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Double vitrage performances : Ug, gaz, couche basse emissivite expliques
Le vitrage d’une fenêtre est souvent l’élément de la paroi avec la plus faible résistance thermique. Un simple vitrage à Ug = 5,8 W/m2.K perd autant de chaleur qu’un mur non isole de 5 cm. Un double vitrage basse emissivite à argon peut descendre à Ug = 1,0, soit une division par 6 des pertes. Comprendre ce que signifient ces chiffres est nécessaire pour faire les bons choix lors du remplacement de fenêtres ou de l’évaluation de son logement.
Le coefficient Ug : la mesure de la performance
Le coefficient Ug (Ug pour glazing, en W/m2.K) mesure la quantite d’énergie qui traverse un metre carre de vitrage par degré de différence de température intérieur/extérieur. Plus le Ug est bas, plus le vitrage est isolant.
- Simple vitrage : Ug = 5,8 W/m2.K
- Double vitrage standard (air) : Ug = 2,8-3,2
- Double vitrage argon : Ug = 1,8-2,4
- Double vitrage argon + couche basse emissivite : Ug = 1,0-1,3
- Triple vitrage argon + deux couches basse emissivite : Ug = 0,5-0,8
À titre de comparaison, un mur en parpaing de 20 cm bien isole (R = 5, 200 mm de laine de roche) a un U équivalent de 0,20 W/m2.K. Même le meilleur triple vitrage reste donc 2 à 3 fois moins performant qu’un mur bien isole.
Le role du gaz de remplissage
L’espace entre les deux vitrages (lame d’air) est rempli d’un gaz dont la conductivité thermique déterminé une grande partie de la performance :
- Air : lambda = 0,025 W/m.K. Le moins cher, mais pas le plus performant
- Argon : lambda = 0,017 W/m.K. Le gaz de remplissage standard en double vitrage performant. réduit le Ug de 15-20 % vs air. Stable, non toxique, produit industriellement
- Krypton : lambda = 0,009 W/m.K. Presque deux fois plus isolant que l’argon, mais 10 à 15 fois plus cher. Utilisé dans les vitrages de haute performance ou les triples vitrages avec lame etroite
- Xenon : le plus performant (lambda = 0,005) mais extrêmement coûteux, réservé aux applications spécialisées
La lame de gaz optimale est de 12-16 mm pour l’argon (au-dela de 20 mm, les mouvements de convection dans la lame degradent la performance). Pour le krypton, la lame optimale est plus etroite (6-10 mm), ce qui est utile dans les triples vitrages ou la réduction d’épaisseur totale est importante.
La couche basse emissivite (Low-E)
La couche basse emissivite est un dépôt métallique microscopique (argent ou oxyde d’etain) appliqué sur la face intérieure d’un des vitrages. Elle réduit drastiquement le rayonnement infrarouge (chaleur) qui traverse le vitrage :
- Sans couche Low-E : emissivite epsilon = 0,84 (84 % du rayonnement passe)
- Avec couche Low-E : emissivite epsilon = 0,02-0,10 (2 à 10 % seulement)
La combinaison argon + couche Low-E est la base du double vitrage performant actuel. Elle peut réduire le Ug de 2,8 (double vitrage air sans Low-E) a 1,0-1,1 (argon + Low-E), soit une performance multipliee par 2,5 pour un coût de fabrication seulement 10-20 % supérieur.
Double vitrage vs triple vitrage
| Type de vitrage | Ug typique | Surpoids vs double | Prix relatif | Gain vs double performant |
|---|---|---|---|---|
| Double argon + Low-E | 1,0-1,1 | référence | référence | référence |
| Triple argon + Low-E | 0,6-0,8 | +3-5 kg/m2 | +25-40 % | 30-50 % de gain |
| Triple krypton + 2 Low-E | 0,4-0,6 | +3-4 kg/m2 | +60-80 % | 50-70 % de gain |
Le triple vitrage se justifié principalement dans les maisons passives et les maisons à énergie positive, ou chaque watt compte. Dans une rénovation standard, le passage de double vitrage ancien à double vitrage performant (argon + Low-E) offre un meilleur rapport gain/investissement que le triple vitrage, car on part d’un Ug de 2,8-3,5 pour aller à 1,0 (gain important) plutôt que de 1,0 à 0,7 (gain marginal).
Le facteur solaire g
Le facteur solaire g mesure la quantite d’énergie solaire (visible + infrarouge) qui entre dans le logement à travers le vitrage. Un g = 0,60 signifie que 60 % de l’énergie solaire frappant le vitrage est transmise à l’intérieur.
- g élevé (0,6-0,7) : apports solaires importants. Avantageux en hiver (chauffage solaire passif) mais surchauffe possible en ete sans protections extérieures
- g moyen (0,35-0,5) : compromis. Standard pour les façades est et ouest
- g bas (0,2-0,35) : vitrage antisolaire. Pour les grandes façades sud ou sud-ouest exposees en ete
Le choix du facteur g doit être cohérent avec l’orientation et les masques solaires. Un vitrage trop antisolaire sur une façade nord réduit les apports solaires en hiver sans aucun bénéfice ete. Ce calcul est intégré dans le DPE et les calculs thermiques, comme détaillé dans l’article sur le DPE et sa méthode de calcul.
Remplacement du vitrage seul
Dans certaines situations, remplacer uniquement le vitrage (sans le cadre de la fenêtre) peut être une option moins chere que le remplacement complet :
- Le cadre est en bon état (pas de déformation, d’oxydation ou de bois pourri)
- Le cadre peut accueillir le nouveau vitrage (l’épaisseur du triple vitrage nécessite parfois un rebague)
- Le joint perimétrique peut être réparé ou remplacé à moindre coût
Un vitrier peut déposer l’ancien vitrage et poser un double vitrage argon + Low-E de la même taille. Prix : 80-180 euros/vitrage selon la taille. La fenêtre de toit à ses propres spécificités de remplacement, detaillees dans l’article sur les fenêtres de toit.
Triple vitrage : quand est-il justifié
Le triple vitrage (3 vitrages + 2 lames de gaz) atteint Ug = 0,5 à 0,7 W/m2.K, contre 1,1-1,3 pour le double vitrage basse emissivite. Le surcout est de 20 à 40 % et le poids supérieur nécessite des menuiseries renforcées. Il est justifié dans les zones très froides (zone H1 montagne), les expositions nord sans apports solaires, et les maisons passives ou les déperditions par les vitrages doivent être minimisees. En zone H2 et H3, le double vitrage basse emissivite offre un rapport coût-performance optimal. Pour la maison passive, le triple vitrage est systematique. La performance globale de la fenêtre depend aussi du cadre (Uf) et du couplage vitrage-cadre (pont thermique lineique psi), pas seulement du Ug.