Dimension écologique des fenêtres et des baies vitrées dans les bâtiments d habitation.

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1 Certificat International d'ecologie Humaine CIEH Dimension écologique des fenêtres et des baies vitrées dans les bâtiments d habitation. Patrick Ahier Professeur de menuiserie Année universitaire Universités de Bordeaux / sous l'égide de l'oms Intégré dans un réseau international d écologie Humaine Aix-Marseille, Bruxelles, Evora, Genève, Lisbonne, Padoue, Paris, Pau, Toulouse. 0

2 A ma femme et ma fille, écologistes pratiquantes. Merci pour vos encouragements et votre patience. A mes amis Dany Daubon, éco-citoyenne modèle et engagée, et Pierre Labadie Larroudé, architecte éco-concepteur de talent. Remerciements à M. Ribeyre, Professeur à l E.G.I.D et directeur du C.I.E.H., et à M. Lesbats, Professeur à l université de Bordeaux 1. 1

3 Sommaire Introduction 3 Chapitre 1 : Histoire de la baie vitrée... 5 Apparition de la baie vitrée dans les bâtiments d habitation 6 L évolution du châssis bois.. 10 L évolution du verre. 13 L évolution des organes de fermeture et de rotation 18 Chapitre 2 : La fenêtre vue de l intérieur Le besoin de lumière et de soleil.. 23 La transmission lumineuse 24 Le facteur de lumière de jour. 25 La transmission de chaleur et l isolation thermique des vitrages. 28 Le facteur solaire. 30 Les vitrages à isolation renforcée.. 31 La performance thermique des châssis 35 La performance thermique de la fenêtre, le coefficient Uw. 36 Le confort acoustique 38 L indice d affaiblissement acoustique des vitrages.. 43 La loi de masse.. 44 Les fenêtres et le renouvellement d air. 48 Chapitre 3 : La fenêtre vue de l extérieur 51 L orientation des bâtiments et de baies vitrées.. 52 Les protections solaires. 56 Esthétique, dimensionnement, et ornementation de la fenêtre.. 59 Chapitre 4 : la fenêtre, un produit 62 Le châssis en alliage d aluminium 64 Le châssis PVC.. 66 Le châssis bois.. 67 Le classement AEV 69 Les certifications 71 Les fiches de déclaration environnementales et sanitaires 72 Conclusion. 76 2

4 INTRODUCTION Ma profession de formateur en menuiserie m impose de parler de l histoire du métier de menuisier, des techniques anciennes et modernes de fabrication, des matériaux et du matériel utilisés qui font que ce métier évolue sans cesse. Toutefois, au fil de ces années de formation auprès des jeunes, je me suis aperçu qu il manquait une dimension à mon enseignement : la dimension écologique. En effet, enseigner comment fabriquer un ouvrage en bois avec les moyens nécessaires est fondamental. Mais étudier comment répondre à un besoin, expliquer dans quel contexte se situera l ouvrage, quel sera son impact environnemental, quelle sera sa durée de vie, sera-t-il recyclable, sont autant de questions qui m apparaissent tout aussi fondamentales. La baie vitrée ou la fenêtre représente un des ouvrages principaux qui caractérise le métier de menuisier depuis cinq siècles, en association avec le verrier et le serrurier. Elle est l interface entre l intérieur et l extérieur, entre le chaud et le froid, l obscurité et la clarté, le vu et le caché. Elle est la limite entre l espace privé et l espace public. Elle met en éveil au moins quatre de nos sens. La fenêtre a inspiré de grands peintres comme Vermeer ou Chagall, et des poètes comme Baudelaire. Alfred Hitchcock avec le film «Fenêtre sur cour» lui a donné un rôle magnifique. Et c est parce qu elle est modulable en hauteur, en largeur et même en profondeur (véranda) que les architectes en ont fait un élément majeur de leurs créations. Elle confère l esthétique aux façades des bâtiments et occupe une place prépondérante dans la construction bioclimatique et à basse consommation d énergie. La fenêtre est la membrane sensible de l enveloppe écologique que représentent nos appartements ou nos maisons d habitation. La définition étymologique de l écologie vient du Grec, «oïkos» pour la maison et «logie» pour la science. Sans les ouvertures qui laissent pénétrer la lumière et qui nous donnent une vue sur l extérieur, la maison perdrait sa définition. Elle serait plutôt considérée comme un abri, un refuge où la seule ouverture serait la porte, mais pas l espace dans lequel nous passons la majeure partie de notre temps. Les climats différents conditionnent l importance de la baie vitrée dans l habitat des hommes. Elle n est pas utilisée de la même manière en Andalousie qu au Danemark. De même que la case Africaine ne comporte pas de fenêtre et l igloo Inuit non plus. La fenêtre qui clôture la baie doit aussi être considérée comme un produit, artisanal ou industriel. Elle occupe un marché à part entière, à tel point que l on a vu émerger ces dernières années des entreprises spécialisées. Le nom de fenêtrier a même fait son apparition dans le langage des professionnels. 3

5 Ce mémoire a donc pour objectif d apporter une réflexion globale, un autre regard sur un objet que nous utilisons tous les jours et qui occupe une place très importante dans notre écosystème. Par son caractère pédagogique, il s adresse aux jeunes et aux adultes en formation dans les métiers du bâtiment, mais également aux professionnels et aux particuliers qui chercheraient à en savoir davantage. Celui qui regarde du dehors à travers une fenêtre ouverte, ne voit jamais autant de choses que celui qui regarde une fenêtre fermée. Il n'est pas d'objet plus profond, plus mystérieux, plus fécond, plus ténébreux, plus éblouissant, qu'une fenêtre éclairée d'une chandelle. Ce qu'on peut voir au soleil est toujours moins intéressant que ce qui se passe derrière une vitre. Dans ce trou noir ou lumineux vit la vie, rêve la vie, souffre la vie. Charles Baudelaire Vermeer, le géographe 4

6 -1- Histoire de la baie vitrée 5

7 Apparition et évolution de la baie vitrée dans les bâtiments d habitation Depuis que l homme s est sédentarisé dans nos régions tempérées, il n a eu de cesse que de chercher à améliorer le confort de son habitat. Il en va tout autrement dans les régions du globe où les températures ne descendent pas en dessous de 20. Mais vivre dans un bâtiment nécessite que l on y fasse entrer de la lumière et que l air s y renouvelle (question de salubrité). Il faut créer d autres ouvertures que la porte d accès et penser à les obstruer pour se protéger du froid et de la chaleur suivant la saison. Deux mille ans avant notre ère, les Minoens (civilisation crétoise) tendaient des peaux de chèvres dépourvues de poil et huilées sur des cadres en bois de cèdre. Ce système amovible s insérait dans les ouvertures. Les Romains, quant à eux, utilisaient des pierres blanches comme l agate et l albâtre en fine épaisseur, pour fermer leurs baies de manière fixe. Ils utilisaient aussi le verre coloré en petites dimensions, ce qui apparaissait comme un symbole de richesse par leur imitation des pierres précieuses. En France, c est le vitrail qui emplit les baies durant tout le moyen âge. On le retrouve essentiellement dans les édifices religieux et dans les maisons bourgeoises à colombages se trouvant à l intérieur des enceintes fortifiées. Les ouvertures des autres bâtiments moins luxueux, étaient fermées par de simples volets en bois ou de papier huilé. Pose d un vitrail 6

8 Les baies fermées par un vitrail sont étanches aux infiltrations d air et d eau puisqu il n y a pas d ouverture possible. Il faut attendre le 15 ème siècle pour voir apparaître des vitraux montés sur cadre bois ouvrant. C est à cette période que le métier de charpentier va se scinder en deux catégories. Les charpentiers de grande cognée vont conserver le travail du bois d ossature des bâtiments. Les charpentiers de petite cognée vont «amenuiser» le travail du bois en fabricant des ouvrages plus petits tel que les coffres, les portes et les fenêtres. A la renaissance, ils prendront le nom de menuisier. La fenêtre ou croisée va prendre une place très importante dans l architecture de la renaissance. La fin des guerres interminables, la stabilité sociale va modifier le mode de vie dans la vieille Europe. En France, les somptueux châteaux de notre patrimoine vont pousser un peu partout et notamment sur les bords de Loire. Les murs fortifiés vont laisser place à des façades aérées par des ouvertures assez grandes flanquées d une croix en pierre puis plus tard en bois. La fenêtre ouvrante permet de faire entrer la chaleur et la fraîcheur de l extérieur selon la saison, de réguler le taux d humidité et de renouveler l air. L ajout à la baie de volets intérieurs, permet de jouer avec la lumière du jour, de s abriter des regards extérieurs et de préserver un peu de chaleur. La fenêtre ouvrante est le symbole de l évolution d un confort intérieur notoire. L ébrasement de la fenêtre pourra être aménagé avec des assises de pierre offrant ainsi la possibilité d effectuer des travaux fins et précis comme la broderie. 7

9 Toutefois les inconvénients du système ouvrant vont subsister et pour longtemps. Il n est pas étanche à l air ni à l eau et la fenêtre demeure un point vulnérable pour pénétrer à l intérieur des bâtiments. Au 18 ème siècle, la fenêtre va marquer une évolution dans son principe d ouverture et de fermeture. Les deux ventaux vont s articuler simultanément et seront maintenus fermés en deux points, haut et bas. Cela minimise le volume de bois et par conséquent augmente la surface lumineuse. 8

10 Pendant deux cent cinquante ans, la fenêtre ne connaîtra pas d évolution majeure. En France, il faudra attendre les années cinquante et soixante pour voir la baie vitrée se modifier avec le nouvel essor du bâtiment. L architecture répond à un besoin crucial de logements. La société de consommation s installe et les grandes baies vitrées sont à la mode. L énergie fossile étant très bon marché, il suffira de chauffer un peu plus les pièces à vivre pour bénéficier de ces grands pans de lumière et de la vue sur l extérieur. De nouveaux systèmes d ouverture apparaissent. Le coulissage horizontal augmente la capacité d ouverture. Le système oscillo-battant offre la possibilité d ouvrir un vantail en rotation sur un axe vertical ou sur un axe horizontal. Il permet de laisser la fenêtre entrouverte pour aérer tout en limitant la possibilité à un individu de s introduire sans effraction. Un système basculant sera aussi utilisé mais principalement dans les bâtiments de collectivité. C est en fait grâce aux innovations et au développement de la serrurerie que ces fenêtres d un nouveau genre sont apparues. Les crémones s encastrent désormais dans le chant des ouvrants et non plus en applique sur le parement. Systèmes ouvrants principalement utilisés en France à la française à soufflet oscillo-battant coulissant Autres systèmes basculant pivotant à guillotine à l anglaise Les systèmes d occultation des baies connaîtront également une évolution depuis l apparition des contrevents (extérieurs) au 19 ème siècle. Les persiennes et les volets roulants extérieurs seront largement employés. Les persiennes et les jalousies étaient déjà utilisées au 19 ème siècle à l intérieur des baies. Le premier choc pétrolier va être la cause de profondes modifications dans la conception des fenêtres. Les systèmes d ouverture ne changeront pas. En revanche, il faut rendre la fenêtre étanche aux infiltrations d air et rendre également la paroi vitrée isolante pour limiter les déperditions de chaleur. Le double vitrage et les joints d étanchéité vont apporter la meilleure réponse à la question des économies d énergie. La double fenêtre et le survitrage seront des procédés alternatifs mais comportant des inconvénients. 9

11 Aujourd hui, les fenêtres isolantes à étanchéité renforcée équipent toutes les habitations récentes car elles répondent aux exigences des réglementations thermiques. (voir chapitre 2). Ce type de fenêtre a donné naissance à un marché dans lequel les fabricants de profilés aluminium et de PVC (polychlorure de vinyle) se sont engouffrés. Les menuiseries extérieures (bois, aluminium, PVC) sont très largement fabriquées par de grosses entreprises industrielles. Cependant, l artisan menuisier local qui installe toujours les fenêtres, a peut être encore des arguments à faire valoir, notamment écologiques, quant à la fabrication de ses propres menuiseries. (voir chapitre 4). L évolution du châssis bois La lutte contre les infiltrations Il est nécessaire d observer l histoire pour comprendre pourquoi il est facile aujourd hui d ouvrir et de fermer une fenêtre. Il n y a pas si longtemps, je me souviens de ma mère qui manifestait son mécontentement quand elle n arrivait pas à ouvrir une fenêtre dans les périodes de l année où l air était saturé d humidité. Six cents ans auront été nécessaires pour aboutir à une technologie capable d offrir un grand confort d utilisation des baies vitrées. Le bois est un matériau constitué de cellules végétales. Il est donc sensible aux variations hygrométriques. Ses contraintes internes l amènent à se déformer en séchant et lors de son usinage. Il n offre pas les mêmes qualités physiques et mécaniques dans les trois dimensions. C est un matériau anisotrope. La xylologie est sans doute l une des sciences les plus anciennes transmise de génération en génération. Savoir fabriquer une fenêtre a été pendant longtemps le fruit de la transmission d un savoir faire des anciens compagnons aux plus jeunes. Le bois de chêne, présent partout dans le pays, quasiment imputrescible, durable et d une bonne résistance mécanique a été très longtemps le bois des menuiseries extérieures jusqu à l importation massive du bois exotique après la seconde guerre mondiale. Au 15 ème siècle, les charpentiers de petite cognée, appelés également huchiers, ont élaboré un assemblage révolutionnaire : celui du tenon et de la mortaise renforcé par un chevillage. 10

12 Cet assemblage est encore très largement utilisé aujourd hui. Il va remplacer à l époque, la liaison par renfort de plaques de fer forgé serties par des clous dont la pointe était rabattue. Grâce à sa très bonne résistance mécanique (torsion, traction, cisaillement), l assemblage à tenon et mortaise permet la fabrication de bâtis (cadres). Ces bâtis prendront l appellation de châssis une fois profilés d une feuillure pour recevoir le vitrage. Au 15 ème siècle, les premiers châssis ouvrants étaient articulés sur de gros gonds scellés dans le mur. Cet ensemble peu étanche va s améliorer au 16 ème siècle avec un scellement du bâti dormant dans le gros œuvre. Le châssis vitré s articule sur le bâti dormant et le volet s articule sur le châssis. 15 ème siècle 16 ème siècle La recherche d étanchéité à l eau et à l air sera permanente au fil des siècles. Les points sensibles aux infiltrations se trouvent entre l ouvrant et le dormant puis entre le vitrage et la feuillure de l ouvrant. Au 17 ème siècle, les menuisiers mettent au point un système de renvoi de l eau de pluie en ajoutant à la traverse basse de l ouvrant une pièce appelée : jet d eau. Il sera ajouté également à la traverse basse du bâti dormant quand l appui sera profilé d un regingot. Le larmier a pour fonction de faire tomber la goutte d eau. Avec le jet d eau, les menuisiers vont associer un perçage dans les traverses basses pour drainer les eaux infiltrées et les eaux de condensation. Cela marquera un net progrès qui aura pour effet de conserver plus longtemps les traverses horizontales soumises au pourrissement. Au 18 ème siècle, les montants verticaux de rive et dormant seront profilés en forme de «noix et contre-noix» afin de rompre davantage le filet d air qui circule entre l ouvrant et le dormant. Les montants de rencontre des deux ouvrants seront profilés en forme de «mouton et gueule de loup» ou à «doucine et contre-doucine». profils de doucine et contre-doucine 11

13 12 Regingot

14 A part quelques moulures décoratives supplémentaires, les profils des menuiseries resteront quasiment inchangés jusqu'à l apparition des fenêtres à étanchéité renforcée qui apparaîtront après le premier choc pétrolier de Ces menuiseries vont présenter des nouveaux profils pour intégrer des joints élastomères d étanchéité et des chambres de décompression. Ces chambres ont pour fonction de faciliter le drainage des eaux d infiltration en évitant ainsi la stagnation de l humidité au niveau du joint. Elles annulent la pression du vent et de l eau sur ce même joint. Avec l emploi des vitrages doubles isolants, l installation dans les habitations de ventilation mécanique contrôlée (VMC) est devenue obligatoire. Cela a pour effet de supprimer la condensation sur le vitrage. La gorge de récupération d eau et le trou de drainage sur l ouvrant ne sont plus nécessaires. Aujourd hui, les travaux de recherche sur les fenêtres visent à améliorer le coefficient de transmission thermique et l indice d affaiblissement acoustique (voir chapitre 2). Les fenêtres les plus performantes associent par exemple un cadre composé de plusieurs matériaux à un triple vitrage. liège Bois source ewitherm Les chiffres correspondent au coefficient de transmission thermique de la fenêtre,uw, (voir chapitre 2). L évolution du verre A la recherche de la performance des vitrages Si le bois fait partie de l environnement naturel de l homme depuis son origine, il n en est pas de même pour le verre bien qu existant à l état naturel sous le nom d obsidienne. Il y a cent mille ans, ce verre d origine volcanique a permis à quelques groupes d humains de fabriquer des outils coupants et des bijoux. Une légende raconte que trois mille ans avant notre ère, en Syrie, sur les rives sablonneuses du fleuve Bélus, des marchands phéniciens auraient fait cuire des aliments dans des marmites rehaussées par des blocs de natron et auraient vu couler une liqueur provenant du feu jusqu alors inconnue. 13

15 Cela paraît cohérant dans le sens où les composants de base du verre étaient réunis. Le corps vitrifiant étant la silice du bord du fleuve, le natron donnant la soude et les cendres de végétaux donnant la potasse et les phosphates. Toutefois, pour rendre cette légende crédible, il aurait fallu que l ensemble monte à une température de 1300 C. Or, la température d un feu de bois ne peut excéder 800 C. Quoiqu il en soit, 1500 ans avant JC, les fours chauffaient suffisamment pour faire couler une paraison (verre liquide) plus ou moins translucide et non plus opaque, permettant de former des récipients et des vases. A la même époque, on fabrique de l émail en ajoutant à la paraison des oxydes métalliques. Les Romains vont fabriquer des verres plats (verre à vitre) qu ils vont intégrer dans leur fabuleuse architecture où les baies étaient nombreuses. Appréciant la lumière à l intérieur de leurs bâtiments, les Romains équipaient leurs baies de claustras, de grilles, de volets, de rideaux pour filtrer la lumière mais aussi des vitrages dont la couleur apportait une ambiance particulière. Le vitrage a occupé une place importante dans le développement des thermes, symbole du génie architectural romain. On le trouve sous forme d oculus circulaire (oculi) dont le diamètre n excédait pas un mètre. Il était scellé dans le mortier (découverte lors des fouilles de Pompei en 1826). Le vitrage existait également sous forme quadrangulaire composé de vantaux mobiles. Le cadre et les croisillons en bronze inséraient des vitres de petites dimensions. On suppose que le bois et le fer ont été aussi employés pour former les cadres. Le plomb était utilisé comme parclose pour fixer les vitres sur le cadre. principes de fixation des vitrages source : Pascal Vipard 14

16 Les thermes nécessitaient que l on conserve et que l on régule la chaleur régnant à l intérieur. Il a été prouvé que les Romains utilisaient un système de double fenêtre pour y parvenir. A l extérieur de celle-ci se trouvaient des volets que l on rabattait après le coucher du soleil pour augmenter la résistance thermique de la baie et limiter la condensation. reconstitution graphique du système de double fenêtre en bois et verre des thermes suburbains d Herculanum. Source : Pascal Vipard Chez les Romains, l habitat domestique était également pourvu de vitrage. Certains bâtiments étaient même équipés de vérandas. En France, il faudra attendre dix siècles pour que l art du vitrail se développe et remplace peu à peu les papiers huilés qui obturaient les baies. Les verriers de l époque ajoutèrent de la chaux au verre, ce qui lui confère une meilleure stabilité. Deux cents ans plus tard (12 ème siècle), deux techniques par soufflage se différencient pour fabriquer du verre plat. Celle du «manchon» qui a pour principe de gonfler un cylindre par soufflage et de couper ses abouts avant de l ouvrir et d obtenir ainsi un rectangle. Puis la technique de «la cive ou plateau» qui a pour principe de former une bulle ouverte à son extrémité et qui, par la force centrifuge d une rotation rapide, donnera un disque plat. La retaille se fera au fer rouge. 15

17 A partir de la renaissance, les vitres vont remplacer les vitraux. Le verre présente alors des qualités suffisantes de transparence et de résistance. Les feuilles sont suffisamment planes pour être insérées dans des châssis de bois. Alors que Venise produit les meilleurs verres et les plus chers, Colbert décide de créer la manufacture des glaces de Saint-Gobain en Elle produira les glaces du château de Versailles puis industrialisera la fabrication des verres plats par coulage sur table. Ce procédé donnera des feuilles de verre de plus grandes dimensions. 16

18 Extrait de : Maurice Hamon, Dominique Perrin, Au coeur du XVIII e siècle industriel : condition ouvrière et tradition villageoise à Saint-Gobain, éditions P.A.U., 1993 Le diamant, le plus dur des minéraux (10 sur l échelle de Mohs) va remplacer le fer rouge pour la découpe. La production de verre plat va faire émerger deux corporations. Celle des miroitiers qui va produire des miroirs et celle des vitriers qui va produire les vitres des fenêtres. Vers 1760, à Paris, les premiers mastics vont remplacer les baguettes de plomb pour la fixation et l étanchéité des vitres avec le bois. Le mastic est composé de farine de craie (blanc d Espagne ou de Meudon) et d huile de lin. Au 18 ème siècle, le marché de la vitre est en pleine expansion et devient une économie florissante pour le royaume, au point que les verreries, nombreuses entre Loire et Meuse, exportent leur production. En 1902, Foucault va concevoir un principe d étirement du verre qui donnera des surfaces encore plus grandes mais qui ne sont pas encore parfaitement planes. Ce sera possible seulement à partir de 1952 quand Pilkington créera le «float glass», (verre flottant). Le verre coule en continu sur un bain d étain liquide. L épaisseur est donnée suivant la vitesse d avance du verre et son temps de refroidissement. La surface du verre est plane et n a pas besoin d être polie. Cette très haute technologie où les lignes de production peuvent atteindre 400m, est partagée aujourd hui par quatre grands groupes dans le monde. En 2005 toute l industrie du verre a produit 41 millions de tonnes de verre dont 25 par le procédé «float glass». 17

19 Composition du verre de vitrage. Le verre de vitrage est fabriqué à partir de : 69 à 74 % de sable de silice. 12 à 16% de soude ou oxyde de sodium, utilisé comme fondant dans le but d abaisser la température de fusion de la silice. 5 à 12% de chaux qui jouent un rôle de stabilisant et qui donne au verre sa résistance chimique. Divers oxydes métalliques qui améliorent la résistance mécanique du verre et lui donnent une éventuelle coloration. Une partie de la matière première est apportée sous forme de verre recyclé. L industrie du verre a développé des produits correspondant aux exigences des normes des différents secteurs d emploi du verre. Le verre feuilleté par exemple, qui intègre un film plastique ( butyral de polyvinyle) maintient les morceaux d une vitre brisée lors d une effraction. Dans le chapitre 2 chapitre de ce mémoire, nous développerons les caractéristiques techniques des vitrages à isolation renforcée. Selon la réglementation européenne des produits de construction, les produits verriers doivent répondre à six exigences essentielles. la résistance mécanique et la stabilité aux actions externes telles que le vent et dans certains cas, le risque de casse thermique. La sécurité en cas d incendie. L hygiène, la santé et l environnement. Les produits verriers ne doivent émettre aucune substance susceptible de provoquer des effets néfastes sur la santé et l environnement. La sécurité d utilisation. Le verre ne doit occasionner aucune blessure. La protection contre le bruit. L économie d énergie et l isolation thermique. L évolution des organes de fermeture et de rotation Nous avons vu précédemment qu à la fin du moyen âge, les premières baies vitrées étaient articulées par des gonds et des pentures en fer forgé. Le système de fermeture ne tenait qu en un seul point au centre du montant. Il existait sous forme de targette ou de loqueteau à bascule. A défaut de présenter des performances d étanchéité à l air et à l eau, l esthétique était mise en valeur dans les demeures cossues. En effet, au 15 ème siècle, on remarque la présence de velours rouge entre le fer forgé ajouré et le bois. 18

20 La couleur rouge était chargée de symboles à l époque, et notamment de puissance. Si l on y ajoute le raffinement du travail du fer, on peut situer rapidement le rang social du propriétaire. source : châssis de fenêtres au 15 ème, 16 ème et 17 ème siècle de Jean-Louis Roger Quand les fenêtres à deux vantaux ont garni les baies des grandes demeures, leur hauteur a augmenté pour un gain de luminosité et la section des châssis s est affinée. Les serruriers ont dû alors faire face à deux problèmes : supprimer les pentures trop lourdes, inadaptées à la géométrie de la fenêtre et créer un système de fermeture sur les points haut et bas à la jonction des deux vantaux. Les crémones et les espagnolettes rempliront cette fonction et les pentures seront remplacées par des paumelles vissées sur le chant des montants. Notons qu à partir du 18 ème siècle, les vis à bois et les quincailleries seront fabriquées industriellement. Cela aura pour conséquence que les menuisiers n auront plus à travailler systématiquement avec les forgerons. Dans les habitations plus modestes, les fenêtres à deux vantaux seront fermées à l aide d un fléau. C est une barre en bois pivotant sur un axe fixé sur le milieu d un des montants. Le fléau est maintenu droit par deux pattes métalliques fixées sur les traverses haute et basse du bâti dormant. 19

21 Gâche Chapiteau Conduit Boîtier Espagnolette crémones fléau source : guide de la menuiserie toulousaine Les crémones et les espagnolettes en applique équiperont les fenêtres jusqu à l apparition des fenêtres à étanchéité renforcée. Les fenêtres modernes reçoivent des crémones encastrées sur le chant des ouvrants. L effort de compression des joints n est plus transmis sur le vissage des gâches des crémones. Par conséquent, les vis ne s arrachent plus. dessin : André Ricordeau 20

22 Par ailleurs, sur les châssis à recouvrement, c est-à-dire que les vantaux recouvrent le bâti dormant, les fiches à visser ont remplacé les paumelles. Cela pour des raisons de commodité et de rapidité de pause. On peut regretter que les fabricants industriels de ces fiches à visser aient supprimé la bague de laiton qui se situe entre la partie mâle et la partie femelle. Elle a pour fonction d éviter le bruit de grincement à l ouverture et à la fermeture des vantaux. Il est désagréable de subir cet inconfort au quotidien. fiche à visser bague en laiton paumelle Aujourd hui, la qualité et l esthétique des quincailleries qui équipent les fenêtres sont variables pour ce qui concerne les organes apparents comme les boutons de crémone. En revanche, la crémone encastrée est un produit répondant aux normes de fabrication qu applique l union national des industries de la quincaillerie (UNIQ). Elle doit répondre à des exigences de qualité, de fonctionnement et de performance fixées par la norme française (NF 040). 21

23 -2- la fenêtre vue de l intérieur 22

24 «Le soleil est le grand luminaire de toute vie. Il devrait être utilisé comme tel dans la conception de toute maison.» F-L Wright, architecte du musée Guggenheim à New York. Le besoin de lumière et de soleil Le rayonnement solaire et la transmission lumineuse Comme l eau et l air, la lumière du soleil est l un des éléments naturels qui fait que la vie est possible sur la terre. Elle permet aux végétaux de synthétiser leur nourriture et aux animaux diurnes d évoluer dans leur chaîne trophique. Les humains ont organisé leurs activités en fonction de la lumière du jour et celle-ci a réglé notre horloge biologique. L utilisation du feu a permis de prolonger le jour puis l invention des lampes a fait qu aujourd hui, la population des pays industrialisés passe plus de 80% de son temps à l intérieur des bâtiments. Toutefois, le spectre de la lumière artificielle est différent de celui de la lumière naturelle. Et au-delà du fait que nous pouvons voir comme en plein jour, l absence de lumière naturelle peut altérer notre santé physique et mentale. Pour avoir des dents seines et des os solides, nous devons synthétiser de la vitamine D. Ce sont les ultraviolets de la lumière naturelle qui le permettent. Par ailleurs, le manque de soleil et de lumière se fait ressentir psychologiquement durant des mois d hiver. Plus le degré de latitude est important, plus les hivers sont longs et moins il y a de lumière. Observation du rayonnement solaire : source :esa-angers educagri 23

25 source : befr.saint gobain-glass.com Le rayonnement solaire qui atteint la terre se divise en trois parties qui correspondent chacune à une gamme de longueur d onde. Nous observons que de chaque coté du spectre visible se positionnent des rayons dont la longueur d onde est inférieure à 380 nanomètres (10-9) (ou 0.38 microns, 10-6), ce sont les ultraviolets (UV) et supérieure à 780 nm, ce sont les infrarouges (IR). Les UV sont réfléchis par les surfaces qu ils rencontrent. C est l albédo. Plus la surface tend vers le blanc, plus l albédo est élevé. (0.9 pour la neige). Les infrarouges sont associés à la chaleur et nous les retrouverons dans la partie qui traite du confort thermique. La partie visible du rayonnement solaire (0.38 à 0.78 microns) correspond à la transformation des ondes électromagnétiques en flux lumineux perçu par l œil. Parce qu il est transparent ou translucide, le verre a la capacité de transmettre à l intérieur des locaux un éclairage naturel venant de l extérieur. Nous devons alors distinguer deux paramètres : la transmission lumineuse et le facteur de lumière du jour. La transmission lumineuse (tl) Lorsque la lumière est interceptée par une paroi vitrée, une partie est réfléchie, une autre est absorbée et une troisième est transmise de l autre côté de la paroi. Le pourcentage de lumière transmise est appelé transmission lumineuse. Il est de 90% pour un vitrage simple, de 81% pour un double vitrage et de 70% pour un triple vitrage. 24

26 tl vitrage simple source : énergie wallonie tl vitrage double Le facteur de lumière du jour (Fj) C est le rapport d éclairement naturel intérieur reçu en un point sur une surface horizontale, à l éclairement extérieur simultané sur une surface horizontale en site parfaitement dégagé par ciel couvert. Il s exprime en pourcentage de l éclairement extérieur dont l unité de mesure est le lux (lx). source : grenoble archi.fr Notons que pour une activité de lecture ou d écriture, l éclairement de confort se situe entre 300 et 500 lux. L éclairage naturel diffusé dans une pièce dépend directement des points suivants : des conditions spatio-temporelles. Latitude, jour de l année, heure. des dimensions et de la position des ouvertures dans les façades. Plus une fenêtre est haute plus elle est éclairante. 25

27 de la nature des vitrages et du pourcentage de surface transparente source : Saint-Gobain de l orientation des ouvertures. Les fenêtres orientées au nord diffusent une lumière constante sans effet d éblouissement. de l existence de masques extérieurs (immeubles, végétation) du facteur de réflexion des parois intérieures. Plus une paroi est claire, plus elle renvoie la lumière. L ensemble de ces facteurs contribue au confort visuel qu une pièce peut procurer. Une architecture qui tient compte des facteurs environnementaux doit traiter le confort visuel en préconisant d optimiser l utilisation de la lumière naturelle afin de diminuer l utilisation de la lumière artificielle. La fenêtre revêt un certain paradoxe. On lui demande en effet d apporter la lumière et la chaleur, tout en limitant les déperditions de chaleur l hiver de l intérieur vers l extérieur, et à l inverse d éviter la surchauffe solaire l été. La difficulté pour les fabricants réside dans la conjugaison de ces trois aspects. Tout dépend de ce que l on cherche. Dans une démarche environnementale et de développement durable, il est impératif aujourd hui de réduire la consommation d énergies non renouvelables dans nos bâtiments d habitation et demain, de l éliminer. Nous y parviendrons en utilisant principalement l énergie solaire. La partie qui suit est un peu technique mais indispensable à la compréhension des mesures coercitives qu imposent les réglementations thermiques successives dans la construction des bâtiments (RT 2000 et RT 2005). Il faut se rappeler que le secteur du bâtiment consomme 43% de la production d énergie sur la planète et qu il est responsable de 25% des émissions de gaz à effet de serre. La France compte 31 millions de logements dont 61% ont été construits avant Ces logements mal isolés en tous points (350KWh/m2/an) laissaient échapper l énergie des chauffages très rapidement et les surfaces vitrées étaient responsables d environ 13% de ces déperditions de chaleur. Aujourd hui les fenêtres peuvent atteindre des performances très satisfaisantes et limitent considérablement les pertes d énergie. Elles sont même devenues une source d apports en énergie solaire. Toutefois, l optimisation de ces apports solaires s intègre dans l étude globale d un concept appelé «bioclimatique» et celui-ci n a de sens que s il est associé à une exigence de basse consommation d énergie. 26

28 source: effinergie L objectif dans les années à venir est de développer la construction de bâtiments dits «passifs» (moins de 15KWh/m2/an de consommation d énergie primaire par mètre carré de surface hors d œuvre nette). La réglementation thermique 2005 (RT 2005) fixe actuellement une limite de 85KWh/m2/an. La RT2012 devrait la placer à 50 KWh/m2/an. Les apports solaires et le confort thermique Le confort thermique est défini comme un état de satisfaction vis-à-vis de l environnement thermique. Il est déterminé par l équilibre des échanges thermiques entre le corps et son environnement. source : énergie2.arch.ucl.ac.be Le confort thermique dépend de six paramètres cités (en vert) dans l image cidessus. 27

29 Comme la peau peut-être considérée comme la membrane sensible des échanges thermiques entre le corps humain et son environnement, les fenêtres peuvent être considérées comme les membranes sensibles de l enveloppe écologique que représentent nos maisons et appartements. C est en effet à travers elles que les différentes pièces vont recevoir la lumière et la chaleur du soleil, que l air va se renouveler, que l humidité va entrer ou sortir et qu une partie de la chaleur intérieure va s échapper. La transmission de chaleur et l isolation thermique des vitrages La transmission de chaleur à travers un matériau se produit grâce à la différence de température qui règne de chaque coté des parois de ce matériau. D une manière générale, la chaleur se transmet selon trois mode de propagation : Par la conduction, par la convection et par le rayonnement. A travers un vitrage, la transmission de chaleur s effectue uniquement par conduction s il s agit d un vitrage simple et opaque. Elle s effectue par conduction et rayonnement s il s agit d un vitrage simple transparent. Dans le cas d un double vitrage la lame d air ou de gaz transmettra la chaleur par convection. source : énergie wallonie Chaque matériau a une conductivité thermique propre. Elle indique la quantité de chaleur qui se propage en une seconde à travers un mètre carré de surface de ce matériau, mesurant un mètre d épaisseur, lorsque la différence de température entre les deux faces est de un Kelvin. Elle s exprime en W/mK et est représentée par la lettre grecque Coefficient de l air = Coefficient du verre = 1 (lambda). Plus le coefficient tend vers 0, plus le matériau est isolant. Le verre est donc un mauvais isolant thermique. 28

30 Le coefficient d un matériau permet de calculer son coefficient de transmission thermique. Il s exprime en W/ m2k et est représenté par la lettre U. Le coefficient de transmission thermique d une paroi est la quantité de chaleur qui traverse cette paroi en régime permanent par unité de temps, par unité de surface et par unité de différence de température entre les ambiances situées de part et d autre de la paroi. Pour le verre, le coefficient Ug (glass) est défini selon la norme européenne EN 673 qui tient compte des échanges superficiels «he et hi» comme dans tous les calculs d isolation thermique. source : énergie wallonie La résistance thermique d un matériau (R) est l expression de son épaisseur en mètre sur sa conductivité thermique. R = e/ U = 1/R «e» exprimé en mètre lecture pour une paroi 29

31 Le facteur solaire Le facteur solaire (g) ou (Sw) est étroitement dépendant du coefficient de transmission thermique U. Lorsque le rayonnement solaire est intercepté par une paroi vitrée, une partie de l énergie incidente est directement réfléchie vers l extérieur, alors qu une autre est transmise vers l intérieur et une troisième est absorbée par la paroi. En s échauffant, le verre réémet une partie de l énergie vers l extérieur et vers l intérieur. Le facteur solaire est la quantité d énergie totale transmise à l intérieur d un vitrage en pourcentage de la quantité d énergie émise de l extérieur. Il est de 0.86 pour un simple vitrage et 0.76 pour un double vitrage ordinaire de deux parois de verre de 4mm et d une lame d air de 12mm. source : énergie wallonie Nous constatons qu avec un double vitrage, le coefficient de transmission thermique diminue de plus de la moitié par rapport à un simple vitrage grâce à la lame d air inerte prisonnière entre les deux vitres. En revanche, son facteur solaire diminue aussi sensiblement. Plus le vitrage est isolant, plus le facteur solaire et la transmission lumineuse diminuent. L effet de serre L énergie solaire transmise à travers le vitrage (ou autre matériau translucide) d un local augmente la température de celui-ci beaucoup plus que s il n y avait pas de vitre. Le rayonnement solaire qui traverse le vitrage frappe les matériaux des meubles, des murs et des objets qui se trouvent derrière le vitrage. Cela a pour effet d augmenter leur température. Ces matériaux réémettent des radiations infrarouges à grande longueur d onde sous forme de chaleur. La température de l air augmente par conduction. Le verre a la propriété de faire barrière à une grande partie de ces infrarouges(gl). Ils restent donc à l intérieur du local et augmentent encore davantage la température de celui-ci. C est l effet de serre. Nous connaissons bien ce phénomène lorsque nous entrons dans une voiture qui est restée en plein soleil. 30

32 Dans une construction bioclimatique, on prévoit à l intérieur des pièces à vivre l élévation d un mur de briques ou de terre crue directement exposé au rayonnement solaire à travers de grandes baies vitrées. Ceci dans le but d emmagasiner la chaleur le jour afin de la restituer par inertie thermique la nuit. Les vitrages à isolation renforcée(vir) Nous avons vu plus haut que la lame d air du double vitrage lui conférait son pouvoir isolant. Plus son épaisseur est importante, plus le vitrage est isolant. Mais au-delà de 20mm, des courants de convection apparaissent et la lame d air perd de son pouvoir isolant. Si l on substitue la lame d air par un gaz moins conducteur comme l argon ou le krypton on diminue son coefficient de transmission thermique. Le double vitrage est encore plus isolant. argon = krypton = air = Le pouvoir isolant d un vitrage peut encore être améliorée en travaillant sur l émissivité. Lorsque l on place un corps d une certaine température face à un corps d une température inférieure, le premier émet de l énergie sous forme de chaleur par rayonnement. L émissivité est la mesure de la capacité que possède un corps à absorber et à émettre de l énergie par rayonnement infrarouge. Le facteur d émissivité d un matériau varie de 0 à 1. Celui du verre est de Il réfléchit par conséquent 11% du rayonnement infrarouge. En appliquant sur une des deux faces intérieures d un double vitrage une couche (invisible) extrêmement fine d oxydes métalliques dont le facteur d émissivité est très faible (0.04), 96% du rayonnement infrarouge lointain, à grande longueur d onde, sera réfléchi. Cela empêche la perte de chaleur émise par les corps chauffants. 31

33 source : énergie wallonie La position de la couche basse émissivité à l intérieur du double vitrage a son importance. Il convient de numéroter les faces de 1 à 4 en partant de l extérieur vers l intérieur pour définir sa position. Placée en face 2, la couche basse émissivité diminuera le facteur solaire. La chaleur absorbée par le vitrage est en grande partie réémise vers l extérieur. Placée en face 3, la couche basse émissivité laisse passer le rayonnement solaire. La chaleur absorbée par le vitrage est réémise vers l intérieur. Source : énergie wallonie La présence d une couche basse émissivité ne modifie pas le coefficient Ug. Elle diminue en revanche un peu les coefficients de facteur solaire et de transmission lumineuse. Il existe des vitrages réfléchissants permettant le contrôle solaire. On adjoint à la couche basse émissivité en face3, une autre couche en face 2 d oxydes métalliques qui augmente la réflexion des UV et des IR de l énergie solaire incidente et diminue à fortiori, la part d énergie transmise. Ces vitrages à contrôle solaire sont utilisés essentiellement dans les bâtiments du secteur tertiaire (tours de verre, bureaux) mais peuvent avoir une utilité avérée dans les bâtiments d habitation. Par exemple dans le cas ou des fenêtres de toit ou des lucarnes ne peuvent pas être équipées de protection solaire extérieure, évitant ainsi la surchauffe l été. 32

34 lucarne rénovée exposée plein sud dans un toit mansard. Les grands fabricants industriels de vitrages à isolation renforcée développent des verres capables d apporter un compromis très intéressant entre le facteur solaire et la transmission lumineuse. Exemple : g = 40% et tl = 70%. Type de vitrage Coef Ug Transmission thermique Coef Sw Facteur solaire Coef tl Transmission lumineuse Simple vitrage Double vitrage ordinaire 4/12/ *Double vitrage basse émissivité 4/16/4 gaz argon à à 0.8 Triple vitrage basse émissivité Le triple vitrage avec les espaces remplis d argon et munis d une couche basse émissivité est le système qui offre la plus grande performance thermique. Il comporte cependant des inconvénients notoires. Son poids est de 30kg/m2 alors qu un double vitrage ne pèse que 20kg/m2. Cela implique que les châssis doivent être dimensionnés en conséquence (78 à 120mm d épaisseur). Pour les châssis ouvrant à la française, les organes de rotation doivent être renforcés. Par ailleurs, plus on multiplie le nombre de vitres, plus la transmission lumineuse et le facteur solaire diminuent. Le choix d un triple vitrage doit être le résultat d une étude complète concernant la performance énergétique du bâtiment en question. Seules les habitations dites «passives» avec une consommation d énergie ne dépassant 15Kwh/m2/an, sont en adéquation avec la performance d un triple vitrage basse émissivité car le vitrage prend une part importante du bilan thermique global. 33

35 En Europe, le taux d ensoleillement et l amplitude des températures, sur l année, varient suivant les régions. Une simulation effectuée par un logiciel (Passivhaus Projektierungs Paket) donne les gains et les pertes des apports solaires nets des différents vitrages, ville par ville. Source : lamaisonpassive.fr Exemple d une habitation passive à 18% de surface de vitrage dont 6% sont orientés au Nord, 26% à l est, 46% au Sud et 22%à l ouest. Les châssis sont en bois et leur épaisseur varie en fonction de l épaisseur des vitrages. Gains-pertes (KWh/m2/an Lille Strasbourg Paris Lyon Nantes Bordeaux Marseille double vitrage 4/12/4 air double vitrage 4/16/4 argon triple vitrage basse émissivité Source : lamaisonpassive.fr Nous constatons qu à Bordeaux, les apports solaires compensent les pertes d énergie à travers un double vitrage à isolation renforcée. Le triple vitrage présente un net avantage dans le nord et l est de la France. Il existe aujourd hui une alternative au triple vitrage. Un double vitrage insérant un film basse émissivité avec un fort pouvoir de réflexion, au besoin. Il présente l avantage d une excellente capacité isolante grâce à ses deux chambres de gaz juxtaposées (argon ou krypton, jusqu à 2x10mm) et ne pèse pas plus qu un double vitrage. Son coefficient Ug peut atteindre 0.6. Vitre Film Gaz Espaceur source : heat-mirror.fr 34

36 La performance thermique du châssis. Il est certain que le vitrage qui occupe la plus grande partie de la baie bénéficie de la plus grande attention pour ce qui concerne l isolation de cette baie. Malgré tout, il ne faut surtout pas négliger les capacités isolantes des châssis. Aujourd hui, trois matériaux se partagent la fonction d encadrer le vitrage: le bois, le polychlorure de vinyle (PVC) et l aluminium. Châssis bois châssis PVC châssis aluminium Le coefficient de transmission thermique des châssis Uf (frame) varie suivant la nature des matériaux et la qualité de l étanchéité entre l ouvrant et le dormant. Le châssis bois «ordinaire», suivant son épaisseur donne un coefficient Uf environ égal à 2W/m2K. Le PVC grâce à ses multiples chambres d air peut atteindre un coefficient Uf égal à 1W/m2K. L aluminium malgré ses rupteurs de pont thermique en matière isolante demeure un matériau conducteur et son Uf descend difficilement en dessous de 2.1W/m2K. Les modèles présentés ci-dessus sont représentatifs de ce qui se vend le plus couramment aujourd hui. Il existe des châssis bois avec un revêtement aluminium à l extérieur pour le protéger. Cela n apporte rien de plus à la capacité isolante du châssis. Dans un bâtiment à basse consommation d énergie, il est souhaitable que le châssis des fenêtres présente des performances d isolation thermique avoisinant celles du vitrage. Les industriels des trois secteurs (bois, aluminium, PVC) rivalisent d ingéniosité pour améliorer les performances thermiques de leurs produits. On constate que l ajout de produits isolants dans les profilés aluminium est efficace. Mais l ajout d une mousse pétrochimique revêt un contresens écologique. Quoiqu il en soit, il convient de retenir certaines techniques porteuses d avenir. L intégration d un isolant végétal comme le liège entre des lames de bois est un système performant et écologique ainsi que l usinage de carrelés de bois massif alvéolé, emprisonnant des chambres d air. 35

37 coef Uf = 0.74 coef Uf = 0.78 source : ewitherm source : Holz schiller La valeur de Uf dépend aussi de la qualité du joint entre l ouvrant et le dormant. Les joints les plus performants sont de type élastomère. La performance thermique de la fenêtre, le coefficient Uw. Après avoir étudié les capacités d isolation thermique des vitrages et des châssis, étudions la performance thermique de la fenêtre dans son ensemble. Les points faibles restent les ponts thermiques qui peuvent exister entre le vitrage et le châssis. Les ponts thermiques sont des zones plus conductrices de chaleur ou de froid. La qualité de la jointure entre les deux matériaux fera qu il existera ou non un pont thermique. Le profil, la nature du matériau, la position et le nombre de joints seront déterminants pour la performance d ensemble de la fenêtre. Le coefficient de transmission thermique linéique entre le vitrage et le châssis est donné par la lettre (psi). joint ouvrant joint joint dormant bois liège source : éwitherm image thermographique ne laissant apparaître aucun pont thermique. 36

38 Le coefficient de transmission thermique d une fenêtre Uw(window), selon la norme européenne, se calcule comme suit : Ag x Ug + Af x Uf + lg x g Uw = Aw (surface de la fenêtre) Uw: en W/m2K Ag: surface de vitrage visible en m2 Ug : coefficient de transmission thermique du vitrage Af : surface du châssis (dormant + ouvrant) en m2 Uf : coefficient de transmission thermique du châssis Lg : périmètre du vitrage en mètre. : coefficient de transmission thermique linéique Le coefficient Uw pour une fenêtre qui sera installée dans une maison passive ne doit pas excéder 0.8W/m2K. La RT 2005 exige actuellement un maximum de 2.6W/m2K pour tout type de bâtiment. Soit quatre fois plus. Voilà qui laisse à réfléchir sur les efforts qu il reste à fournir Avant de conclure sur le confort thermique, il faut aborder la liaison de la fenêtre avec la structure qui l entoure. C est un point sensible qui mérite la plus grande attention. Sans entrer dans la technique de pose et de calfeutrement, il est aisé de comprendre que le placement de la fenêtre dans la baie ne doit pas être générateur de pont thermique. Dans l avenir, les bâtiments vont être classés selon leur bilan énergétique. Le test d infiltrométrie ou «blower test» a pour objectif de visualiser et de mesurer les flux d air qui peuvent s infiltrer à travers l enveloppe d un bâtiment, et donc de détecter les points ou les zones d infiltration. Le test consiste à mettre en dépression ou en surpression les pièces d un bâtiment à l aide d une porte spéciale équipée d un ventilateur. On simule ainsi une situation équivalente à un vent qui soufflerait à 32km/h autour du bâtiment. Le résultat s exprime par le nombre de fois que le volume d air de la pièce s échange en une heure, lorsque la différence de pression est de 50 pascals entre l intérieur et l extérieur. La visualisation des infiltrations peut se faire de plusieurs manières : Par thermographie infrarouge, avec visualisation des points froids par différence de couleur. Par un anémomètre qui détecte une augmentation du passage de l air à l endroit de l infiltration. Par une fumée artificielle qui permet de visualiser les points de passage de l air 37

39 ventilateur «blower door» source : lamaisonpassive.be image thermographique Ce test est actuellement pratiqué uniquement sur les maisons passives. Pour être classée passive, une habitation ne doit pas laisser échapper plus de 60% de son volume d air en une heure. L étude du transfert d énergie à travers les baies vitrées est complexe. Nous verrons dans le chapitre 3, que le choix d un vitrage peut dépendre de l exposition de la baie par rapport à la courbe que décrit le soleil et de la présence ou non de protections solaires. Le choix des châssis n est pas simple non plus car on trouve sur le marché tout un éventail de produits. Pour bien choisir, il faut comparer les coefficients «U» des châssis, des vitrages, et de l ensemble de la fenêtre «Uw». Les économies d énergie en dépendent directement ainsi que la réduction des émissions de gaz à effet de serre également. Le confort acoustique La population des pays occidentaux vit en grande majorité dans des zones urbanisées (75% pour la France). Les activités des hommes dans les milieux urbanisés sont génératrices de bruits émis par différentes sources : le trafic routier, le trafic ferroviaire, le trafic aérien, les chantiers, la musique des voisins, etc 38

40 Individuellement ou regroupés, ces bruits sont synonymes de nuisances contres lesquelles les habitants cherchent à se protéger. En 2002 une enquête de l institut national de statistiques et des études économiques (INSEE) révélait que dans les villes de plus de habitants, la première nuisance citée à 54%, était le bruit. Les effets biologiques du bruit ne se réduisent pas uniquement à des conséquences sur l appareil auditif, comme par exemple l écoute de musique à des niveaux sonores trop élevés pendant des durées trop longues. Comme pour toute agression physique et psychique, l organisme réagit à une agression générée par une source sonore. Si la stimulation acoustique est répétée et intense, cela entraîne une multiplication des réponses de l organisme qui peut induire un état de stress, de fatigue et d épuisement. Le sommeil est le seul réparateur naturel de ces états. Si le sommeil est à son tour perturbé par une ambiance sonore trop forte ou par des bruits d impact, la santé mentale et physique des individus s en trouve altérée. Des problèmes cardiovasculaires et/ou un état anxio-dépressif peuvent apparaître. De même que les défenses immunitaires peuvent se trouver diminuer. Dans nos habitations, le bruit n est donc pas un problème secondaire que l on peut négliger. Comme pour le confort thermique, la fenêtre, de par sa faible épaisseur, demeure la partie sensible des bâtiments par laquelle se transmettent les bruits provenant de l extérieur. Rappel de quelques définitions L acoustique : l acoustique est la science physique qui, en relation avec la physiologie, la psychologie et la musique, étudie la science des sons. L acoustique architecturale est l ensemble des techniques qui permet de maîtriser la qualité sonore recherchée dans un local. Le bruit : le bruit est un assemblage de sons plus ou moins confus pouvant présenter un caractère agréable ou désagréable selon la perception de chaque individu. S il dépasse un certain niveau sonore, il devient nuisible pour la santé. Le son : le son est une sensation auditive provoquée par la mise en vibration du tympan de l oreille. Il se caractérise par sa fréquence et son niveau sonore. La fréquence du son est égale au nombre de vibrations par seconde de la pression acoustique. Elle se mesure en Hertz(Hz). Quand la fréquence est faible, le son est grave. Plus elle s élève, plus le son devient aigu. L oreille humaine entend les sons dont la fréquence est comprise entre 20Hz et 16000Hz. Cette plage de sensibilité varie d un individu à l autre et diminue avec l age. Dans le secteur du bâtiment, la plage de fréquence normalisée s étend de 125Hz à 4000Hz. 39

41 Le niveau sonore mesure en décibels(db) la pression subie par l air lors du passage de la vibration sonore. Le seuil de douleur se situe à 120 db. Le niveau sonore se mesure par rapport à une fréquence donnée. L effet global du bruit sur l oreille humaine dépend à la fois de son intensité et de la répartition sur l échelle des fréquences. L oreille est plus sensible aux fréquences aiguës qu aux fréquences graves. Pour évaluer correctement la sensation auditive d une personne, on équipe le sonomètre d un système correcteur appelé «filtre à pondération A» dont la sensibilité varie de la même façon que l oreille humaine. Le signal mesuré est exprimé en décibels(a) et correspond à une moyenne pondérée sur l ensemble de l échelle des fréquences. En acoustique architecturale, on utilise l unité db(a). sinusoïde des sons source : FLIMM échelle de bruits source : rockwooll source: users.skynet.be 40

42 Les bruits qui se propagent dans un bâtiment sont classés en cinq catégories : 1 les bruits aériens d origine extérieure dont la source sonore est : trafic routier urbain. Trafic routier lent Avion à hélice. Avion à réaction à grande distance. Entreprise produisant un bruit principalement à basse fréquence. Ces bruits sont riches en fréquences graves. On parle de bruit «route ou de trafic routier». Ils s expriment en db(a). 2 Les bruits aériens provenant principalement des activités de vie à l intérieur des habitations mais également de l extérieur. Activités domestiques (conversations, musique, radio télévision) et jeux d enfants. Trafic ferroviaire de vitesse moyenne à rapide. Avion à réaction à faible distance, trafic routier rapide, supérieur à 80km/h. Entreprise produisant un bruit principalement à fréquence moyenne et haute. Ces bruits sont riches en fréquences moyennes et hautes. On parle de bruit «rose». Ils s expriment en db(a). 3 Les bruits d équipement dus aux installations et appareillage : chaudières, ventilation mécanique, porte de parking, ascenseur, etc... 4 Les bruits d impact ou bruits solidiens. Ils ont pour origine les chocs, chutes d objets, la marche, etc... Ils sont transmis par les éléments solides de la structure des bâtiments. 5 Les bruits dont le niveau sonore augmente par l effet de réverbération. Ils varient en fonction du pouvoir d absorption des matériaux qui recouvrent les parois intérieures d un local. source : FLIMM 41

43 Ces quelques explications introductives sont nécessaires car le traitement acoustique d un bâtiment relève d une grande complexité. Le traitement d une paroi seule serait quasiment sans résultat, quelle que soit la provenance du bruit. Pour se protéger des bruits extérieurs, il faut prendre en considération l enveloppe du bâtiment. Le système idéal pour une bonne isolation acoustique des bruits extérieurs serait de séparer par un isolant, la structure intérieure d un local de sa structure extérieure sans autre lien entre les deux, que l isolant. Cela est impossible à réaliser dès lors que l on crée une ouverture pour faire entrer la lumière par une fenêtre, ou pour entrer et sortir du local par une porte. La solution repose alors sur le pouvoir isolant des matériaux et le traitement des ponts acoustiques. Les bâtiments résidentiels construits après le 1 er janvier 1996 sont soumis aux exigences de la nouvelle réglementation acoustique (NRA). Elle fixe des obligations de résultats, mesurés in situ quand les logements sont prêts à être occupés. Depuis le 1 er janvier 2000, une norme européenne harmonise les indices de calcul pour tous les pays de la communauté européenne. Les exigences de la NRA ne sont pas modifiés. Les bâtiments sont classés en cinq catégories suivant leur exposition aux niveaux sonores des infrastructures de transport terrestre : BR1 à BR5. La catégorie 1 représente les zones où les bâtiments sont les plus exposés. Le classement est ratifié par arrêté préfectoral. catégorie Niveau sonore environnent Isolement minimum en façade 1 +de 81db 45db 2 Entre 76 et 81db 42db 3 Entre 70 et 76db 38db 4 Entre 65 et 70db 35db 5 Entre 60et 65db 30db L isolement acoustique caractérise la capacité de la façade, fenêtres fermées, à résister à la transmission du bruit venant de l extérieur. L isolation, quant à elle, détermine l ensemble des procédés et des techniques mis en œuvre afin d obtenir la performance d isolement souhaitée. Les matériaux utilisés dans la construction possèdent une propriété de résistance à la transmission du bruit. L utilisation de cette propriété combinée aux méthodes et aux techniques d emploi de ces matériaux donneront la valeur de l isolement acoustique. 42

44 L indice d affaiblissement acoustique des vitrages La capacité d un vitrage à empêcher la transmission des bruits aériens venant de l extérieur est évaluée par son indice d affaiblissement acoustique, exprimé par «R» en db. Il est obtenu en laboratoire et correspond pour chaque bande d octave de 100 à 5000 Hz, à la différence entre les niveaux de pression acoustique régnant dans les locaux d émission et de réception. En reportant pour chaque bande d octave, les valeurs de l indice d affaiblissement sur un graphique, on obtient la courbe d isolation acoustique d un vitrage. L indice d affaiblissement acoustique est mesuré selon la norme européenne ISO 140. source : énergie wallonie Sur le graphique ci-dessus, nous constatons que les courbes sont irrégulières quand les fréquences augmentent. Pour un double vitrage (4-12-4), le verre entre en vibration dans les basses fréquences à 250 Hz ( bruit de trafic lent) et dans les hautes fréquences à 3150 Hz. A ces fréquences critiques, l isolation acoustique du vitrage est mauvaise. Il est donc difficile de donner une valeur moyenne d affaiblissement acoustique compte tenu de l irrégularité des courbes. La norme a donc défini un indice d affaiblissement pondéré «Rw». Il se base sur une courbe de référence que l on va ajuster à la courbe d un vitrage donné. A la valeur de 500 Hz, nous retiendrons en db la valeur que donne la courbe de référence. 43

45 source : énergie wallonie Dans un bâtiment, l isolation acoustique est réussie lorsque les matériaux sont efficaces dans les fréquences où la source de bruit est la plus forte. L indice d affaiblissement acoustique pondéré doit noter la différence entre le bruit «rose» et le bruit de «trafic routier urbain» car les courbes de ces bruits sont différentes suivant les fréquences. C est pourquoi la norme européenne EN apporte des valeurs correctives à l indice Rw, avec la lettre «C» correspondant au bruit «rose», et la lettre «Ctr» correspondant au bruit de «trafic routier». On peut lire par exemple : Rw(C ; tr) = 37(-1 ; -3) Cela signifie que Rw est diminué de 1 db pour le bruit «rose» et 3 db pour le bruit de «trafic routier urbain». On trouve également l expression suivante : Rw = 37 db RA = 36 db (37-1) RAtr = 34 db (37-3) La loi de masse Une loi expérimentale montre que la résistance acoustique d une paroi augmente avec sa masse surfacique (kg/m2), si cette paroi est homogène, rigide et étanche à l air. Nous sommes donc tentés de penser que plus on augmente l épaisseur d une vitre et plus la fenêtre est isolante. C est vrai, mais à certaines fréquences la vitre simple entre en vibration quel que soit son épaisseur. A ces fréquences critiques le bruit se transmet beaucoup mieux. Il en est de même pour un double vitrage dont les deux vitres sont de même épaisseur. Pour remédier à ce problème, il convient d employer des doubles vitrages asymétriques. 44

46 Le principe des vitrages asymétriques est d utiliser deux verres d épaisseur suffisamment différente de sorte que, chacun d eux masque les faiblesses de l autre dans les fréquences critiques. source : énergie wallonie Sur le graphique ci-dessus, nous constatons qu en doublant l épaisseur d un des verres d un double vitrage (4-12-4), l isolation acoustique s améliore dès les basses fréquences et que les fréquences critiques de vibration ont disparu. Les verres feuilletés dans lesquels sont insérés un ou deux films de butyral de polyvinyle (PVB) augmentent les performances acoustiques des vitrages pour la même masse surfacique de verre. Bien que leur fonction première soit plutôt de résister aux effractions. La performance acoustique des vitrages peut se lire simplement comme suit : double vitrage symétrique double vitrage asymétrique double vitrage feuilleté source : Saint Gobain 44.2/12/10 signifie que le vitrage est composé de deux verres de 4mm séparés par deux films PVB, puis d un espace de 12 mm enfermant un gaz, puis d un verre de 10 mm. L indice d affaiblissement acoustique de ce type de vitrage est de 37dB(A). 45

47 Comme pour l isolation thermique, l isolation acoustique d un bâtiment est efficace quand les matériaux utilisés sont performants et quand les ponts acoustiques sont supprimés. Tout élément solide non isolant ou espace non isolé, reliant l extérieur à l intérieur, peut représenter un pont acoustique. En effet, le bruit profite du moindre interstice ou point faible pour se propager. Une fenêtre est performante sur le plan acoustique si : - La liaison entre le châssis et le vitrage, avec un joint souple, ne comporte aucun pont acoustique. - La liaison entre le châssis et la paroi qui l encadre, avec un joint souple et un isolant, ne comporte également aucun pont acoustique. Le choix du matériau du châssis importe peu dès lors que l on utilise un vitrage ayant une valeur Rw inférieure à 36 db(a). Le bois demeure cependant le matériau naturel qui comporte des qualités intrinsèques d isolant acoustique. Pour améliorer la performance du châssis, il faut choisir un bois dense et augmenter l épaisseur des profils. Dans le cas où l isolement acoustique d une façade devrait atteindre une haute performance, la double fenêtre donne le meilleur résultat. Elle intègre le système «masse, ressort, masse». Les masses étant les deux vitrages et le ressort, la lame d air. Ce système apporte un confort supérieur à la loi de masse car il supprime en grande partie les vibrations. La fréquence de résonance de l ensemble peut se situer autour de 100Hz si l épaisseur de la lame d air est suffisante. Rappelons qu en acoustique architecturale, la plage de fréquence normalisée s étend se 125 Hz à 4000 Hz. Vitrage (masse) Vitrage (masse) Lame d air (ressort) Châssis bois Isolant Joint souple Châssis bois Isolant coupe partielle verticale dune double fenêtre source : bbri.be 46

48 L isolation thermique et l affaiblissement acoustique des menuiseries extérieures font l objet d une certification. Cette certification du Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB), a pour nom : ACOTHERM. Elle présente un classement des menuiseries selon leurs performances. Affaiblissement acoustique RA, tr = Rw (c,ctr) source : ACOTHERM Isolation thermique source : ACOTHERM Les menuiseries extérieures de «type 1» sont des menuiseries verticales (fenêtres et portes-fenêtres) et fenêtres de toit en pente. Les blocs-baies ou menuiseries de «type 2» sont des menuiseries de «type 1» équipées en usine de volet roulant ou de persiennes. 47

49 Les fenêtres et le renouvellement d air L homme occidental passe 80 à 90% de son temps en lieu clos. Il respire fois par jour en consommant litres d air. Au fil de la journée, l air respiré dans les locaux fermés doit garder ses propriétés les plus saines. Or, il peut régner dans nos locaux d habitation une atmosphère polluée. La nature des matériaux d équipement, les appareils de chauffage, l activité humaine et la biocénose d accompagnement (animaux, plantes) en sont les causes principales. L air que l on respire doit donc être régulièrement renouvelé pour trois raisons majeures : - l hygiène et la santé des occupants. La respiration des occupants se traduit par une consommation en oxygène et par un rejet de gaz carbonique. Sans renouvellement, l air devient impropre à la respiration. Il se charge en humidité et les odeurs s installent. - la pérennité du bâtiment. L enveloppe d un bâtiment est soumise à des phénomènes physiques et mécaniques. Un taux d humidité trop élevé et la présence de condensation pendant de longues périodes engendrent un pourrissement des matériaux. A terme la solidité du bâtiment peut être compromise. - la sécurité liée aux appareils de combustion. Les appareils à combustion produisant l eau chaude sanitaire et le chauffage, équipent bon nombre de logement. La qualité de l air comme comburant garantit leur bon fonctionnement. Le renouvellement d air assure la sécurité des personnes face aux émanations de gaz toxiques que peuvent émettre ces mêmes appareils. Avant la première crise de l énergie, la ventilation des bâtiments d habitation était assurée par des grilles, hautes et basses, situées dans les murs extérieurs des pièces dites «humides» (cuisine, salle de bain, WC). Il était conseillé d ouvrir, quelques minutes par jour, les fenêtres des pièces dites «sèches» (chambres, séjour, salon) pour assurer un minimum de renouvellement de l air. Après le choc pétrolier, le concept d isolation incluant les fenêtres à étanchéité renforcée et à double vitrage, a imposé l installation d une ventilation mécanique contrôlée (VMC). Son principe est d aspirer l air extérieur à travers des entrées d air placées sur les murs extérieurs des pièces «sèches», de le faire circuler jusqu aux bouches placées en partie haute des pièces humides, puis de l extraire grâce au groupe aspirant. C est le principe de la ventilation à simple flux. 48

50 VMC simple flux Source : ADEME Les entrées d air sont prioritairement placées en traversée de mur pour les façades qui doivent répondre à un affaiblissement acoustique supérieur à 35 db. Pour des niveaux d affaiblissement inférieurs ou égaux à 35 db, les entrées d air peuvent être placées sur les menuiseries ou sur les coffres de volets roulants. Leur situation la plus fréquente se trouve sur la traverse haute des ouvrants des fenêtres. Le DTU 68.1 donne toutes les informations concernant la mise en œuvre des entrées d air. Pour une VMC simple flux, chaque pièce principale doit posséder au moins une entrée d air dont le débit minimum est de 22 m3/h. Cela implique que la menuiserie soit traversée d une ouverture de 250mm x 15mm ou de deux ouvertures de 160 mm x 12 mm. Nous pouvons nous poser la question de savoir si ces entrées d air placées sur les menuiseries n entrent pas en contradiction avec ce qui a été décrit dans les chapitres précédents. Effectivement, chaque ouverture crée un pont thermique et acoustique, même si les grilles utilisées au niveau des entrées ont été conçues pour en limiter ces effets néfastes. Ajoutons à cela le côté énergivore du système «VMC simple flux» qui en hiver, expulse directement l air chauffé de l intérieur des pièces. 49

51 On peut répondre que l isolation thermique et acoustique et la ventilation sont deux choses bien distinctes. Mais on ne peut pas nier que l efficacité de l une peut nuire à l efficacité de l autre. Dernièrement, le système de ventilation à double flux a fait son apparition. Il permet de récupérer au moins 70% de la chaleur de l air vicié extrait, afin de réchauffer l air neuf filtré. Les entrées d air sur les fenêtres des pièces principales disparaissent pour laisser place à une seule entrée d air que l on peut situer dans une pièce dite «tampon» tel un garage. VMC double flux Source : ADEME Il serait souhaitable que la prochaine réglementation thermique impose une VMC double flux à tous les futurs bâtiments résidentiels. 50

52 -3- la fenêtre vue de l extérieur 51

53 L orientation des bâtiments et des baies vitrées. Le soleil se lève à l Est. Dans les siècles passés, la rudesse des conditions de vie dans les campagnes a obligé nos ancêtres à développer une sorte «d intelligence d adaptation au lieu de vie», que l on appelle aujourd hui, le bon sens paysan. On l appliquait très sérieusement dès qu il s agissait d élever un bâtiment. L étude du climat local, la course du soleil, la position des vents dominants accompagnés de pluie, la nature du sol, la topographie du terrain, les caractéristiques des matériaux de construction locaux et le savoir faire des artisans étaient autant de facteurs déterminants pour la qualité de vie à l intérieur des bâtiments d habitation, ainsi que pour leur pérennité. Observons l exemple d une maison landaise, située au milieu d un airial et datant de la fin du 19 ème siècle. Les baies vitrées, de dimensions assez grandes, se concentrent essentiellement sur la façade exposée à l Est, car le soleil rasant des matins d hiver pénètre en profondeur dans le bâtiment. C est aussi la façade la plus protégée des intempéries. La façade Sud comporte peu d ouvertures. Une par pièce et de petite taille pour un éclairage minimum. Des grandes baies auraient favorisé la surchauffe estivale. La façade Ouest, très basse, est conçue pour protéger le bâtiment contre l agression du vent et de la pluie. Elle ne comporte qu une petite fenêtre pour éclairer la cuisine. La façade Nord, la plus froide, comporte une petite fenêtre pour éclairer une chambre. Notons la position de l étable qui permettait de diffuser la chaleur des bovins dans les deux chambres. Nous avons dans cet exemple la démonstration du concept de maison bioclimatique dont l orientation est un élément fondamental. façade exposée à l Est Position des fenêtres source : écomusée de Marquèze Ce qui se pratiquait dans les campagnes ne s est pas transposé dans les villes, au moment où celles-ci devaient concevoir de nouveaux plans d urbanisme, afin d accueillir une population de plus en plus dense. 52

54 Prenons l exemple des travaux mis en œuvre dans Paris par le baron Haussmann à partir de Son objectif était de construire une grande quantité de logements sur plusieurs niveaux, tout en fluidifiant la circulation par la création de carrefours perpendiculaires. L orientation des bâtiments suivait les axes de circulation. Sur le schéma ci-dessous, nous constatons que les bâtiments A et D ne voient le soleil que le matin à l Est côté jardin et le soir à l Ouest côté rue. En revanche, les appartements des bâtiments B et G bénéficient d un ensoleillement plein Sud coté rue, et côté jardin pour les appartements des bâtiments C et F. Les façades Est des bâtiments E et H sont masquées au soleil levant par les Bâtiments A et D et inversement pour le coucher du soleil. courbe du soleil Exemple d un carrefour Parisien bordé de bâtiments Haussmannien. source : Wikipédia Nous pouvons en déduire que dans un même quartier et pour des constructions de même facture, des appartements identiques ont une valeur différente suivant leur exposition et l étage dans lequel ils se situent. Certains sont plus agréables à vivre que d autres grâce à une meilleure orientation. Leurs besoins en chauffage sont également différents. 53

55 Le plan d urbanisme des éco-quartiers que l on bâti dans les centres urbains ou en périphérie (quartier Vauban à Fribourg en Brisgau en Allemagne ou le quartier Bedzed au Sud de Londres) montre que la priorité est donnée à l orientation des bâtiments. Ils sont perpendiculaires à la voie d accès principale du quartier. Les baies vitrées des façades exposées au Sud-Est occupent près de 60% de la surface. Par ailleurs, les bâtiments comportent trois étages au maximum, ce qui laisse la possibilité de végétaliser les façades par des plantes grimpantes, et ils sont suffisamment espacés pour éviter les masques face au soleil. Quartier Vauban, Fribourg en Brisgau Que ce soit pour un bâtiment collectif ou pour une maison individuelle, d une manière générale, le raisonnement à adopter aujourd hui pour décider de l orientation d un bâtiment, c est celui de l habitat bioclimatique moderne. Il diffère de celui d autrefois dans le sens où il n est plus basé principalement sur un concept de protection face aux éléments climatiques mais plutôt sur l optimisation de leur utilisation. Principalement les apports solaires. Il est aidé en cela par une avancée technologique des systèmes de construction et par l emploi de matériaux nouveaux. L étude de la courbe du soleil détermine l orientation du bâtiment sur le terrain et par conséquent définit la disposition des pièces. 54

56 source : maison des négawatt plan d une maison bioclimatique source : constructionsdurablesaquitaine.com maison bioclimatique dans les Landes La véranda intégrée est le résultat de l optimisation des apports solaires à travers une surface vitrée. Sa mise en place doit faire l objet d une étude approfondie. En effet, la véranda a pour principe d utiliser l effet de serre en hiver. Dès que le soleil donne sur la véranda, la température de celle-ci devient très vite plus élevée que celle de la maison. L intérêt est donc d apporter la chaleur de la véranda à l intérieur de la maison en créant un cycle de convection. Lors de sa conception, la maison doit intégrer des ouvertures intérieures pour que ce cycle soit possible. De plus, le mur plein qui se trouve derrière la véranda et qui encadre la baie vitrée du rez-de-chaussée, doit être conçu dans un matériau à fort déphasage (brique pleine), de manière à ce qu il emmagasine la chaleur le jour afin de la restituer la nuit à l intérieur de la maison. Il est recommandé par ailleurs, que la partie supérieure de la véranda puisse s ouvrir afin de réguler sa température. Situation en hiver Cage d escalier Ouverture Baie vitrée Air frais principe de la véranda intégrée source : BSTF solaire passif 55

57 Les protections solaires. Elles participent au confort d été. Il est très agréable de profiter du rayonnement solaire quand nous sommes à la recherche d un apport de chaleur. En revanche, il peut être fort désagréable à la belle saison, de subir les assauts du soleil quand on ne peut pas s en protéger. Afin d éviter la surchauffe l été, les baies vitrées de nos maisons ou appartements sont équipées de divers systèmes pour masquer ou filtrer le rayonnement solaire. A l intérieur des baies, on peut installer des jalousies, des rideaux ou des stores qui ont aussi la fonction de préserver l intimité. L inconvénient de ces organes mobiles est qu ils n empêchent pas la chaleur de pénétrer dans les pièces. Ils n empêchent pas l effet de serre du vitrage. Les organes de protection contre l intrusion, placés à l extérieur des baies, du type contrevents pivotants, persiennes pivotantes ou coulissantes, sont également employés comme moyen de protection solaire. Ils sont plus efficaces que les protections intérieures mais leur inconvénient est qu ils obstruent la lumière en même temps qu ils protègent du rayonnement. Les auvents, les marquises ou les avant-toits peuvent apporter une très bonne solution pour bénéficier du rayonnement solaire l hiver tout en le coupant l été. Cela tient à une étude précise de son dimensionnement. Le premier travail consiste à étudier le diagramme solaire correspondant à la latitude du lieu d habitation. source : outilsolaires.com 56

58 Calculons la forme théorique que devrait avoir un auvent pour protéger du soleil une baie exposée plein sud. Il pourrait s agir d une porte-fenêtre d un pavillon situé, par exemple, entre Chartres et Orléans à 48 de latitude. Hauteur x largeur de la baie : 215 cm x 140 cm. Supposons que la période où le soleil commence à occasionner une surchauffe à travers la baie vitrée, se situe du 21 avril au 21 août et sur une plage horaire allant de 11h à 14h (heure du soleil). Nous lisons sur le diagramme solaire qu à 11h, l angle d incidence du soleil est de 52 et qu à 14h, il est de 45. Son azimut est de 25 Est à 11h et de 45 Ouest à 14h. 57

59 D un point de vue architectural, la forme théorique de cet auvent (en gris) peut poser des questions, au niveau de sa mise en œuvre et de son esthétique. On peut lui fait prendre la forme rectangulaire (en rouge), la plus proche du trapèze gris. Dans ce cas, on élargit la zone d ombrage. Cela n est pas forcément préjudiciable car il faut tenir compte du phénomène d albédo (réflexion du rayonnement sur le sol) que pourrait provoquer un sol clair. Dans les immeubles d habitation collective, les auvents servent de balcon pour les niveaux supérieurs. Auvent d une maison passive Source : Bruxelles environnement Il existe une solution alternative aux auvents opaques : Les brise-soleil à lames orientables. Placés verticalement sur des panneaux fixes ou coulissants, ou horizontalement au dessus des baies, l orientation des lames permet à loisir de faire entrer le rayonnement solaire, de le tamiser ou de l obstruer. L inclinaison des lames se décide suivant la saison et la météo du jour. Ce système équipe principalement l enveloppe de bâtiments abritant des bureaux mais on l installe de plus en plus dans les bâtiments d habitation. Les stores enroulables en toile offrent également un confort intéressant face au rayonnement solaire. Leur emploi reste cependant limité les jours de vent et leur durée de vie, parfois, n excède pas quelques années. lames inclinables en paroi verticale source : SAB international auvent à lames inclinables source : colt france Les baies orientées à l Ouest doivent bénéficier d auvent plus profond. Il est possible alors d envisager de faire grimper des végétaux à feuilles caduques sur une tonnelle ou sur une pergola. 58

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