉCAPITULATIF Les tableaux 43 (vitragesmonolithiques) et 44 (dou-

bles vitrages) tentent de résumer les possibilités dechoix d’un vitrage en fonction de la combinaisonde fonctions recherchées. Etant simplifiés, ils netiennent notamment pas compte des combinaisonsexistantes ou non du point de vue des épaisseurs devitrage.

Dans ces deux tableaux, on distingue : les performances recherchées qui sont supérieu-

res à celles d’un simple vitrage au tableau 43 etd’un double vitrage au tableau 44; elles sontindiquées par une croix (X)

les prestations obtenues : dans certains cas, levitrage obtenu améliore également d’autresfonctions qui n’étaient pas forcément recher-chées (par exemple, un verre feuilleté avec PVBaméliore toujours les performances acoustiques,même lorsqu’on l’utilise dans un but de sécu-rité); celles-ci sont indiquées par une boule noire()

les performances non améliorées par rapport àla solution de base (simple vitrage au tableau 43et double vitrage au tableau 44) sont indiquéespar un trait (–).

Les vitrages sont représentés par les symboles sui-vants :

verre simple

verre simple d’épaisseur supé-rieure au précédent

double vitrage (DV)

verre feuilleté avec PVB ouPVBa

verre feuilleté avec résine coulée

verre à couches

verre trempé

EXEMPLES

DV composé d’un verre à couches etd’un verre feuilleté avec PVB / PVBa

DV dissymétrique dont le verre lemoins épais est trempé


4.4 DESCRIPTIFPOUR LE CAHIER

DES CHARGES

Il existe deux manières de décrireun produit verrier : en définissant les performan-

ces qu’il doit atteindre (à utili-ser de préférence; les caractéristiques qu’il fautdonner pour chaque fonction sont reprises ci-dessous)

en précisant la composition du produit.

On évitera de combiner ces deux méthodes, ce quipourrait aboutir à des propositions irréalisables enpratique (par exemple, il n’est pas possible pourl’instant d’obtenir une valeur U de 1,1 W/(m2.K)avec un verre clair; il faut un verre à couches).

Les différentes caractéristiques à spécifier pourchaque fonction recherchée lorsqu’on définit lesperformances sont les suivantes : isolation thermique : valeur du coefficient de

transmission thermique U (W/(m2.K)) isolation acoustique :

– la valeur de l’indice d’affaiblissement acous-tique R

w (C, C

tr) (dB)

– la nature du vitrage désiré (dissymétrique,feuilleté avec résine, feuilleté avec PVB ou

PVBa) sécurité :

– verre trempé : pas de précision supplémen-taire

– verre feuilleté : classe de résistance (prEN 356[16])

– la position du verre de sécurité (extérieur ouintérieur)

– l’utilisation éventuelle de deux verres de sé-curité pour composer le double vitrage

contrôle solaire :– les valeurs du facteur solaire g, de la trans-

mission lumineuse τv et la couleur désirée

– la réflexion lumineuse peut éventuellementégalement être donnée.

Remarque : attention aux chocs thermiques : vé-rifier si un vitrage trempé ou durci est nécessaire

combinaisons : si plusieurs fonctions sont com-binées, il faut donner les paramètres caractéri-sant chacune de ces fonctions. Dans de nombreuxcas, on précisera donc uniquement la valeur U.

Rappel : dans tous les cas, l’épaisseur des vitra-ges doit être déterminée en fonction des pres-sions de vent.

PRESTATIONS OBTENUES

SÉCURITÉ

Blessure Chute / vol

Trempé oufeuilleté(§ 3.4)

ClasseprEN 356

(§ 3.4)

X

X X

X

X

X

X (*)

(*) Verre de contrôle solaire trempé ou durci s’il existe un risque de casse thermique; s’il s’agit d’unverre feuilleté, tous les composants doivent être trempés ou durcis.

X = vitrage aux performances supérieures à celles d’un simple vitrage. = le vitrage obtenu améliore également d’autres fonctions, pas forcément recherchées.– = pas d’amélioration par rapport à un simple vitrage.

FONCTIONSRECHERCHÉES

VITRAGE ISOLATIONTHERMIQUEU (W/(m2.K))

(§ 3.2)

ISOLATIONACOUSTI-

QUERw (C, Ctr)

(dB) (§ 3.3)

CONTRÔLESOLAIRE g,τv, couleur

(§ 3.1)

Tableau 43Récapitulatifpour le choixd’un vitragemonolithique.

– – – – –

– – – –

– –

– – – –

–

–

–– –

–

– – – –


–

X

La première solution correspond au DV “classique”, c’est-à-dire U ≈ 3 W/(m2.K); la secondesolution correspond au DV à haut rendement, c’est-à-dire U < 2 W/(m2.K); dans ce cas, il y a unecouche en position 3 (ou 2).Pour tous les cas envisagés ci-dessous, il convient encore de choisir entre DV et DV à hautrendement, ces deux possibilités n’ayant pas été représentées pour ne pas alourdir le tableau.

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

(*) Verre de contrôle solaire trempé ou durci s’il existe un risque de casse thermique. S’il s’agit d’unverre feuilleté, tous les composants doivent être trempés ou durcis.

(**) Protection contre les blessures du côté du verre feuilleté.X = vitrage aux performances supérieures à celles d’un double vitrage “de base”. = le vitrage obtenu améliore également d’autres fonctions, pas forcément recherchées.– = pas d’amélioration par rapport au double vitrage “de base”.

REMARQUE

Ext. Int.1 2 3 4

VERRE /POSITION



SÉCURITÉ



ClasseprEN 356

(§ 3.4)

ISOLATIONTHERMIQUEU (W/(m2.K))

(§ 3.2)

ISOLATIONACOUSTI-

QUERw (C, Ctr)

(dB) (§ 3.3)


(§ 3.1)

X

X (**)

X

X

X

X

X

X

X

X

X

(**)

X (*)

X (**)

X

X

X

X

X

X

X

X

Tableau 44 Récapitulatif pour le choix d’un double vitrage (DV).

–

–

–

–

–

–

–

–

– – –

–

–

–

– – –

– – –

–

–

– – –

–

–

–


4.5 EXEMPLES Illustrons les propos qui précè-dent au moyen de deux exem-

ples : pour les immeubles de bureaux, on applique

souvent des vitrages de contrôle solaire; au rez-de-chaussée et aux fenêtres facilement accessi-bles, on peut prévoir un verre feuilleté pouréviter les vols et, si l’environnement est bruyant,des vitrages assurant une meilleure isolationacoustique

les vitrages de contrôle solaire sont en revanchemoins souvent utilisés dans les habitations pri-vées; néanmoins, on peut les envisager pour degrandes baies vitrées orientées au sud. Pour lesvérandas, on peut également recourir à du verrede contrôle solaire en toiture (combiné à un verrefeuilleté pour des raisons de sécurité) pour limi-ter la surchauffe en été (soleil haut), alors qu’ilest plus indiqué d’utiliser du verre clair en pa-rois verticales pour bénéficier des apports so-laires en hiver (soleil bas).

Ext. Int.1 2 3 4

VERRE /POSITION



SÉCURITÉ



ClasseprEN 356

(§ 3.4)

ISOLATIONTHERMIQUEU (W/(m2.K))

(§ 3.2)

ISOLATIONACOUSTI-

QUERw (C, Ctr)

(dB) (§ 3.3)


(§ 3.1)

X

X

X

X

X

X (**)

X

X

X

X

X

X

X (*)

X (*)

X

X

X

X

X

(**)

X

X

X

X

X (*)

X (*)

X (*)

X (*)

X

X

X

X (**)

X

X

X

X

X

X

X

X

X (*)

X

X (*)

(*) Verre de contrôle solaire trempé ou durci s’il existe un risque de casse thermique. S’il s’agit d’unverre feuilleté, tous les composants doivent être trempés ou durcis.

(**) Protection contre les blessures du côté du verre feuilleté.X = vitrage aux performances supérieures à celles d’un double vitrage “de base”. = le vitrage obtenu améliore également d’autres fonctions, pas forcément recherchées.– = pas d’amélioration par rapport à un double vitrage “de base”.

Tableau 44 Récapitulatif pour le choix d’un double vitrage (suite).

– –

– –

– –


5 CALCUL DE L’ÉPAISSEURDES VITRAGES

Notre intention n’est pas, dans le présent document,de détailler le calcul de l’épaisseur des vitrages,mais bien de nous limiter à l’essentiel en la matièreet ce, pour deux raisons : deux publications antérieures du CSTC (la

NIT 176 [11] et le Rapport 2 [9]) traitent de cescalculs en détail

les normes relatives aux actions du vent et de laneige, d’une part, et celles concernant l’épais-seur des vitrages proprement dite, d’autre part,vont être remplacées respectivement par lesEurocodes “Vent” et “Neige” (en 2002 ?) et parles futures normes de calcul issues du prEN13474-1 [31] du CEN TC 129 “Verre dans laconstruction”. Le calcul des épaisseurs de vi-trage devra alors être revu en fonction de cesnouveaux documents.

Nous résumons ici uniquement le cas des vitragesde façade et des vitrages inclinés (en toiture, …).Les calculs particuliers concernant les planchers,les marches d’escalier ou les aquariums seront trai-tés dans une publication ultérieure.

Ces calculs peuvent être réalisés de trois façons : manuellement (voir exemple p. 78) en suivant les tableaux donnés dans le Rapport 2

et la NIT 176 (voir exemple p. 77) à l’aide d’un logiciel de calcul.

Il importe de noter que le résultat du calcul de basecorrespond toujours à celui obtenu pour un simplevitrage. Si l’application concerne un verre feuilleté,trempé et/ou isolant, il y a lieu de transformerl’épaisseur du simple vitrage en épaisseur équiva-lente au vitrage réellement utilisé (§ 5.3, p. 78).

5.1 EPAISSEURDES VITRAGES

DE FAÇADE

L’épaisseur des vi-trages de façade dé-pend principalementde la sollicitation

qu’y exerce le vent. Cette sollicitation est fonction : de la localisation du bâtiment (bord de mer, cam-

pagne, ville, …) de la position du vitrage par rapport au bâti-

ment (proche ou non de l’angle du bâtiment) etdes dimensions du bâtiment

de la hauteur du vitrage par rapport au sol de l’éventuel cloisonnement intérieur du bâti-

ment et de sa perméabilité à l’air de la proximité éventuelle d’un haut bâtiment de la proximité éventuelle d’une colline ou d’un

versant de pente supérieure à 5 %.

Le Rapport 2 détaille, dans l’annexe 1, le calcul dela sollicitation du vent et, dans l’annexe 2, le calculde l’épaisseur des vitrages de façade à partir de lasollicitation du vent. Le chapitre 2 de ce mêmedocument simplifie ce dernier calcul sous forme detableaux faciles d’utilisation. Nous donnons à lapage 77 un exemple de calcul selon les tableaux duRapport 2.

Le chapitre 3 de ce Rapport donne, sous forme detableau également, le calcul des vitrines avec stabi-lisateurs.

5.2 EPAISSEURDES VITRAGES

INCLINÉS

Pour le calcul desvitrages inclinés, ilconvient de prendreen compte non seu-

lement l’action du vent, mais aussi l’action de laneige et le poids propre du vitrage. Le détail descalculs est donné aux chapitres 3 et 4 de la NIT 176.Nous reprenons à la page 78 un exemple illustrantla marche à suivre.


(*) Les références aux paragraphes dans ces tableaux correspondent à celles du Rapport 2.

DONNÉES DE BASE

Référence du chantier ..........................................

Classe de vent I Mer II Zone rurale III Zone urbanisée IV Ville

Hauteur du bâtiment .......... m

Longueur du plus petit côté du bâtiment .......... m

Niveau du bord supérieur du vitrage .......... m

Bâtiment cloisonné (§ 2.4, p. 9) Non Oui

Nombre d’appuis du vitrage 2 4

Petite dimension du vitrage ou distance entre deux appuis .......... m

Grande dimension du vitrage .......... m

V

Coefficient ce d’adaptation de l’épaisseur du vitrage (§ 2.2, p. 6) (1,00 à 1,56) ..........

Largeur de la zone de bord (§ 2.3, p. 7) .......... m

Bord de la façade Centre de la façade

V V

CSTC Limelette

20

16

12

2,5

3

1,16

3

9,5 1,16 11,02 9 1,16 10,44

12 12

EPAISSEUR DU VITRAGE

Bâtiment non cloisonné Bâtiment cloisonné

4 appuis 2 appuis 4 appuis 2 appuis

Tableau 3 Tableau 5 Tableau 4 Tableau 6

Epaisseur du verre simple :....... mm x coefficient ce ....... = ......... mm

Type de vitrage à choisir (§ 4, p. 25) ..............

EPAISSEUR DU VITRAGE

Bâtiment non cloisonné Bâtiment cloisonné

4 appuis 2 appuis 4 appuis 2 appuis

Tableau 3 Tableau 5 Tableau 4 Tableau 6

Epaisseur du verre simple :....... mm x coefficient ce ....... = ......... mm

Type de vitrage à choisir (§ 4, p. 25) ..............

Exemple de calcul de l’épaisseur de vitrages de façade (*).


F3

= 1,6 (Gmax

cos α + Sn cos2 α) = 649 PaF

4= 0,81 w

- + G

min cos α = - 797 Pa.

On a donc Fmax

= F1 = 920 Pa.

5°) Calcul de l’épaisseur du vitrage (NIT 176,§ 4.1) :

b/a = 1,43 β = 0,680 (NIT 176, tableau 4)

e = 0,680 . 1 920 . 2,5

41,2 , .= 5 08 mm

6°) Choix du vitrage

Compte tenu des tolérances, il convient de prévoirun vitrage simple de 6 mm. Cependant, le vitragesimple étant interdit en toiture, il faut utiliser duverre feuilleté.

Un verre feuilleté composé de 2 verres de 4 mmayant une épaisseur équivalente de 5,38 mm (§ 5.3),il convient donc.

Si, en outre, on veut utiliser un double vitragecomposé, d’une part, d’un verre simple de 4 mm et,d’autre part, d’un verre feuilleté de 2 x 4 mm,l’épaisseur équivalente de l’ensemble est de5,42 mm; ce vitrage convient donc également.

EXEMPLE DE CALCUL DÉTAILLÉ

PROBLÈME : nous considérons un bâtiment cloisonnésitué sur un terrain de classe II, à une altitude infé-rieure à 100 mètres. La toiture est inclinée à 50° parrapport à l’horizontale et comprend, dans la partiecentrale, un vitrage de 0,7 m x 1,0 m sur 4 appuis.Le bord supérieur du vitrage est à 10 mètres du sol.

MARCHE À SUIVRE

1°) Calcul de la charge de neige (NIT 176, § 3.1) :Sn = 500 Pa.

2°) Calcul de la pression du vent (NIT 176, § 3.2) :w = c

p . q

b

où :c

pi= ± 0,3

cpel

= -1,2c

pe= 0,8 (surface de vitrage inférieure à 1 m2,

cf. NIT 176, tableau 2)c

p+= 0,8 + 0,3 = 1,1 et c

p- = -1,2 - 0,3 = - 1,5

qb

= 810 Pa (NIT 176, tableau 1).

Donc w+ = 891 Pa et w

- = - 1215 Pa.

3°) Calcul du poids propre du vitrage (NIT 176,§ 3.3) :le verre pèse 2,5 kg par m2 et par mm d’épais-seur. En supposant que le vitrage a 10 mmd’épaisseur (hypothèse à vérifier a posteriori etcalcul à refaire si l’épaisseur réelle est supé-rieure à 10 mm), on a donc, en tenant comptedes tolérances :

Gmax

= 310 PaG

min = 290 Pa.

4°) Calcul de la sollicitation maximale (NIT 176,§ 3.4) :F

1= 0,81 w

+ + G

max cos α = 920 Pa

F2

= 0,3 . 0,81 w+ + G

max cos α + Sn cos2 α

= 622 Pa

a = la plus petite dimensionb = la plus grande dimensioncp = coefficient de pressioncpi = coefficient de pression intérieurecpel = coefficient de pression extérieure localee = épaisseur du vitrageqb = pression dynamique de base du ventw = pression totale du ventF = sollicitation maximaleG = poids du vitrageSn = charge de neigeβ = coefficient de forme

5.3 EQUIVALENCEENTRE LES ÉPAISSEURS

DES DIFFÉRENTSTYPES DE VITRAGE

La valeur de l’épaisseurde verre nécessaire cal-culée aux §§ 5.1 et 5.2correspond toujours àcelle d’un simple vitrage

recuit. Lorsque l’on utilise du verre trempé, feuilletéou double, il y a lieu de déterminer l’équivalencede leur épaisseur par rapport au verre simple recuit.

5.3.1 VERRE TREMPÉ

La résistance à la flexion du verre trempé étantsupérieure à celle du verre recuit, l’épaisseur deverre trempé nécessaire sera, dans des conditionsidentiques de sollicitations, inférieure à celle à pré-voir en cas de verre recuit.

Le tableau 45 donne les valeurs de la résistance à laflexion, du coefficient de sécurité et du taux detravail (c’est-à-dire le rapport des deux valeurs pré-cédentes) pour le verre recuit et les différentes sor-tes de verre trempé.


TYPE DE VERRE RÉSISTANCE COEFFICIENT DE TAUX DE TRAVAIL COEFFICIENTÀ LA FLEXION SÉCURITÉ (N/mm2) POUR L’ÉPAISSEUR

(N/mm2) ÉQUIVALENTE

Verre recuit 41,2 2,5 16,5

Verre trempé thermiquement 196,0 4,0 49,0 0,58

Verre trempé chimiquement (*) 353,0 5,0 ou 7,0 (**) 70,6 ou 50,4 0,48 ou 0,57

(*) Pour information car pas d’application dans la construction.(**) On prend la valeur 5 si les bords du verre sont non apparents, la valeur 7 s’ils sont apparents.

Tableau 45Résistance àla flexion,coefficient desécurité, tauxde travail etcoefficientd’épaisseuréquivalentepour le verretrempé.

Pour trouver l’épaisseur de verre trempé nécessaire,il suffit de réaliser la règle de trois suivante :

etrempé

= erecuit

. taux travail verre recuit

taux travail verre trempé.

Le coefficient multiplicateur (c’est-à-dire la valeurde la racine carrée) est précisée dans la dernièrecolonne du tableau 45.

L’épaisseur du verre trempé étant plus faible, à ré-sistance mécanique égale, sa déformation seranettement plus importante (environ 5 fois) que celledu verre recuit. Il y a donc lieu de vérifier la flèchedes vitrages trempés monolithiques, afin d’éviterdes déformations inesthétiques.

On ne tiendra pas compte de l’épaisseur équiva-lente du verre trempé lorsque celui-ci est assembléen double vitrage, afin de préserver le bon compor-tement de l’espaceur et des barrières d’étanchéité.

5.3.2 VERRE DURCI

Pour le verre durci, une résistance à la rupture parflexion supérieure à celle du verre recuit peut êtreutilisée seulement si un Agrément technique spéci-fie cette valeur.

Dans ce cas, on appliquera le même raisonnementqu’au § 5.3.1 pour trouver son épaisseur équiva-lente.

5.3.3 VITRAGES FEUILLETÉSET DOUBLES

L’épaisseur d’un verre feuilleté ou d’un double vi-trage participant effectivement à la résistance serainférieure à la somme des épaisseurs des feuilles deverre composant ce vitrage, car la transmission decontraintes ne se fait pas de manière optimale entreles feuilles de verre.

Le tableau 46 renseigne les formules permettant detrouver les épaisseurs équivalentes pour les verresfeuilletés et les doubles vitrages. Ces formules sebasent sur le principe selon lequel les sollicitationssubies par les vitrages sont proportionnelles au cubede l’épaisseur des vitrages.

Dans ces formules, il faut utiliser les épaisseursnominales des feuilles de verre diminuées de lavaleur absolue de la tolérance, ce qui correspondau cas le plus défavorable.

Le tableau 47 donne des exemples d’épaisseurséquivalentes.

TYPE DE VERRE ÉPAISSEUR ÉQUIVALENTE

Tableau 46 Epaisseurs équivalentes pour le calcul des contraintesdes verres feuilletés et des doubles vitrages.

Verre feuilleté symétri-que (n verres d’épais-seur e)

Verre feuilleté dissymé-trique (e1 = épaisseurla plus importante)

Double vitragesymétrique

Double vitragedissymétrique (e1 > e2)

e e neq

=

e ee e ... e

eeq 113

23

n3

13

=

+ + +

e e 21,33

1,226 eeq = =

e ee e

1,33 eeq 113

23

13

=

+


Tableau 47 Exemples d’épaisseurs équivalentes de verres feuilletés et de doubles vitrages.

VERRE FEUILLETÉ EPAISSEUR DOUBLE VITRAGE EPAISSEUR DOUBLE VITRAGE EPAISSEUR(mm) ÉQUIVALENTE (mm) (mm) ÉQUIVALENTE (mm) DONT 1 FEUILLETÉ ÉQUIVALENTE (mm)

(mm)

3 3 3,96 4+4 4,66 4+3 3 4,71

4 4 5,38 4+6 5,69 4+4 4 5,42

4 6 6,57 4+8 7,07 5+4 4 6,10

5 5 6,79 5+5 5,89 6+4 4 6,74

6 6 8,20 5+8 7,44 5+5 5 6,84

6 8 9,20 6+6 7,11 6+5 5 7,50

8 8 10,89 6+8 7,98 8+4 4 7,73

8 10 11,88 8+8 9,44 8+5 5 8,67

10 10 13,72 10+10 11,89 8+6 6 9,61

5.4 FLÈCHE DES VITRAGES

5.4.1 INTRODUCTION

Un vitrage peut, dans certains cas, prendre une flè-che importante s’il a des grandes dimensions et/ous’il est trempé. Les vitrages trempés ont en effet, àsollicitation égale, une épaisseur égale à seulement58 % de celle d’un verre recuit, mais une flèche5 fois plus importante. Cette flèche importante pro-voque parfois des problèmes esthétiques et/ou unsentiment d’insécurité.

5.4.2 CALCUL DE LA FLÈCHE

La flèche prise par les vitrages sous l’action duvent peut se calculer à partir des formules suivan-tes :

vitrages sur 2 appuis : f (m) = 0,142 . w . a

E . e

4

3

vitrages sur 4 appuis : f (m) = α . w . a

E . e

4

3

où : f = la flèche prise par le vitrage (m)w = la sollicitation du vent (N/m2)a = la plus courte distance entre appuis (m)E = le module de Young, soit 7 x 1010 N/m2

e = l’épaisseur du verre (m)α = un coefficient de forme donné au tableau 48.

Tableau 48 Coefficient de forme α pour les vitrages sur 4 appuis.

b/a 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,5 3,0 ∞

α 0,044 0,062 0,077 0,091 0,102 0,111 0,123 0,134 0,142

EXEMPLE

Calculons la flèche d’un vitrage vertical recuit sur4 appuis, de 1 m x 1 m de surface, sous une pres-sion de vent de 823 Pa :

e (mm) = β . a (m) . w Pa k

R N mm

( ) .

( / )2

= 0,536 . 1 . 823 . 2,5

41 2,

= 3,8 mm (soit un verre d’épaisseur nomi-nale de 4 mm)

f (m) = . w (Pa) . a4α ( )

( / ) . ( )

m

E N mm e m2 3

= 0, 044 . 823 . 1

7 . 1010 . ,0 00383

= 0,009 m = 9,4 mm.

En utilisant dans le même cas un verre trempé, onarrive aux valeurs suivantes :

e (mm) = β . a (m) . w Pa k

R N mm

( ) .

( / )2

= 0,536 . 1 . 823 . 4, 0

196, 0

= 2,2 mm (soit un verre d’épaisseur nomi-nale de 3 mm).


f (m) = . w (Pa) . a4α ( )

( / ) . ( )

m

E N mm e m2 3

= 0, 044 . 823 . 1

7 . 1010 . , 0 00283

= 0,023 m = 23 mm.

Pour calculer la flèche d’un double vitrage ou deverres feuilletés, il faut d’abord déterminer l’épais-seur équivalente de ces vitrages à l’aide des formu-les du tableau 49.

TYPE DE VERRE ÉPAISSEUR ÉQUIVALENTE

Tableau 49 Epaisseurs équivalentes pour le calcul des flèchesdes verres feuilletés et des doubles vitrages.

Verre feuilleté symétri-que (n verres d’épais-seur e)

Verre feuilleté dissymé-trique (e1 = épaisseurla plus importante)

Double vitragesymétrique

Double vitragedissymétrique (e1 > e2)

eeq =

EXEMPLE

Calculons la flèche que prendront un double vi-trage 4+4 et un vitrage feuilleté 44 dans les mêmesconditions que dans l’exemple de la page 80.

Les épaisseurs équivalentes (selon le tableau 49)s’élèveront à : pour le double vitrage :

eeq

= 3,8 . 2

1,333 = 4,4 mm

pour le vitrage feuilleté :

eeq

= 3,8 . 23 = 4,8 mm.

Les flèches prises par ces vitrages seront donc de : pour le double vitrage :

f = 0,044 . 823 . 1

7 . 1010 . ,0 0044 3( ) = 6,1 mm

pour le vitrage feuilleté :

f = 0,044 . 823 . 1

7 . 1010 . ,0 0048 3( )= 4,7 mm.

e e e13

23

n33 ... + + +

e e neq

= 3

e e 21,33

1,146 eeq

3= =

ee e

1,33eq13

23

3

=+


ANNEXE 1

HISTOIRE DU VERRE

1 LES ORIGINES La découverte du verre remonteà environ 5000 ans avant J.-C.

en Perse. Les Perses avaient remarqué que certainssables tombant au sein d’un feu ardent entraient enfusion pour donner, après refroidissement, unematière translucide. C’est dans les villes de Tyr etde Sidon en Phénicie que les premiers bijoux enverre coulé furent confectionnés aux environs de4000 avant Jésus-Christ. Les Egyptiens ont quant àeux maîtrisé le moulage du verre pour la bimbelo-terie à partir de 2000 avant J.-C.

Le soufflage du verre au bout d’une canne creusefut découvert par les Syriens peu avant notre ère.

2 LE VERRE DANSL’ARCHITECTURE

Les Romains importèrent lesoufflage dans nos régions pourla fabrication de vases et

d’autres formes creuses. Ils furent les premiers àutiliser le verre dans le bâtiment en réalisant, aupremier siècle avant J.-C., les premiers vitrages; leverre en fusion était coulé sur une table (figu-re A1.1) pour obtenir de petits volumes, dont cer-tains spécimens ont d’ailleurs été retrouvés àPompéi. Ce procédé de coulage ne fut pas appro-fondi à cette époque et disparut pendant de nom-breux siècles. Les Romains fabriquaient égalementdes mosaïques.

En 57 avant J.-C., les légions romaines ont apportédans le bassin Sambréien le coulage du verre.

Au bas Moyen-Age, des vitrages étaient fabriquésen communiquant une force centrifuge à un mé-lange que l’on recueillait au bout d’une canne etque l’on soufflait pour former un verre plat circu-laire que l’on découpait ensuite en rectangle (fi-gure A1.2).

Fig. A1.2 Verre plat soufflé.

Au haut Moyen-Age (11e siècle), ce système s’estsophistiqué : le verre était soufflé en forme de cy-lindre, appelé manchon, duquel on coupait les deuxbouts avant de le fendre à chaud en long et de lemettre dans un four de refroidissement de manièreà l’étaler en verre plat. Ce procédé présentait lesinconvénients d’une faible productivité et de gran-deurs de vitrages limitées à un mètre.

Fig. A1.3Technique desmanchons.

Fig. A1.1Procédé decoulage duverre utilisé

chez lesRomains.


Fig. A1.4Verre coulé.

Fig. A1.5Doucissage etpolissage du verre.

Au 15e siècle, le centre de l’industrie verrière sesituait à Venise, sur l’île de Murano. On y maîtri-sait la fabrication de bijoux, de verres teintés dansla masse, dorés ou émaillés ainsi que celle de mi-roirs de grande qualité dont les Vénitiens gardèrentle secret pendant près de deux siècles.

Sous Louis XIV, Colbert encouragea la fabricationde la glace en France pour limiter le monopole deMurano. La Manufacture Royale des Glaces futainsi créée. La technique des manchons, qui étaitutilisée à l’origine, fut petit à petit remplacée parcelle du coulage qui consiste à verser le verre enfusion sur une table en métal bordée de réglettesqui fixent la dimension et l’épaisseur du produit(figure A1.4). A l’état semi-visqueux, le verre estlaminé par un rouleau de cuivre, puis placé dans unfour de refroidissement, où il reste plusieurs jours.Cette technique concurrença celle du manchon, puisla remplaça définitivement à partir de 1763. Ellepermit la fabrication de miroirs de grande qualité(galerie des glaces du château de Versailles) et, à lafin du 19e siècle, d’obtenir des verres de 3 mètresde hauteur.

Les verres tant soufflés que coulés devaient êtredoucis et polis. Le doucissage visait à rendre lesfaces du verre planes et parallèles. Il consistait àfrotter deux verres l’un contre l’autre en interpo-sant une matière abrasive. Le verre inférieur étaitfixé sur une table et le verre supérieur scellé avecdu plâtre à une roue permettant à l’ouvrier de ledéplacer (figure A1.5). Quant au polissage, il visaità rendre au verre la transparence et la brillancequ’il avait perdues lors du doucissage. Il consistait

à frotter le verre au moyen d’une planche en boistendre recouverte d’un drap noir; l’ouvrier poussaitla planche grâce à un manche en bois relié au pla-fond qui servait de ressort et permettait un mouve-ment de va-et-vient (figure A1.5). Ces opérationsétaient longues : pour un verre de 2 mètres, il fallaitun mois pour le doucissage et 12 jours pour lepolissage.

Au 18e siècle, de nombreuses fabriques de verrevirent le jour en Allemagne, en Angleterre et enEspagne.

Jusqu’à la fin du 19e siècle, la fabrication du verrerestera dans son principe ce qu’elle était aux origi-nes (coulage et soufflage).


3 LES PROCÉDÉSDE FABRICATION

MODERNES

Au début du 20e siècle, l’indus-trie verrière prit un essor im-portant en Belgique qui l’ame-na à employer plus de 20 000

personnes et à exporter plus de 90 % de sa produc-tion. Toutefois, cette industrie était toujours peumécanisée.

Entre 1920 et 1930, les techniques de fabricationdu verre à vitre se modernisèrent grâce aux procé-dés d’étirage mécanique (procédé Fourcault puisPittsburgh et Libbey-Owens, voir figure 8 au§ 2.3.1.5, p. 12). Ces progrès furent principalementpossibles grâce à l’amélioration des fours à bassinqui permettaient une coulée continue.

Le travail à froid (douci et poli) s’améliora égale-ment et demanda moins de temps. Les procédés“douci-poli continus” (opérations réalisées à lachaîne pour une face puis pour l’autre après dé-coupe) et “twin douci” (opération réalisée pour lesdeux faces en même temps avant découpe) permi-rent de réaliser ces opérations en continu et demanière automatisée à la sortie de l’étenderie.

En 1959, le système “float glass” (figure 1, p. 10)fut mis au point en Angleterre par Pilkington etexploité en Belgique dès le début des années 60. Laplanéité et le parallélisme des faces du verre rendi-rent alors inutiles les opérations de doucissage etde polissage nécessaires dans tous les procédés an-ciens. Actuellement, quasi la totalité du verre platest fabriquée par ce procédé.

4 LES VITRAGESMODERNES

Le verre trempé,créé à l’initiative del’industrie automo-

bile, fut utilisé pour les pare-brise à partir de 1929.

Les premiers doubles vitrages apparurent juste avantle seconde guerre mondiale. Leur fabrication con-sistait d’abord à souder les bords des vitres entreeux, puis à souder un ruban de plomb entre lesdeux vitres. Ils étaient à l’époque fragiles et iln’existait alors quasi aucune demande pour ce typede produit.

Vers 1965-1970, les doubles vitrages à espaceursmétalliques se développèrent pour connaître un es-sor très important lors de la crise de l’énergie desannées 70.

Citons les principales dates suivantes en ce qui con-cerne le dépôt de couches sur les verres : 1964 : mise au point des couches tendres (con-

trôle de l’énergie solaire et amélioration du coef-ficient U)

1972 : apparition des couches pyrolithiques pourle contrôle de l’énergie solaire

1975 : développement des couches pyrolithiquespermettant la fabrication de doubles vitragesavec valeur U améliorée

1985 : commercialisation des couches sous videsuperisolantes (amélioration du coefficient U)et incolores.

Bien que les verres à couches existent depuis plusde 30 ans, leur succès est récent, car les premièrescouches présentaient à la fois une faible transmis-sion lumineuse et une forte coloration.


ANNEXE 2

PROPRIÉTÉS DU VERRE SILICO-SODO-CALCIQUE

1 PROPRIÉTÉSMÉCANIQUES

Les propriétés mécaniques duverre silico-sodo-calcique sontles suivantes :

masse volumique : ρ = 2500 kg/m3

comportement mécanique : le verre est un ma-tériau parfaitement élastique, qui ne présentedonc jamais de déformation permanente (pasde palier plastique); il se casse brutalement etsans signe avant coureur lorsqu’il atteint la li-mite élastique

module de Young E : il exprime la relation entrela contrainte normale σ et la déformation longi-tudinale. Pour le verre, E = 70 000 N/mm2

coefficient de Poisson ν : lorsque l’on appliqueune contrainte de traction à une éprouvette,celle-ci subit un allongement et, simultanément,une diminution de la section perpendiculaire ausens de l’effort. Le coefficient de Poisson est lerapport entre le rétrécissement unitaire perpen-diculairement au sens de l’effort et l’allonge-ment unitaire dans le sens de l’effort. Pour leverre, ν = 0,2

module de glissement G : il exprime la relationentre la contrainte tangentielle α et la déforma-tion transversale; il peut se calculer à partir de Eet ν : G = E/2 (1 + ν) = ± 29 166 N/mm2

dureté Vickers : 6,35 GN/m2

dureté Mohs : 6.L’échelle de Mohs est une échelle empirique declassification de la dureté des éléments nonmétalliques et minéraux basée sur la comparai-son avec divers minéraux rangés par ordre dedureté croissante; chaque élément de l’échellepeut rayer tous les éléments qui le précèdent etne peut pas être rayé par eux. Les éléments decomparaison adoptés sont donnés au ta-bleau A2.1

résistance à la compression : 1000 N/mm2

résistance à la traction : 10 N/mm2 pour le verresimple, 50 N/mm2 pour le verre trempé. Il nes’agit que d’une valeur indicative donnée à titre

REMARQUE

Le verre existe sous un état particulier de l’état so-lide appelé état amorphe ou vitreux. La plupart dessolides sont des cristaux : leurs constituants com-posent des figures géométriques à trois dimensionsqui se répètent régulièrement sur de longuesdistances. Les solides qui ne possèdent pas cettepropriété sont dits amorphes (sans forme); ils neprésentent qu’un ordre à courte portée, lequel inté-resse le groupement ionique ou moléculaire mini-mal, correspondant à leur formule chimique, et cesgroupes ordonnés forment des assemblages irré-guliers dans tout le volume du solide. Une telleirrégularité est aussi le propre des liquides. Onpeut dès lors considérer les solides amorphes commedes liquides “surrefroidis”, figés, en raison d’uneviscosité extrêmement élevée. Il en résulte en parti-culier que ces matériaux ne fondent pas à unetempérature précise, mais se ramollissent progres-sivement avant d’atteindre l’état liquide [71].

d’information; en réalité, cette valeur dépenden grande partie de la méthode d’essai utiliséeafin de déterminer cette valeur

résistance à la flexion : elle dépend du type deverre (voir tableau A2.2)

résistance au cisaillement : 28 N/mm2.

CLASSE MATÉRIAU CLASSE MATÉRIAU

1 talc 6 orthoclase

2 gypse 7 quartz

3 calcite 8 topaze

4 spath-fluor 9 corindon naturel

5 apatite 10 diamant

Tableau A2.1 Echelle de dureté de Mohs.


TYPE DE VERRE TENSION DERUPTURE (N/mm2)

TAUX DE TRAVAIL(N/mm2)

COEFFICIENT DESÉCURITÉ k

Verre recuit

Verre durci (*) (exemple)

Verre trempé thermiquement

Verre trempé chimiquement (**)

41,2

(93)

196,0

353,0

2,5

(3)

4,0

5,0 ou 7,0 (***)

16,5

(31)

49,0

70,6 ou 50,4 (**)

(*) Seuls les verres durcis porteurs d’un agrément technique (ATG) peuvent avoir des valeurs decalcul de σ et k différentes de celles du verre recuit.

(**) Ce type de verre n’est pas utilisé dans le bâtiment.(***) On prendra la valeur 5 si les bords du vitrage sont non apparents, la valeur 7 s’ils sont

apparents.

Tableau A2.2Résistance à

la flexion desdifférents types

de verre.

2 PROPRIÉTÉSOPTIQUES

Les propriétés optiques du ver-re silico-sodo-calcique sont lessuivantes :

l’indice de réfraction n : lorsqu’un rayon lumi-neux passe d’un milieu à un autre, une partie dece rayon est réfléchie, et l’autre partie passedans l’autre milieu en subissant une déviationappelée réfraction. Le rapport entre le sinus desangles d’incidence et de réfraction est appeléindice de réfraction

la transmission énergétique : le facteur solaireabsolu “g” ou transmission d’énergie totale estdéfini par le rapport de l’énergie totale trans-mise (c’est-à-dire l’énergie directement trans-mise plus l’énergie transmise par convection ourayonnement après absorption) à l’énergie to-tale incidente

la transmission lumineuse : le facteur de trans-mission lumineuse absolu τ

v est la fraction de la

densité du rayonnement lumineux incident quitraverse le vitrage dans la partie visible du spec-tre solaire.

MILIEUX INDICEDE RÉFRACTION

air/verre 0,67

verre/air 1,50

eau/verre 0,88

verre/eau 1,13

Tableau A2.3Indices deréfraction.

rature de 1 K. Pour le verre, il vaut α = 9.10-6/K(dans l’intervalle de température + 20 °C,+ 220 °C); cela signifie qu’une différence de100 K fait allonger un mètre de verre de quasi-ment 1 mm

conductivité thermique λ : c’est le flux thermi-que par unité de surface traversant 1 mètred’épaisseur du matériau pour une différence detempérature de 1 K. Pour le verre, cette valeurvaut λ = 1 W/(m.K)

coefficient de transmission thermique U : il re-présente le flux de chaleur qui traverse 1 m2 deparoi pour une différence de température de 1 Kentre l’intérieur et l’extérieur. Les valeurs ducoefficient de transmission thermique sont don-nées au tableau 29 (p. 52) pour différents typesde vitrage. De manière simplifiée, on peut direqu’un vitrage simple a une valeur U d’environ6 W/(m2K), un double vitrage d’environ3 W/(m2.K)) et un double vitrage à haut rende-ment de moins de 2 W/(m2K) (voir valeurs dé-taillées au § 3.2, p. 46)

perméance thermique P d’un élément de paroi :il s’agit de la quantité de chaleur traversant, enrégime permanent, cet élément de paroi, parunité de temps, par unité de surface et par unitéde différence de température entre les deux fa-ces de l’élément de paroi (W/(m2K))

résistance thermique R d’un élément de paroi :c’est l’inverse de la perméance thermique. Elleest égale au rapport entre l’épaisseur “e” dumatériau (exprimée en mètres) et sa conductivitéthermique λ : R = e/λ ((m2.K)/W)

capacité thermique massique c : quantité dechaleur nécessaire pour augmenter de 1 K l’unitéde masse d’un matériau. Pour le verre, c =700 J/(kg K)

émissivité ε : l’émissivité est définie comme lerapport entre l’énergie émise par une surfacedonnée à une température donnée et celle d’unémetteur parfait (c’est-à-dire un corps noir quia une émissivité égale à 1), à la même tempéra-

3 PROPRIÉTÉSTHERMIQUES

Voici les propriétés thermiquesdu verre silico-sodo-calcique : température de ramollisse-

ment : ± 600 °C température de fusion : 1500 °C coefficient de dilatation linéaire α : ce coeffi-

cient exprime l’allongement d’un matériau parunité de longueur pour une variation de tempé-


ture. Le prEN 12898 [28] décrit une méthodede mesure de l’émissivité normale ε

n; en prati-

que, on utilise la valeur de l’émissivité corrigéeε en multipliant l’émissivité normale par un fac-teur tenant compte de la distribution angulairede l’émissivité dans les calculs de transfert ther-mique. Pour le verre clair, en incidence nor-male, on a ε

n = 0,88.

4 PROPRIÉTÉSACOUSTIQUES

Pour les propriétésacoustiques, on con-sultera l’Annexe 5.

5 PROPRIÉTÉSÉLECTRIQUES

Voici les propriétésélectriques de ce typede verre :

résistance spécifique : 5.107 Ω.m à 1000 Hz et25 °C

constante diélectrique : 7,6 à 1000 Hz et 25 °C.


ANNEXE 3

CALCUL DU COEFFICIENT DETRANSMISSION THERMIQUE UDES VITRAGES

1 GÉNÉRALITÉS La norme NBN EN 673 [50]donne la méthode de calcul du

coefficient de transmission thermique U des vitra-ges. La valeur trouvée par ce calcul correspond à lavaleur U au centre des vitrages, c’est-à-dire ne te-nant pas compte des effets de bords dus à la pré-sence de l’espaceur qui augmente les déperditionscalorifiques.

Nous reprenons ci-dessous les équations permet-tant de calculer la valeur U des simples et doublesvitrages verticaux; le détail des calculs et l’originedes différents termes sont décrits dans la normeNBN EN 673.

Le coefficient U dans la partie centrale d’un vitragese calcule à partir de la formule générale suivante :

1

U = + +1 1 1

h h he t i

= 1 1 1

h h he s i

N

i

+ ( )∑ + ∑ +i=1

j

jj=1

M e

λoùh

e= coefficient d’échange thermique superficiel

entre la paroi et l’ambiance extérieure(W/(m2.K))

hi

= coefficient d’échange thermique superficielentre la paroi et l’ambiance intérieure(W/(m2.K))

(hs)

i= conductance thermique des lames de gaz

successives (W/(m2.K))e

j= épaisseur des couches solides successives du

vitrage (m)λ

j= conductivité thermique des matériaux des

couches solides (W/(m.K))M = nombre de couches solides du vitrageN = nombre de couches de gaz du vitrage

2 SIMPLESVITRAGES

Pour un simple vitrage, cetteformule se limite à :

1

U = + +1 1

h

e

he iλ .

EXEMPLE

Verre simple de 4 mm :

U = 1

1

8

, + +0 004

1

1

23

= 5,8 W/(m2.K).

3 DOUBLESVITRAGES

Pour un double vitrage ver-tical, cette formule devient :

1

ht

= = ( )∑ + ∑= =

Rh

et

s ii

N j

jj

M1

1 1λ = résistance

thermique du vitrage de surface à surface((m2.K)/W) = somme des conductances thermiquesdes différents composants du vitrage.

Les valeurs du coefficient d’échange thermiquesuperficiel entre la paroi et l’ambiance extérieureh

e et du coefficient d’échange thermique superfi-

ciel entre la paroi et l’ambiance intérieure hi valent

respectivement 23 et 8 W/(m2.K) pour des vitragesverticaux.

1

U = + + + +1 1 11 2

h

e

h

e

he s iλ λ .


La valeur hs est donnée par la formule suivante :

hs ,

=

+ −+5 14

1 11

1 2ε ε

NuB

s

où :s = épaisseur de la lame de gaz (m)Nu = A . s1,14; cependant, si cette valeur est in-

férieure à 1, on utilise Nu = 1 pour lecalcul de h

s

ε1 et ε

2= les émissivités corrigées des deux feuilles

de verre; pour des verres sans couches oulorsque les couches n’ont pas d’influencesur l’émissivité, on utilise la valeur ε =0,837; lorsqu’il s’agit de verre à basseémissivité, il faut déterminer la valeur del’émissivité normale à l’aide d’un spec-tromètre à infrarouges (prEN 12898 [28]),puis en déduire l’émissivité corrigée (ta-bleau A2.2 de ce prEN)

A et B= des constantes dépendant du type de gaz,dont les valeurs sont données au tableauA3.1.

Pour le calcul de la valeur U des triples vitrageset/ou des vitrages inclinés, on se référera à la normenorme NBN EN 673 [50].

Nu = 115,3 . 0,0121,14 = 0,74

hs = 5,14

1

0,837

,

,

,+ −+1

0 8371

0 025

0 012

= 5,78 W/(m2 K)

U = 1

0,35 = 2,9 W/(m2.K).

2°) Supposons un vitrage isolant composé de deuxverres de 4 mm, d’un espace d’air “s” de 12 mmet d’une couche d’une émissivité normale ε

n

équivalant à 0,12.

Il faut d’abord déterminer l’émissivité corrigéeε de la couche; le projet de norme prEN 12898[28] (tableau A2.2) donne un coefficient d’équi-valence de 1,13 entre l’émissivité normale etl’émissivité corrigée si l’émissivité normale vaut0,12. On a donc :

ε = 1,13 . εn = 0,14.

On peut alors calculer la valeur U du vitrage :Nu = 115,3 . 0,0121,14 = 0,74 Nu = 1

hs = 5,14

1

0,14

,

,

,+ −+1

0 8371

0 025

0 012

= 2,78 W/(m2.K)

U

hs

,

,

=+ + + +

118

0 0041

1 0 0041

123

= 1

0,18 + 1

hs

U = 1

0,54 = 1,8 W/(m2.K).

Remarque : les valeurs de U sont toujours arron-dies au dizième (c’est-à-dire 1,74 devient 1,7 et1,75 devient 1,8).

GAZ A B

Air 115,3 0,025

Argon 122,8 0,017

Krypton 197,6 0,009

Tableau A3.1Constantes A et

B pour lesdifférents gaz.

EXEMPLES

1°) Considérons un vitrage isolant composé de deuxverres de 4 mm (sans couche à basse émissivité)séparés par un espace d’air de 12 mm. La valeurU se calculera comme suit :

U

hs

,

,

=+ + + +

118

0 0041

1 0 0041

123

= 1

0,18 + 1

hs


ANNEXE 4

CALCUL DE LA TEMPÉRATUREDES VITRAGES

La théorie développée au § 3.2.2 (p. 46) permet decalculer la température des vitrages si on supposeque les échanges de chaleur se font en régime sta-tionnaire. Dans ce cas, le flux de chaleur “q” quitraverse l’ensemble du vitrage est égal au flux dechaleur qui traverse chacune des composantes duvitrage. On peut donc écrire :

q = iθ θ −( )e

R et qx

=

−( )θ θi x

xRoù θ

x= la température dans le plan x

Rx= la résistance thermique des composantes

situées entre l’intérieur et le plan x (figu-re A4.1).

Or, on a supposé que q = qx. Donc

q = iθ θ −( )x

xR.

On connaît tous les termes de cette équation, ex-cepté la température θ

x, que l’on peut donc calculer.

EXEMPLES

1°) Considérons un vitrage simple de 4 mm enprésence de températures extérieures et intérieu-res respectivement de 0 et 20 °C.

Le coefficient de transmission thermique du vi-trage vaut 5,8 W/(m2.K); sa résistance thermique

espaceur

feuille deverre

θxθiθe

Fig. A4.1Température en unpoint quelconque

d’un vitrage.θe = température

extérieureθx = température

dans le plan xθi = température

intérieure

est donc de 1/5,8 = 0,17 (m2.K)/W; la quantitéde chaleur passant d’une ambiance à l’autre seraalors de :

q = 20 - 0

0,17 = 116,0 W/m2.

Si θvi est la température de la face intérieure du

vitrage, on peut écrire :

q = 116,0 W/m2 = 20 - 1

8

viθ θvi = 5,5 °C.

De même, pour θve

, on a :

q = 116,0 W/m2 = 20 -

1

8

veθ

,+ 0 004

1

θve

= 5,0 °C.

1 2 3 4 5EPAISSEUR (mm)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

5,05,5

TEM

PÉRA

TURE

(°C

)

Fig. A4.2Evolution destempératuresdans un simplevitrage.

0


2°) Prenons un vitrage isolant composé de deuxverres de 4 mm et d’une couche d’air de 12 mm.Les températures extérieure et intérieure sontrespectivement de 0 et 20 °C.

En suivant le même raisonnement que ci-des-sus, on peut trouver les différentes températuresdu vitrage.

Le coefficient de transmission thermique du vi-trage vaut 2,9 W/(m2.K); sa résistance thermiqueest donc de 1/2,9 = 0,35 (m2.K)/W; la quantitéde chaleur passant d’une ambiance à l’autre estégale à :

q = 20 - 0

0,35 = 58,0 W/m2.

Si θvi et θ

ve sont les températures des faces

intérieure et extérieure du vitrage intérieur, onpeut écrire :

q = 58,0 W/m2 = 20 -

1

8

viθ θ

vi = 12,8 °C

et

q = 58,0 W/m2 = 20 -

1

8

veθ

,+ 0 004

1

θve

= 12,5 °C.

De même, si θ*vi et θ*

ve sont les températures

des faces intérieure et extérieure du vitrageextérieur, on a :

q = 58,0 W/m2 = θve

* − 01

23

θ*ve

= 2,5 °C

et

q = 58,0 W/m2 = θvi

*

,

−

+

0123

0 0041

θ*vi = 2,8 °C.

EPAISSEUR DU VITRAGE (mm)

0 4 8 12 16 200

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

TEM

PÉRA

TURE

(°C

)

2,8

12,512,8

20

Fig. A4.3 Evolution des températures dans un doublevitrage 4 -12 -4.

2,5


NOTIONS D’ACOUSTIQUE

ANNEXE 5

1 SON, PRESSIONET FRÉQUENCE

Les mouvements d’un corps vi-brant perturbent le milieu quil’entoure. Ces perturbations se

propagent de proche en proche dans toutes les di-rections, depuis la source jusqu’à l’organe de ré-ception, à une vitesse qui dépend des propriétésphysiques du milieu (par exemple, dans l’air à20 °C, à 340 m/s). Elles ne se transmettent pas dansle vide.

Dans certaines conditions, ces perturbations impres-sionnent le sens de l’ouïe : il s’agit alors d’un son.Le son perçu par l’oreille correspond à une varia-tion de pression sur le tympan transmise par l’ébran-lement d’un milieu, généralement l’air. C’est cettevariation de pression que le tympan capte et que lesystème neuro-acoustique de l’oreille transformeen sensation sonore.

Pour caractériser entièrement un son, il faut le dé-finir par deux grandeurs, à savoir : son niveau de pression acoustique, exprimé en

Pa sa fréquence, qui dépend de la durée d’une vi-

bration complète; pour la caractériser, on utilisele nombre de vibrations par seconde qu’on ex-prime en Hertz (Hz); plus la fréquence d’un sonest élevée, plus celui-ci paraît aigu.

Le seuil d’audibilité de l’oreille humaine corres-pond à un niveau de pression de 2.10-5 Pa; elle peutsupporter sans dégradation des pressions jusqu’à20 Pa, le seuil de douleur se situant environ à100 Pa.

Au niveau des fréquences, l’oreille peut percevoirdes sons allant d’environ 20 à 20 000 Hz.

2 NIVEAU DEPRESSION

ACOUSTIQUE

En pratique, pour carac-tériser l’intensité d’unson, on n’utilise pas lapression acoustique car :

la gamme de pression est trop étendue : de 2.10-5

à 20, voire 100 Pa la relation entre l’oreille humaine et la pression

acoustique n’est pas linéaire mais logarithmique.

Un son est caractérisé par son niveau de pressionacoustique L

p, défini par la formule suivante :

Lp = 10 log

p

p

2

02

= 20 log p

p0

(dB)

où p = la pression de l’onde acoustique considéréep

0= la pression de référence correspondant au

seuil d’audibilité = 2.10-5 Pa.

Cette grandeur est exprimée en décibels (dB).

Le tableau A5.1 donne la correspondance entre lespressions acoustiques (Pa), les niveaux de pressionacoustique (dB) et les puissances acoustiques (W),ainsi que les impressions physiologiques qui lesaccompagnent.

REMARQUES

Lorsque plusieurs sources indépendantes produi-sent en un point des pressions acoustiques p

1, p

2,

p3, …, la pression résultante “p” est déterminée

par p2 = p12 + p2

2 + p32 + …, et le niveau de

pression acoustique résultant équivaut à :

Lp = 10 log p1

2 ...+ + +p p

p22

32

02

.

Il n’est donc pas correct d’additionner des ni-veaux de pression acoustique.

Deux bruits de même niveau de pression secomposent pour donner un bruit de niveau quisera 3 dB plus élevé que celui de chacun descomposants.


EFFETPHYSIOLOGIQUE

PUISSANCE ACOUSTIQUE (W) PRESSIONSONORE p (Pa)

NIVEAU DEPRESSION ACOUS-

TIQUE Lp (dB)

Syncope 100 000 000 10 000 000

1 000 000100 000

10 0001000100

101

0,1 0,01 0,001 0,000 1 0,000 01 0,000 001 0,000 000 1 0,000 000 01 0,000 000 001 0,000 000 000 1 0,000 000 000 01 0,000 000 000 001

200 000

20 000

2000

200

20

2

0,2

0,02

0,002

0,0002

0,00002

2001901801701601501401301201101009080706050403020100

Seuil de douleur

Danger

Seuil d’audibilité

Tableau A5.1Puissance acoustique,pression sonore etniveau de pressionacoustique.

Exemple : si un bruit a une pression sonore de10 Pa, son niveau de pression acoustique vaut :

Lp = 10 log 10

2 . 10

2

-5( )2 = 114 dB.

Si 2 bruits de 10 Pa sont combinés, le niveau depression acoustique sera de :

Lp = 10 log

102

.

+

( )−

10

2 10

2

5 2 = 117 dB.

Lorsqu’il existe un écart de plus de 10 dB entredeux niveaux de bruit, le niveau de pression dubruit résultant est sensiblement celui du bruit leplus fort.

On constate en outre sur ces courbes qu’à de hautsniveaux de pression acoustique, l’impression per-çue par l’oreille varie moins en fonction de la fré-quence qu’à de bas niveaux de pression, c’est-à-dire que les courbes deviennent de plus en plusplates. Le maximum de sensibilité de l’oreille cor-respond à environ 4000 Hz.

Il ressort de ces dernières constatations que l’isola-tion acoustique ne devra pas être aussi efficace pourtoutes les fréquences, mais principalement dans lagamme de 400 à 3000 Hz.

Les fréquences importantes pour l’acoustique dubâtiment sont celles situées entre 10 et 4000 Hz.

4 SPECTREACOUSTIQUE

En réalité, les sons aux-quels nous sommes con-frontés ne sont pas for-

més d’une répétition de cycles de fréquence et deniveaux de pression identiques, mais d’une super-position de sons de fréquence et de pression diffé-rentes, de telle sorte que l’on a affaire à un spectrecontinu dans lequel toutes les fréquences existent.Pour représenter un tel son, on ne réalise donc pasune mesure pour chaque fréquence particulière,mais on détermine le niveau de pression acoustiquedans des intervalles déterminés.

Chaque intervalle comprend toutes les fréquencesexistant entre deux fréquences données appeléesfréquences limites.

3 SENSIBILITÉDE L’OREILLE

HUMAINE

La sensibilité de notre oreillen’est pas la même pour toutesles fréquences : elle perçoit eneffet moins bien les fréquen-

ces faibles (moins de 400 Hz) et très élevées (plusde 7000 Hz). La figure A5.1 (p. 94) montre lescourbes de Fletcher et Munson, qui donnent, à1000 Hz, le niveau de pression acoustique réelle-ment perçu par l’oreille et, pour les autres fréquen-ces, le niveau de pression acoustique nécessairepour que notre oreille perçoive la même intensitéqu’à 1000 Hz; ces courbes sont appelées isophones.


20 31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 12 500FRÉQUENCE [Hz]

120

110

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

-10

NIV

EAU

DE

PRES

SIO

N A

CO

UST

IQU

E (R

ÉFÉR

ENC

E : 2

0 m

Pa) [

dB]

Fig. A5.1Courbes de

Fletcher etMunson.

En acoustique, les intervalles utilisés sont appelésdes octaves dont on définit la largeur de telle ma-nière que la fréquence limite supérieure de l’inter-valle f

2 soit égale au double de la fréquence limite

inférieure, soit : f

f1

2

= 2 f1. De plus, on ne désigne

pas l’intervalle par ses limites, mais par sa fréquencenominale f

n définie par :

fn . = f f1 2 .

En ce qui concerne l’isolation acoustique des bâti-ments, la gamme de fréquences à considérer s’étendde 100 à 4000 Hz. Le tableau A5.2 donne les fré-quences limites et nominales des bandes d’octavedans cette gamme de pression.

Le niveau de pression acoustique relevé dans cha-que octave est alors repris dans un graphique ap-pelé spectre acoustique (figure A5.2). Plus la courbey est élevée, plus l’intensité du son provoqué par lasource est importante.

FRÉQUENCES FRÉQUENCESLIMITES (Hz) NOMINALES (Hz)

90 - 180 125

180 - 355 250

355 - 710 500

710 - 1400 1000

1400 - 2800 2000

2800 - 5600 4000

Tableau A5.2Fréquenceslimites etnominales desbandes d’octavede 100 à4000 Hz.

6 INDICE D’AFFAIBLIS-SEMENT ACOUSTIQUEET COURBE D’ISOLA-

TION ACOUSTIQUE

La caractérisationacoustique d’un produitde construction s’effec-tue suivant une procé-dure de mesurage nor-

malisée (voir [55, 56]). Ainsi, le fabricant de vi-trage fournit l’élément à tester dans les dimensions

imposées à un laboratoire d’acoustique où le pro-duit est fixé dans une fenêtre d’essai standardiséeplacée entre deux cellules de mesure.

Dans la première cellule, dite local d’émission, unesource produit un bruit intense dont l’énergie portesurtout dans le domaine de fréquence significatifpour l’acoustique du bâtiment. Le spectre de cebruit est mesuré en continu.

Le bruit généré pénètre dans le second local, ap-pelé local de réception. La construction des cellu-les de mesure est telle que le bruit mesurable àl’intérieur du local de réception peut uniquementprovenir de la transmission sonore à travers l’élé-ment testé. Le bruit ainsi mesuré permet d’établirle spectre de réception.

110

100

90

80

70

60

50

40

30

2010


100

125

150

200

250

315

400

500

630

800 1k

1,25

k1,

6k 2k2,

5k3,

15k 4k 5k

50

45

40

35

30

25

20

15

L p [dB

]

FRÉQUENCE f [Hz]

f

100125160200250315400500630800

10001250160020002500315040005000

Lp

272128302831323335373732313438414445

Fig. A5.2Exemple de

spectreacoustique.

En admettant que le bruit qui ne traverse pas l’élé-ment testé (niveau de réduction) serve de base pourdéfinir l’isolation acoustique, il suffira de calculer,par bande de fréquences, la différence entre les ni-veaux de pression acoustique régnant dans les lo-caux d’émission et de réception. Toutefois, cettefaçon de caractériser le vitrage ne permettrait pasd’obtenir des résultats reproductibles dans d’autreslaboratoires, ni dans le même laboratoire si les cir-constances sont différentes. On réalise donc unecorrection tenant compte de la surface de l’élémenttesté et de la réverbération existant ou non dans lelocal de réception.

En appliquant, pour chaque bande d’octaves, cettecorrection à la différence entre les niveaux de pres-sion acoustique régnant dans les locaux d’émissionet de réception, on obtient l’indice d’affaiblisse-ment acoustique “R”. En reportant, pour chaquebande d’octaves, les valeurs de l’indice d’affaiblis-sement acoustique dans un graphique, on obtientun spectre d’isolation acoustique. Dans un tel spec-tre, plus la courbe est élevée, meilleure est l’isola-tion procurée par le vitrage dans la bande d’octavescorrespondante.

7 INDICATEUR ÀVALEUR UNIQUE

Rw (C; Ctr)

En pratique, la do-cumentation tech-nique des fabri-cants, les cahiers

des charges, les règlements et les normes expri-ment l’isolation acoustique à l’aide d’un indicateurà valeur unique plutôt que par une informationspectrale complète. L’avantage de cet indicateurest qu’il permet de classer aisément les performan-ces acoustiques des éléments de construction. De-puis 1996, le calcul de cet indicateur a été unifor-misé par les normes EN ISO 717 [57, 58].

L’indicateur à valeur unique, qui comprend en réa-lité trois termes, est défini de la manière suivante :

Rw (C; C

tr)

où Rw

= l’indicateur à valeur unique, appelé indicepondéré d’affaiblissement acoustique

C = le facteur d’adaptation pour un bruit rose(spectre 1)

Ctr

= le facteur d’adaptation pour un bruit detrafic (spectre 2).

Les deux termes d’adaptation ont été définis demanière à tenir compte du type de son dont on doits’isoler : le spectre 1 (bruit rose) correspond à uneprédominance de fréquences hautes et moyennes etle spectre 2 (bruit de trafic routier) correspond àune prédominance de fréquences basses et moyen-nes. Ces spectres sont représentés à la figure A5.3(p. 96).


Pour classer les performances ou fixer des exigen-ces, on additionne donc la valeur de l’indicateurunique et le facteur d’adaptation approprié, lequelest choisi selon la source de bruit. Les valeurs à

considérer pour caractériser l’isolation acoustiqued’un vitrage seront donc, selon les cas, (R

w + C) ou

(Rw + C

tr).

0

- 5

- 10

- 15

- 20

- 25

- 30

100

125

160

200

250

315

400

500

630

800

1000

1250

1600

2000

2500

3150

FRÉQUENCE (Hz)

NIV

EAU

DES

SPE

CTR

ES (d

B)

spectre 1 : bruit rosespectre 2 : bruit de trafic

routier urbain

Fig. A5.3 Spectres d’un bruit rose et d’un bruit de trafic.


ANNEXE 6

CORRESPONDANCENBN S 23-002 (STS 38) -NBN EN/prEN

I ESSAIS

SUJET § STS NBN EN/prEN

RÉSISTANCE AUX CHOCS

Essai de chute d’un corps dur 00.33.51. et 52. prEN 356, §§ 6.1.,7.1. et 8

Essai pendulaire 00.33.53. à 56. prEN 12600

Résistance aux armes à feu 00.33.57. prEN 1063

Essai à la hache – prEN 356, §§ 6.2.,7.2. et 9

VITRAGES ISOLANTS

Coefficient de transmission thermique 38.12.03 NBN EN 673-674-675 et prEN 1098

Masse de déshydratant et capacité d’absorption d’eau 00.34. prEN 1279-2

Point de rosée 00.35. prEN 1279-2

Essai à température et degré hygrométrique élevés 00.37.55 prEN 1279-2

Essais d’irradiation aux UV 00.60 prEN 1279-4

Fuite et concentration du gaz – prEN 1279-3

Propriétés physiques des produits de scellement – prEN 1279-4

ESSAIS DE VIEILLISSEMENT

Vieillissement du mastic ou préformé pour châssis métalliques 00.37.10 –

Vieillissement accéléré du mastic ou préformé 00.37.11 –pour châssis métalliques

Rétention d’huile du mastic ou préformé pour châssis métalliques 00.37.20 –

Essais divers pour mastics et préformés 00.39., 47. et 59. –


SUJET § STS NBN EN / prEN

TOLÉRANCES SUR LES PRODUITS

Dimensions 00.91.

Rectitude des arêtes 00.92.

Planéité 00.94

Qualité d’aspect et dimensions finales 00.97

SANS ÉQUIVALENT DANS LES STS

Caractéristiques lumineuses et énergétiques NBN EN 410

Verre feuilleté : durabilité à haute t°, humidité et rayonnement NBN EN ISO12543-2, 3 et 4

Durabilité des couches prEN 1096-2 et 3

Résistance à la flexion prEN 1288-1 à 5,prEN12603

Détermination de l’émissivité prEN 12898

Résistance à l’explosion prEN 13541

Structural glazing (VEC) prEN 13022-3

Traitement heat soak WI 129055

2 MATÉRIAUX


03.6. MASTICS ET PRODUITS D’OBTURATION POUR VITRAGES

Mastics 03.61. prEN 12488

Produits d’obturation 03.62. prEN 12488

Produits d’étanchéité divers et spéciaux 03.63. –

08.5. PRODUITS VERRIERS

Généralités - Propriétés NBN EN 572-1

Glace 08.51. NBN EN 572-2

Glace armée 08.51 NBN EN 572-3

Verre étiré 08.52. NBN EN 572-4

Verre moulé (briques, tuiles, …) 08.53.12 prEN 1051

Verre imprimé 08.53.22.1. et 53.3. NBN EN 572-5

Verre imprimé armé 08.53.22.2. et 53.3. NBN EN 572-6

Verre ondulé armé 08.53.22.3. et 53.3. –

Verre profilé armé ou non armé 08.53.22.4. et 53.3. NBN EN 572-7

Glace, verre étiré et verre coulé à caract. et aspects particuliers 08.54. –

Choix du produit verrier de sécurité 08.55.02. –

Décrit dans lesdifférentes normes

produits


SUJET § STS NBN EN / prEN

Causes de dégradation des vitrages et risques consécutifs 08.55.03. –

Verre et glace feuilletés 08.55.20. NBN EN ISO12543-1, 5 et 6

Verre et glace émaillés trempés ou renforcés par 08.56. et 08.15.42. prEN 12150des procédés thermiques (trempé)

prEN 1863 (durci)

Verre trempé chimiquement 08.55.12 - 08.15.42 prEN 12337

Vitrages isolants 08.57.22. à 24. prEN 1279-1

Miroir cf. NBN S 23-001 prEN 1036

SANS ÉQUIVALENT DANS LES STS

Verre borosilicate NBN EN 1748-1

Vitrocéramique NBN EN 1748-2

Verre à couches prEN 1096-1

Verre résistant au feu prEN 357-1

Verre isolant acoustiquement prEN 12758-1

Structural glazing (VEC) prEN 13022-1 et 2

Verre borosilicate trempé thermiquement prEN 13024-1

3 MISE EN ŒUVRE


Contraintes de rupture 38.02.2. prEN 13474-1 et 2

Epaisseurs suivant les sollicitations 38.02.3. prEN 13474-1 et 2+ eurocode 1-2-4

Calage 38.03. prEN 14439

Jointoiement des vitrages 38.04. prEN 12488

Mise en œuvre des produits de jointoiement 38.05 –

Pose des vitrages simples 38.11. –

Pose des vitrages isolants 38.12. –

Pose des vitrages absorbants ou réfléchissants 38.13. –

Pose des vitrages profilés 38.14. –

Pose, classes et choix des vitrages de sécurité 38.15. –

Pose de portes en verre trempé thermiquement 38.2. –

Pose de verre moulé 38.3. prEN 12725,WI 092 - 093

Miroirs 38.5. –

Structural glazing (VEC) – prEN 13022-4


LEXIQUEFRANÇAIS - NÉERLANDAIS

ANNEXE 7

A

Allège Borstwering

Arête Kant

Arête abattue Afgeschuinde kant

Argenture Verzilvering

B

Bord Rand

Bord rodé Geslepen rand

Bord rodé satiné Mat geslepen rand

Bord poli Gepolijste rand

Bord en biseau Schuin afgeslepen rand

Bord scié Gezaagde rand

Bord coupé au Rand gesneden metjet d’eau waterstraal

Brique en verre Glazen bouwsteen

Brut de coupe Ruw gesneden

C

Casse thermique Thermische breuk

Châssis Raam (vensterraam)

Coupe Snijden

D

Décalage Verschuiving

Défaut Gebrek

Dessiccatif Droogmiddel

Double vitrage Dubbele beglazing

E

Epaisseur Dikte

Equerrage Rechthoekigheid -haaksheid

Espaceur Afstandhouder

Etirage Trekprocédé - Uittrekking

F

Façonnage des bords Randbewerking

Fenêtre Venster (= vensterraam +(= châssis + vitrage) beglazing)

Flèche Doorbuiging

Fleur de trempe Hardingspectrum

Float Floatglas

Fragmentation Versplintering

I

Intercalaire Tussenlaag

Irisation Irisatie

L

Latte à vitrage Glaslat

M

Miroir Spiegel

P

Parclose Glaslat

Pavé en verre Glazen tegel

Poli Geslepen

Porte Deur

Pression dynamique Dynamischede base du vent basiswinddruk

R

Rodage des bords Slijpen van de raden

T

Tolérance Tolerantie

Translucide Doorschijnend

Transparent Doorzichtig

Trempe Harding


V

Verre Glas

Verre à basse Glas met laagémissivité emissievermogen

Verre absorbant Absorberend glas

Verre à couches Gecoat glas

Verre à faible Glas met een kleinedilatation uitzettingscoëfficiënt

Verre antireflets Antireflecterend glas

Verre armé Draadglas

Verre bombé Gebogen glas

Verre borosilicate Borosilicaatglas

Verre coulé Gegoten glas

Verre durci Halfgehard glas

Verre émaillé Geëmailleerd glas

Verre étiré Getrokken glas

Verre feuilleté Gelaagd glas

Verre gravé Gegraveerd glas

Verre imprimé Figuurglas

Verre laqué Lakglas

Verre maté Mat glas

Verre moulé Vormgegoten glas

Verre profilé Geprofileerd glas

Verre recuit Uitgegloeid glas

Verre réfléchissant Reflecterend glas

Verre sablé Gezandstraald glas

Verre sérigraphié Gezeefdrukt glas

Verre soufflé Geblazen glas

Verre trempé Chemisch gehard glaschimiquement

Verre trempé Thermisch gehard glasthermiquement

Vitrage Beglazing

Vitrage chromogène Chromogene beglazing

Vitrage coupe feu Brandwerende beglazing

Vitrage de sécurité Veiligheidsbeglazing

Vitrage extérieur Structureel verankerdattaché (VEA) glaswerk (SVG)

Vitrage extérieur collé Structureel gelijmd(VEC) glaswerk (SGG)

Vitrage isolant Isolerende beglazing

Vitrage pare-flammes Vlamwerend glas

Vitrage retardateur Inbraakvertragended’effraction beglazing

Vitrail Brandglas

Vitre Ruit

Vitrocéramique Glaskeramiek


BIBLIOGRAPHIE1. AFNOR

NF P 78-201-1/A1 Travaux de miroiterie-vitre-rie. Partie 1 : Cahier des clauses techniques.Amendement 1. Paris, AFNOR, mai 1998.

2. AFNORNF X 10-020 Isolation thermique. Vocabulaire.Paris, AFNOR, décembre 1976.

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4. ...AR du 19.12.1997 Arrêté royal modifiant l’ar-rêté royal du 7 juillet 1994 fixant les normes debase en matière de prévention contre l’incendieet l’explosion, auxquelles les bâtiments nou-veaux doivent satisfaire. Bruxelles, Moniteurbelge, 30.12.1997.

5. Association des amis de l’UnescoLe verre dans l’architecture. Bruxelles, Asso-ciation des amis de l’Unesco, Les nouvelles dupatrimoine, n° 77, septembre 1998.

6. Carmeille PierreVitrages. Produits verriers et de synthèse. SaintRémy-lès-Chevreuse, CATED, décembre 1996.

7. Carmeille Pierre et Grell PhilippeVerre dans la construction, la décoration etl’ameublement. Saint Rémy-lès-Chevreuse,CATED, décembre 1995.

8. Carré H.Le verre trempé, un nouveau matériau de struc-ture. Paris, CSTB, Cahier du CSTB, n° 3003,livraison 385, décembre 1997.

9. Centre scientifique et technique de la constructionCalcul de l’épaisseur des vitrages de façade.Résistance à l’action du vent. Bruxelles, CSTC,Rapport n° 2, 1993.

10. Centre scientifique et technique de la constructionLes vitrages feuilletés de sécurité. Bruxelles,CSTC, Digest n° 9, 1999.

11. Centre scientifique et technique de la constructionLe vitrage en toiture. Bruxelles, CSTC, Noted’information technique, n°176, juin 1989.

12. Centre scientifique et technique de la constructionNotions élémentaires sur la transmission de cha-leur. Bruxelles, CSTC, Note d’information tech-nique, n° 174, décembre 1988.

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17. Comité européen de normalisationprEN 357-1 Verre dans la construction. Elé-ments de construction vitrés résistant au feu.Partie 1 : Classification de la résistance au feude produits verriers transparents ou transluci-des. Bruxelles, CEN, mars 1999.

18. Comité européen de normalisationprEN 1051 Verre dans la construction. Briquesen verre et pavés en verre. Définitions, exigen-ces, méthodes d’essai et contrôles, Bruxelles,CEN, décembre 1996.

19. Comité européen de normalisationprEN 1063 Verre dans la construction. Vitragesde sécurité. Vitrages résistant aux balles. Clas-sification et méthode d’essai, Bruxelles, CEN,septembre 1996.

20. Comité européen de normalisationprEN 1279-1 Verre dans la construction. Vi-trage isolant préfabriqué scellé. Partie 1. Bruxel-les, CEN, décembre 1997.

21. Comité européen de normalisationprEN 1863 Verre dans la construction. Verre desilicate sodo-calcique renforcé à la chaleur.Bruxelles, CEN, novembre 1998.


22. Comité européen de normalisationprEN 10077 Performance thermique des fenê-tres, portes et fermetures. Calcul du coefficientde transmission thermique. Partie 1 : Méthodesimplifiée. Bruxelles, CEN, mars 1999.

23. Comité européen de normalisationprEN 12150 Verre dans la construction. Verrede silicate sodo-calcique trempé thermique desécurité. Bruxelles, CEN, décembre 1998.

24. Comité européen de normalisationprEN 12337 Verre dans la construction. Verrede silicate sodo-calcique renforcé chimique-ment. Bruxelles, CEN, janvier 1999.

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