Quel type de fenêtres choisir?

Les critères de sélection d’une fenêtre pour son habitat ne devraient pas reposer principalement sur son aspect esthétique, mais plutôt sur les propriétés du vitrage dont elle est principalement constituée. Cet élément incontournable permettra de favoriser une plus grande efficacité et plus de confort dans le bâtiment.

Luc Muyldermans, architecte et grand spécialiste des habitats bioclimatiques et solaires passifs, offre de judicieux conseils sur le choix d’un vitrage performant dans la formation qu’il donne sur ce sujet dans le Certificat en design de bâtiment écologique de Solution ERA. Voici quelques éléments fondamentaux à retenir pour suivre les conseils éclairés de Luc.
 

Choisir son vitrage soi-même : c’est possible et fortement recommandé

 
Un point capital à retenir lors de l’achat de fenêtres, c’est qu’il est plus important de miser sur le facteur de performance de celles-ci, plutôt que sur leur apparence. Cela semble évident de prime abord, mais comme le souligne Luc, il est très rare que les acheteurs soient réellement au fait du type de matériaux qui constituent leurs futures fenêtres!
Étant donné le coût important que représente l’achat d’une large fenestration pour son habitat, une planification stratégique des besoins en apport solaire et en isolation dans le bâtiment est fortement recommandée.
Beaucoup ne le savent pas, mais lorsqu’on commande une fenêtre, il est possible de choisir le type de vitrage désiré. Celui-ci peut laisser passer beaucoup de soleil, ou peut être moyennement ou même très isolant.
Chaque fabricant de fenêtres possède en général une gamme variée de vitrages qui peuvent être la plupart du temps incorporés dans la fenêtre et le cadre de son choix. C’est une offre standard qui n’est simplement pas demandée par tous.
Mais comment savoir quel type de vitrage est approprié pour les besoins spécifiques de son bâtiment?
 

Évaluer le type vitrage souhaité selon l’emplacement des fenêtres

 
Si l’on se réfère au design bioclimatique, qui inclut le design solaire passif, la conception d’un bâtiment écologique dont la plus grande partie de la fenestration se trouve en façade Sud, est fortement à prioriser.
L’apport solaire provenant de cette direction est le plus important, alors que l’Est et l’Ouest en bénéficient beaucoup moins. Le Nord ne reçoit presque aucun rayonnement solaire direct.
Ainsi, la fenestration dans ces trois dernières directions est généralement à éviter lorsque possible, puisque les fenêtres orientées sur ces façades favorisent généralement plus de déperditions de chaleur par leur surface, que de gain solaire.
À l’Est à l’Ouest et au Nord, une fenestration moyennement ou très isolée, peut alors être stratégiquement installée sur une faible surface, afin de créer un équilibre entre vue et luminosité appréciées et déperditions de chaleur. C’est un facteur fondamental à évaluer pour l’efficacité énergétique du bâtiment.
Si l’on investit dans une large fenestration plein Sud, et que malheureusement, sans le savoir, on a choisi un vitrage avec un facteur isolant élevé qui ne laisse pas entrer le rayonnement solaire :

• On ne profitera pas des apports énergétiques d’un design solaire passif, ce qui nuira à l’efficacité du bâtiment
• On aura investi une somme importante dans une fenestration inadéquate
• Ce montant sera d’autant supérieur que le coût d’un vitrage isolant est nettement plus élevé que celui d’une vitre standard

Il est donc fondamental de bien comprendre les différents types de vitrage trouvés sur le marché, pour effectuer des choix stratégiques et judicieux.
 

Différents facteurs pour évaluer les types de vitrages

Il y a plusieurs facteurs qui permettent d’évaluer l’efficacité d’un type de vitrage selon les besoins de notre habitat.

1. La composition du vitrage

Vitrage translucide : ce type de vitrage n’est pas entièrement transparent et on ne perçoit pas aussi clairement les objets à l’extérieur de l’habitat ou les rayons solaires. La raison en est simple : lorsque le rayonnement solaire traverse le vitrage, les rayons sont alors éclatés dans toutes les directions. Ce type de vitrage est à privilégier pour la culture des plantes à l’intérieur qui apprécient une luminosité multidirectionnelle (solarium, serre, etc.).
Le vitrage simple transparent : est un vitrage clair qui laisse passer 85 % du rayonnement solaire. Son facteur isolant est le moins élevé et favorise plus de déperditions de chaleur. Il s’agit du type de vitrage le moins dispendieux.
Le double vitrage transparent : consiste en un double vitrage clair qui laisse passer 75 % du rayonnement solaire, mais qui est un peu plus isolé que le vitrage transparent simple, et évite un peu mieux la déperdition de chaleur. Son coût est plus élevé que celui d’un vitrage simple.
Le vitrage triple transparent : est un vitrage au facteur isolant encore plus élevé que le vitrage double, pour moins de déperditions de chaleur, mais laisse entrer une portion moins élevée de rayonnement solaire. Il est plus coûteux que le vitrage double.
 
Le vitrage avec gaz argon : il est possible de remplacer l’air se trouvant entre les couches de verre des vitrages doubles ou triples par un gaz appelé argon. Pourquoi l’argon?
Il est avant tout fondamental de saisir que la qualité isolante d’une fenêtre tient au fait que l’air ou le gaz placé entre les vitres doubles ou triples, circule dans un espace précis de 5/8 de pouce.
Si l’espace est moindre, l’efficacité de la circulation d’air est diminuée, faisant chuter du même coup son facteur isolant. Si l’espace est de plus de 5/8 de pouce, le facteur isolant est également diminué. Pourquoi?
Un espace plus grand permet, logiquement, une circulation de l’air ou du gaz beaucoup plus élevée. Si l’air ou le gaz entre les deux vitres est léger, la circulation s’en trouve alors encore plus facilitée, ce qui permet à l’énergie d’être transportée du vitrage intérieur vers le vitrage extérieur. Cette déperdition d’énergie ou de chaleur rend le vitrage moins efficace.
La caractéristique de l’argon est qu’il s’agit d’un gaz plus lourd que l’air et qu’il tend à stagner. Comme il circule moins aisément, il est responsable de moins de déperditions de chaleur, ce qui rend le vitrage plus isolant et performant.
 
Le désavantage du triple vitrage est que si l’on diminue l’espace entre les couches de verre pour accommoder trois vitres, cet espace idéal de 5/8 de pouce sera alors diminué tout comme sa performance isolante.
Pour contourner ce problème, on conserve entre chaque couche de verre un espace de 5/8 de pouces, ce qui aboutit à un vitrage très épais qui n’est pas toujours compatible avec toutes les fenêtres et leurs cadres, en plus de les rendre beaucoup plus lourdes à installer.  
Pour remédier à cela, un type de vitrage, appelé Éco Glass, a été développé.
 
Le vitrage Eco Glass : consiste en un vitrage triple qui remplace la couche de verre centrale par une pellicule plastique. Ce type de fenêtre est tout aussi performant qu’un triple vitrage de verre, grâce à des espaces d’air ou de gaz de 5/8 de pouce, mais il est nettement plus mince et beaucoup moins lourd à installer.
On peut ainsi multiplier les pellicules de plastique dans la section centrale entre les vitres intérieure et extérieure, pour un vitrage extrêmement performant, pouvant atteindre même un facteur R20, c’est-à-dire aussi performant qu’un mur isolé!
Ceci permet d’inclure plus de fenêtres sur les autres façades du bâtiment, plutôt qu’uniquement au Sud, sans les inconvénients d’avoir de grandes déperditions de chaleur. Par contre, plus on ajoute de pellicules, moins on a d’apport solaire. Toutefois, dans une fenestration autre qu’au Sud, le facteur isolant prime de toute façon.
 
Vitrage avec une pellicule métallique Low-E : la caractéristique de cette pellicule métallique est qu’elle diminue le facteur de déperdition de chaleur vers l’extérieur de par le verre lui-même. La surface du verre devient donc plus isolante.
Il est toutefois important de garder en tête que le verre transparent permet une transmission maximale du rayonnement solaire. À mesure que l’on ajoute des couches de verre et/ou une membrane Low-E, on perd une plus grande transmission de rayonnement solaire vers l’intérieur de l’habitat, parfois même jusqu’à la moitié!
Cela a, entre autres, une incidence sur les masses thermiques intégrées au bâtiment et qui se doivent d’être atteintes par le rayonnement solaire pour offrir toute leur efficacité.
Il existe cependant différents types de pellicules Low-E produites sur le marché, et certaines sont conçues pour laisser entrer beaucoup ou très peu de rayonnement solaire. Il s’agit de choisir celle qui convient à la spécificité des besoins de son habitat.
 

2. Le facteur isolant du verre

Un autre facteur à évaluer dans le choix stratégique d’un vitrage est le facteur isolant du vitrage, qui est, comme pour les matériaux isolants, traduit par la valeur « R ». Cette valeur sert à préciser sa résistance thermique, c’est-à-dire sa capacité à empêcher la chaleur de sortir vers l’extérieur de l’habitat.
Il y a deux façons de mesurer le facteur isolant d’un vitrage, à savoir la mesure prise au centre du vitrage, là où la valeur est la plus élevée (dans l’espace d’air entre les deux surfaces du double vitrage), et celle prise sur les surfaces ou dans l’espace qui lie les deux vitres, et qui sera moins élevée.
Pour avoir une mesure juste de l’isolation de sa future fenêtre, il est essentiel de prendre ces deux mesures en considération pour effectuer une moyenne et s’assurer une évaluation la plus proche possible de la réalité. Ceci est particulièrement important dans la conception d’une maison haute performance où ce facteur est incontournable.
 

3. Température de la surface intérieure du verre

Plus un vitrage est isolant, plus sa surface interne, qui donne dans l’habitat, sera chaude, ce qui favorisera un facteur de confort pour les occupants.
 

Choix d’un vitrage stratégique pour son habitat

 
Si après avoir saisi les différents éléments qui constituent les vitrages trouvés aujourd’hui sur le marché, vous vous demandez ce qui, concrètement, pourrait vous convenir, Luc suggère ici quelques avenues possibles.
Que choisir pour la fenestration principale en façade Sud? Un bel entre-deux peut être un vitrage double et transparent avec une certaine pellicule Low-E, appelée « lof », laissant passer 77 % du rayonnement solaire.
Si on ne peut pas se passer d’une vue majestueuse sur un lac situé plein Nord ou que le bâtiment ne permet pas un design solaire passif, il est possible d’installer une fenestration plus restreinte en façades Est, Ouest ou Nord.
Un facteur isolant supérieur sera alors essentiel à considérer dans le choix de son vitrage afin de conserver une température de face intérieure du vitrage plus élevée, pour offrir plus de confort aux occupants. Elle sera toutefois plus dispendieuse. C’est un compromis à faire!
Si vous souhaitez en savoir beaucoup plus sur la fenestration efficace et le rayonnement solaire, suivez ce lien vers le Certificat en design de bâtiment écologique!