Vitre

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Une vitre est une plaque d'un matériau transparent (souvent du verre, mais aussi du plexiglas, etc.). On s'en sert notamment au sein des fenêtres, des oculi, etc.

Le vitrage est une vitre encadrée dans un châssis. On utilise souvent le terme vitrage au lieu de vitre dans le domaine de la construction, car c'est l'ensemble qui doit être placé, analysé, conçu... L'article présent fait preuve de la même largesse d'esprit.

Compte tenu de leur importance capitale et de leurs multiples fonctions au sein des bâtiments, les vitrages ont été et sont aujourd'hui encore l'objet d'améliorations constantes. On aboutit aujourd'hui à une gamme d'offre variée qui retient plusieurs facteurs: transparence, isolation thermique et phonique (double vitrage), entretien réduit... Certaines vitres sont spécifiques : anti-éclats (pare-brise) ou blindées (anti-effractions) par exemple.

Propriétés thermiques des vitrages

Particulièrement utile dans le domaine de la bioconstruction ou de l'architecture bioclimatique, les qualités ou facteurs des vitres suivants permettent une comparaison approfondie des types de vitres et poussent les constructeurs à innover pour atteindre de meilleures performances.

Le facteur solaire g ou transmission énergétique

exemple des coefficients d'absorption, de transmission et de réflexion d'un vitrage

Le rayonnement solaire qui atteint une surface vitrée est réfléchi, transmis et absorbé dans des proportions variables suivant la nature du vitrage. On peut chercher à privilégier une seule de ces trois qualités (c'est le cas des immeubles de bureau qui cherchent à réduire la transmission lumineuse), mais suivant le cas on peut également garder une certaine harmonie dans ces trois facteurs.

C'est la proportion du flux énergétique que le vitrage laisse passer, qui s'exprime en pourcentage du rayonnement reçu, que l'on appelle facteur solaire g. Il représente la somme du rayonnement transmis et celle du rayonnement absorbé puis retransmis vers l'intérieur par le vitrage.

La transmission lumineuse T

On l'appelle aussi coefficient de transparence, c'est le pourcentage de lumière solaire transmise. Elle ne mesure pas l'énergie transmise (sous forme calorifique) mais uniquement le pourcentage de la lumière transmise.

Il existe des vitrages réfléchissants, ou absorbants, qui réduisent l'éblouissement dans les immeubles de bureau, mais ils réduisent également le facteur solaire. On peut trouver également des vitrages "dynamiques" qui peuvent s'obscurcir de façon réversible sous l'effet d'un faible courant électrique sur un gaz contenu dans du double vitrage. Enfin certains vitrages intercalent à des espaces réguliers des absorbeurs en argent qui réduisent la transmission lumineuse (40%) et produisent de l'énergie thermique.

La déperdition énergétique U ou coefficient de déperdition thermique

Elle se mesure en watts par mètre carré Kelvin (W/m².K), et correspond à la capacité d'un vitrage à stopper les déperditions de chaleur. Plus le coefficient est faible, plus le vitrage est 'isolant' (un vitrage possédant théoriquement la valeur 0.0 U n'occasionnerait aucune déperdition de chaleur).

Le coefficient de déperdition thermique peut être amélioré par l'emploi de solutions suivantes:

• ajout d'une deuxième ou troisième vitre

• augmentation de la distance séparant deux vitrages (augmentation du volume d'air présent entre les deux)

• remplacement de l'air contenu entre les deux vitres par un gaz rare plus lourd que lui, type argon ou krypton.

• revêt d'un couche métallisée, type argent ou aluminium, sur la face interne d'un vitrage pour réfléchir la chaleur.

L'effet de serre

Les matériaux ou corps transparents possèdent la capacité de laisser passer les ondes infrarouges de faible longueur d'onde, mais non de grande longueur d'onde. Lorsque le soleil frappe la surface d'un vitrage, celui-ci laisse pénétrer dans la pièce les ondes infrarouges qui entrent alors en contact avec les murs pour y être absorbées. La paroi s'échauffe alors et émet de la chaleur sous forme de rayonnement infrarouge à ondes longues qui ne peuvent pas retraverser le vitrage. La chaleur étant piégée dans la pièce, la température augmente: c'est l'effet de serre.
Cette propriété est valorisée par les triples ou quadruples vitrages pariétodynamiques ouverts qui se comportent comme des Panneaux solaires aérothermiques permettant aussi une meilleure ventilation des bâtiments, tout en économisant l'énergie.

Matériaux utilisés pour les vitrages

• le verre
• le plexiglas
• des films plastiques aux propriétés spécifiques

Types de vitrages

Fenêtre avec des vitres récentes (plates) et d'autres anciennes (légèrement ondulées)

• Sur les fenêtres anciennes, on voit parfois une combinaison de vitres d'âges très divers. Les vitres anciennes sont légèrement ondulées. Elles comportent parfois des petites bulles d'air dans le verre. Les vitres récentes (probablement installées en remplacement de vitres anciennes cassées) sont parfaitement plates.
• Parmi les vitrages performants (doubles ou triples vitrages), on appelle « vitrage à basse émissivité » des vitrages comportant un film basse émissivité.
• Les vitrages « basse émissivité » qui contiennent entre leurs parois un gaz rare, sont eux-mêmes appelés vitrages à isolation renforcée. De tels vitrages suppriment la radiation froide émise par les différences de température et les mouvements de convection. Ils permettent ainsi une meilleure sensation de confort à température équivalente, et évitent le risque de condensation sur la paroi.
• Les vitrages pariétodynamiques étaient présentés comme révolutionnaires dans les années 1980, mais sont inconnus aujourd'hui^[1].
  Leur principe reposait sur un réchauffement progressif de l'air extérieur entre les parois du vitrage avant son entrée dans la pièce. Les techniques actuelles rendent son utilisation non pertinente.

Impacts environnementaux

La production de vitrages a un impact environnemental (consommation d'énergie, empreinte écologique) significatif, mais qui semble pourvoir être pour partie remboursé par leurs qualités d'isolation ou de captation d'énergie (phénomène d'« effet de serre ») quand elles sont bien utilisées.
Le verre est théoriquement facilement recyclable, plus difficilement pour certains vitrages techniques.

Un autre impact est que les vitres sont sources de collisions avec les oiseaux (et plus rarement avec d'autres mammifères), Les vitres éclairées de l'intérieur sur les grands immeubles, les vitres utilisés en bordure de voie de circulation comme « mur anti-bruit » ou les grandes vitres ou des grands plans vitrés reflètant le ciel ou l'environnement peuvent leurrer les oiseaux qui s'y fracassent en grand nombre selon les études qui ont été faites dans divers pays depuis les années 1980 ^[2]. Diverses solutions existent pour matérialiser la présence du verre pour les oiseaux et prévenir une grande partie des collisions^[2].

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes

• Double vitrage

Liens externes

• Site comparant les propriétés des vitrages simples, doubles et triples
• Le site de l'ADEME

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