Les ventilateurs Types de ventilateur Les ventilateurs axiaux ou hélicoïdes Les ventilateurs centrifuges Les ventilateurs tangentiels Les extracteurs de toiture Types de ventilateur Classification 1 : en fonction de la direction de l'air pulsé Les ventilateurs axiaux ou hélicoïdes : l'air est aspiré et propulsé parallèlement à l'axe de rotation du ventilateur. Les ventilateurs radiaux ou centrifuges : l'air est aspiré parallèlement à l'axe de rotation et propulsé par force centrifuge perpendiculairement ce même axe. Il existe des ventilateurs à aubes recourbées vers l'avant (à aubages avant), à aubes recourbées vers l'arrière (à aubages arrière) ou à aubes radiales. Il existe aussi des ventilateurs centrifuges à deux ouïes d'aspiration. Ces roues plus larges, parfois composées de deux roues simple ouïe accolées, aspirent l'air de chaque côté de la roue. Les ventilateurs tangentiels : l'air est aspiré et refoulé perpendiculairement à l'axe de rotation. Ventilateur axial. Ventilateur centrifuge. Classification 2 : en fonction de la pression Ventilateur basse pression p < 1 500 Pa Ventilateur moyenne pression 1 500 PA < p < 3 600 PA Ventilateur haute pression 3 600 PA < p < 10 000 PA (Compresseur) (p > 10 000 PA) Les ventilateurs axiaux ou hélicoïdes Les ventilateurs axiaux ou hélicoïdes permettent des débits importants mais ne peuvent en général assurer des différences de pression importantes que si la vitesse périphérique des pales est importante. Ils sont alors souvent bruyants. Des progrès récents permettent cependant à certains constructeurs d'obtenir des caractéristiques semblables aux ventilateurs centrifuges avec des niveaux de bruit à peine plus élevés. Ces ventilateurs sont en outre très simples à implanter et de faible coût. Il n'y a pratiquement pas de limite dans les débits pouvant être atteints par ce type de ventilateur. Ventilateur de conduit. Ventilateur de paroi. Il existe des ventilateurs axiaux : De brassage sans enveloppe. De paroi ou de fenêtres avec enveloppe. C'est principalement ce type de ventilateur qu'on appelle "hélicoïde". A enveloppe, avec hélice seule, distributeur (amont) et hélice, hélice et redresseur (dispositif placé en aval permettant d'augmenter le rendement), 2 hélices contre-rotatives (la première hélice joue le rôle de distributeur mobile et la deuxième de redresseur mobile). A pales mobiles dont l'orientation peut être modifiée soit automatiquement en cours de fonctionnement, soit manuellement. A toutes les variantes, on peut encore ajouter des pavillons et des diffuseurs. On distingue ensuite les ventilateurs suivant le rapport de moyeu. On appelle rapport de moyeu le rapport entre le diamètre du moyeu de l'hélice et le diamètre extérieur de l'hélice. Plus le rapport de moyeu est grand, plus le ventilateur est capable de délivrer des pressions élevées. Désignation Rapport de moyeu Gain de pression Ventilateur basse pression 0,25 - 0,40 300 PA Ventilateur moyenne pression 0,40 - 0,50 3 000 PA Ventilateur haute pression 0,50 - 0,70 10 000 PA Les ventilateurs hélicoïdes haute pression sont parfois composés de deux ventilateurs en séries tournant en sens inverse. On parle alors de ventilateurs "contre-rotatifs". Profil de fonctionnement La courbe caractéristique de ces ventilateurs présente une zone d'instabilité dans la zone des faibles débits (pompage), zone de travail qu'il faut éviter. Les problèmes de pompage apparaissent plus facilement lorsque plusieurs ventilateurs sont placés en parallèle ou au démarrage contre un circuit fermé. Pour les débits plus élevés, la pression chute rapidement avec le débit. Ceci a pour intérêt de permettre d'importantes variations de pression sans modifier le débit. Ceci n'est pas possible avec un ventilateur centrifuge. La puissance absorbée par un ventilateur hélicoïde diminue de façon semblable à la pression lorsque le débit augmente (à débit nul, la puissance absorbée est généralement plus élevée que dans la plage normale d'utilisation). Courbes caractéristiques d'un ventilateur hélicoïde avec ou sans pavillon à l'aspiration. Remarque. Les fabricants ne représentent pas tous les performances dans les mêmes conditions du fait des multiples possibilités d'équipements, telles que : diffuseurs, redresseurs, pavillons, etc. Il faut donc toujours bien vérifier dans quelles conditions sont données les caractéristiques pour pouvoir effectuer des comparaisons valables. Rendement Les ventilateurs hélicoïdes peuvent avoir des rendements très élevés (jusqu'à 90 %) mais sont très sensibles aux conditions d'alimentation, c'est-à-dire au profil de vitesse de l'air en amont du ventilateur. Exemple Type de ventilateur Rendement Ventilateur de paroi ou de conduit sans aubes directrices 40 à 65 % Avec angle de calage des aubes variable mais sans aubes directrices 70 à 78 % Avec angle de calage des aubes variable et avec aubes directrices 75 à 85 % Ventilateurs contre-rotatifs à angle de calage des aubes variable 80 à 90 % Possibilités de réglage Les ventilateurs hélicoïdes peuvent être réglés par : la variation de l'angle de calage des pales, au montage, à l'arrêt ou même en marche, la variation du calage des aubes d'un inclineur placé en amont de la roue, le réglage du débit d'un registre placé en aval. Courbes caractéristiques et rendement d'un ventilateur hélicoïde en fonction de la variation de l'angle de calage des pales. Niveau de puissance sonore Un ventilateur hélicoïde bien conçu peut avoir un niveau sonore proche des ventilateurs centrifuges. Un mauvais dessin peut cependant les rendre nettement plus bruyants. D'autres caractéristiques peuvent augmenter le bruit du ventilateur : l'absence de pavillon à l'aspiration lorsqu'il fonctionne à l'air libre, un grillage de protection placé en amont du ventilateur. Puissance sonore d'un ventilateur hélicoïde avec ou sans pavillon à l'aspiration. Domaines d'application Les ventilateurs axiaux sont utilisés là où il n'existe pratiquement pas de canalisation. Ils peuvent aussi être insérés dans des conduits, là où se posent des problèmes d'encombrement. Ventilateur hélicoïde de conduit. Ventilateur hélicoïde mural. Insertion d'un ventilateur hélicoïde dans un conduit. Les ventilateurs centrifuges A diamètre de roue égal, les ventilateurs centrifuges ont une capacité de débit inférieure aux ventilateurs hélicoïdes mais permettent des différences de pression nettement plus élevées. Si on veut augmenter le débit, il faut utiliser une roue double avec deux ouïes d'aspiration. Il existe des ventilateurs centrifuges : "A aubes inclinées vers l'avant", appelés aussi "à action" ou "en cage d'écureuil". La roue de ces ventilateurs comprend un nombre important d'aubes de faible hauteur. Elles sont inclinées dans le sens de rotation de la roue. "A aubes inclinées vers l'arrière", appelés aussi "à réaction". La roue de ces ventilateurs comprend un nombre réduit d'aubes de plus grande hauteur. Elles sont inclinées dans le sens inverse de la rotation de la roue. "A aubes radiales". La roue de ces ventilateurs est composée d'aubes droites. Ce dernier type de ventilateur a un très mauvais rendement et est peu utilisé dans les installations de ventilation et de conditionnement d'air. Etant, de par sa forme, relativement insensible à l'encrassement, on l'utilise principalment dans l'industrie pour assurer le transport pneumatique de produits légers comme les copeaux, les poussières, ... Roue de ventilateur centrifuge à aubes inclinées vers l'arrière (double ouïe). Roue de ventilateur centrifuge à aubes inclinées vers l'avant (double ouïe). Profil de fonctionnement Courbe caractéristique d'un ventilateur à aubes recourbées vers l'avant (AV) et à aubes recourbées vers l'arrière (AR), pour un même point de fonctionnement. Roue à pales couchées vers l'arrière Roue à pales couchées vers l'avant Type de courbe caractéristique pentue plate Pour une grande variation de pression (par exemple fermeture d'un clapet d'étranglement, encrassement des filtres) faible variation de débit et de la puissance absorbée grande variation de débit et de la puissance absorbée Rendement Le rendement des ventilateurs à aubes inclinées vers l'avant ont un rendement maximum (60 à 75 %) inférieur aux ventilateurs à aubes inclinées vers l'arrière (75 à 85 %). Possibilités de réglage Les ventilateurs centrifuges se prêtent bien à un réglage du débit par création d'une rotation préalable de la veine d'air entrant dans la roue au moyen d'un aubage orientable dit "inclineur" ou "aubage de prérotation". Cette technique disparaît cependant progressivement au profit de la variation de vitesse par convertisseur de fréquence. Réglage du débit d'un ventilateur centrifuge par aubage de prérotation placé sur l'ouïe d'aspiration : à chaque valeur de l'inclinaison des aubes pouvant pivoter autour de leur axe, correspond une nouvelle valeur de la prérotation de l'air et deux nouvelles courbes de pression et de puissance. Les roues centrifuges peuvent aussi être utilisées avec un registre réglable placé si possible en aval. Celui-ci introduit une perte de charge supplémentaire et modifie le point de fonctionnement de l'installation. La puissance va diminuer rapidement avec le débit, contrairement aux roues hélicoïdes. Niveau de puissance sonore Les ventilateurs centrifuges sont réputés plus silencieux que les hélicoïdes. Un ventilateur centrifuge de rendement médiocre peut cependant être plus bruyant qu'un hélicoïde spécialement conçu pour allier silence et rendement. Pour un ventilateur centrifuge aspirant à l'air libre, il est souhaitable d'adapter un pavillon bien dessiné à son ouïe d'aspiration si son enveloppe n'en comporte pas à la construction. Son grillage de protection ne doit pas créer de sillages importants (bruits de sirène à l'entrée de la roue). Comparaison entre les ventilateurs à aubes inclinées vers l'avant et à aubes inclinées vers l'arrière Comparaison de deux ventilateurs de même taille (roues de diamètre 900 à double ouïe d'aspiration), c'est-à-dire deux roues centrifuges pouvant être disposées dans une même enveloppe. Pour un même point de fonctionnement (débit 60 000 m³/h et pression 1 000 PA) : Pour un même point de fonctionnement, la roue avec aubes vers l'avant nécessite toujours une plus faible vitesse de rotation. Le bruit produit par la roue avec aubes vers l'avant sera donc moins intense. Lorsque la perte de charge varie dans le circuit aéraulique, la variation de débit qui en résulte est nettement plus importante pour les roues inclinées vers l'avant. Leur point théorique de fonctionnement doit donc être calculé avec beaucoup de rigueur. En effet, si la résistance réelle est inférieure à la résistance calculée, le ventilateur débitera nettement plus que prévu et sa consommation sera supérieure aux prévisions. De plus, pour ces ventilateurs, une brusque diminution des pertes de charge va augmenter rapidement la puissance sur l'arbre. Le moteur s'en trouvera surchargé et grillera. Le rendement de la roue avec pales vers l'avant est en général moins bon si bien que la puissance à l'arbre est supérieure. Pour ce type de roue, la puissance absorbée augmente rapidement avec le débit. A l'inverse, elle varie relativement peu pour les pales inclinées vers l'arrière. Pour une même pression (1000 PA) : A l'inverse des roues inclinées vers l'arrière, la roue avec aubes vers l'avant ne demande pratiquement pas de variation de vitesse pour obtenir une augmentation importante de débit. Comparaison de deux ventilateurs choisis pour fonctionner à leur rendement maximum Par contre, si au stade du projet on peut choisir entre les deux types de roues, il faut effectuer la comparaison pour le meilleur rendement. Dans ce cas, le ventilateur à aubes recourbées vers l'arrière devra le plus souvent être d'une ou deux tailles plus grandes que l'autre. Si on les compare pour même un point de fonctionnement, le ventilateur de deux tailles plus grand (évidemment aussi un peu plus cher) présente de gros avantages : il absorbera une puissance nettement moindre; tournant dans ce cas à plus faible vitesse, il devient moins bruyant que son homologue à aubes vers l'avant. Domaines d'application Aubes droites Industrie textile, maritime, ... Aubes inclinées vers avant Groupes de conditionnement d'air et là où le prix et l'encombrement sont primordiaux. Aubes inclinées vers l'arrière Applications industrielles où de grandes pressions statiques sont nécessaires. Partout où rendement, qualité, économie et énergie sont primordiaux. Partout où un débit fixe doit être maintenu coûte que coûte (salles blanches avec flux laminaire, ...). Les ventilateurs tangentiels Il existe deux types de ventilateurs tangentiels : Avec aubes directrices dans l'âme. Sans aubes, mais avec une enveloppe spécialement formée. Le principal défaut de ce type de ventilateur est son mauvais rendement qui ne dépasse pas 60 %. Il est malgré tout typiquement utilisé dans les appareils où la place disponible est très limitée tels que : ventilo-convecteurs, climatiseurs, rideaux d'air. Les extracteurs de toiture Les extracteurs de toiture sont conçus pour s'adapter facilement sur le couronnement des conduits. Ils sont destinés à l'extraction de l'air vicié, soit directement, soit via un conduit vertical. On parle généralement de "tourelle d'extraction". Ces tourelles peuvent être équipées d'une roue centrifuge ou hélicoïde et présentent donc les mêmes caractéristiques que ces deux grandes familles. Extracteur de toiture : caisson fermé et ouvert. Les critères de qualité d'un tel ventilateur sont : la qualité du refoulement qui empêche toute retombée d'air vicié et de recyclage vers le bâtiment, la résistance aux intempéries (étanchéité à la pluie), le niveau de bruit, tant vers l'extérieur que vers l'intérieur, le rendement. Le rejet de l'air vicié dans l'atmosphère se fait de deux manières : soit horizontalement, soit verticalement. Au niveau du bruit, le rejet vertical est toujours préférable au rejet horizontal car les ondes sonores sont plus facilement dispersées dans l'atmosphère. Extracteurs de toiture .

Vitrage isolant thermique et vitrage isolant acoustique

Le double vitrage à verre clair

Le double vitrage est constitué de deux feuilles de verre assemblées et scellées en usine, séparées par un espace hermétique clos renfermant de l'air ou un autre gaz déshydraté.

Feuilles de verre. Air et/ou gaz déshydraté. Espaceur fixant l'espace entre les feuilles de verre. Ouverture pour l'absorption d'humidité. Première barrière d'étanchéité en polyisobuthylène. Dessicant. Seconde barrière d'étanchéité en polyuréthane, silicone ou polysulfure.

Le dessicatif introduit dans l'espaceur est destiné à assécher le gaz emprisonné à la fermeture du vitrage et à absorber la vapeur d'eau éventuelle. Le bon fonctionnement des barrières d'étanchéité et du dessicatif conditionne la durée de vie du vitrage.

La composition des doubles vitrages est données par 3 valeurs (en mm). Exemple : 4/12/4 : l'épaisseur de la feuille de verre extérieure / l'épaisseur de l'espaceur / l'épaisseur de la feuille de verre intérieure

La garantie d'efficacité des doubles vitrages prévues dans les agréments techniques (ATG) est de 10 ans. Mais la durée de vie réelle est bien supérieure.

Le double vitrage est à présent imposé dans toutes les constructions neuves comme dans les rénovations suite aux réglementations relatives à l'isolation thermique en vigueur en Région wallonne et en Région Flamande.

Les modes de transmission de chaleur

L'intérêt du dispositif est de bénéficier du pouvoir isolant apporté par la lame d'air ou de gaz, et de faire baisser de la sorte le coefficient de transmission thermique U de l'ensemble du vitrage.

La transmission de chaleur dans la lame d'air se fait par convection, rayonnement et conduction.
Elle se fait par conduction et rayonnement dans le verre.

La présence de la lame d'air permet de limiter les pertes de chaleur par conduction, la conductivité thermique de l'air (0.025 W/mK (à 10°C)) étant nettement inférieure à celle du verre (1 W/mK).

Caractéristiques énergétiques

Lorsque l'énergie solaire est interceptée par une paroi, une partie est réfléchie vers l’extérieur, une partie est absorbée par le matériau, une partie est transmise à l’intérieur.

La transmission solaire du double vitrage est légèrement plus faible que celle du vitrage simple car la chaleur qui traverse le vitrage est absorbée et réfléchie par deux couches et non une seule.

Les schémas suivants donnent les coefficients de tranmission thermique U et le facteur solaire FS d'un double vitrage et d'un simple vitrage :

Simple vitrage.	Double vitrage.

Améliorer la performance du double vitrage ?

Une des manières de réduire le coefficient de conductivité thermique d'un double ou triple vitrage est de travailler sur l'espace interstitiel. La première idée consiste à augmenter l'épaisseur de la lame d'air. Effectivement, l'isolation augmente dans les premiers millimètres, puis l'isolation reste pratiquement constante au delà de 14 mm. Pourquoi ? dans le premier temps, l'air constitue un matelas, mauvais conducteur de la chaleur, mais une fois que l'épaisseur d'air s'accroît, des boucles d'échange convectives se forment entre la vitre chaude et la vitre froide... Un double châssis écarté de 20 cm n'isole pas mieux qu'un double vitrage ordinaire.

On a alors pensé à remplacer l'air par un gaz moins conducteur: l'Argon, le Krypton, ... Effectivement, cela apporte un "+" à l'effet d'isolation. Mais impossible de descendre en dessous d'un U de 2,5 W/m²K.

Et pourquoi pas le vide ?Effectivement, un vide d'air permet une absence de convection et de conduction. Mais mécaniquement, les deux vitres ont du mal à résister à la pression atmosphérique et se brisent. Il faut alors placer des écarteurs... qui sont eux-mêmes des conducteurs de chaleur... Cette technique est à l'étude mais n'a pas d'application industrielle aujourd'hui.

Reste à diminuer la transmission de chaleur par rayonnement : c'est l'idée du vitrage à basse émissivité dont nous reparlerons ci-dessous.

Caractéristique lumineuse

Le double vitrage assure un aspect neutre en réflexion et une grande transparence. Il est caractérisé par un coefficient de transmission lumineuse élevé mais néanmoins inférieur à celui d'un simple vitrage.

Simple vitrage. TL = 90 %.	Double vitrage. TL = 81 %.

Caractéristique acoustique 

Curieusement, l'isolation acoustique que procure le double vitrage dans les basses (bruit de trafic lent) et moyennes fréquences est légèrement inférieure à celle d'un simple vitrage de la même épaisseur.

Il est caractérisé par un indice pondéré d'affaiblissement acoustique.

Rw	Rw +C	Rw +Ctr
30	29	26

Certaines dispositions peuvent être prises de façon à assurer des performances acoustiques suffisantes. On se référera aux vitrages acoustiques.

A partir du double vitrage des améliorations sont possibles afin d'augmenter encore les performances énergétiques et solaires du vitrage : le vitrage basse émissivité, absorbant, réfléchissant...

Le double vitrage "à basse émissivité"

Principe

Ce vitrage est aussi appelé "vitrage à haut rendement" ou "vitrage super isolant". En anglais, il se nomme vitrage "low-E" et en France, on l'appelle "Vitrage à Isolation Renforcée" (VIR).

L'objectif est d'augmenter le pouvoir isolant du double vitrage, càd de diminuer son coefficient de transmission thermique U.

Vous avez dit : "émissivité" ? Quand de la chaleur ou de l'énergie solaire est absorbée par un vitrage, elle est réémise par le vitrage, soit par convection d'air le long de sa surface, soit par radiation de la surface du vitrage vers les autres surfaces plus froides. Par conséquent, la réduction de la chaleur émise par les fenêtres sous forme de radiation peut améliorer fortement ses propriétés isolantes. La capacité d'un matériau à émettre de la chaleur de manière radiative est appelée son émissivité. Ce coefficient d'émissivité varie en fonction de la longueur d'onde du signal émis. Les fenêtres, ainsi que les matériaux que l'on trouve à l'intérieur d'un bâtiment, émettent typiquement des radiations sous forme d'infrarouges de très grande longueur d'onde. A savoir enfin que pour une longueur d'onde donnée, le coefficient d'absorption d'un matériau est égal au coefficient d'émissivité. Les vitrages standards ont une émissivité de 0.84 sur l'entièreté du spectre. Cela signifie qu'ils émettent 84 % de l'énergie possible pour un objet à cette température. Cela signifie également qu'en ce qui concerne les rayonnements à grande longueur d'onde qui frappent la surface du verre, 84 % est absorbé et seulement 16 % est réfléchi. Par comparaison, les couches basse-émissivité ont un coefficient d'émissivité de 0.04. Les vitrages sur lesquels on a déposé de telles couches émettront seulement 4 % de l'énergie possible à cette température, donc absorberont seulement 4 % du rayonnement de grande longueur d'onde qui les atteint. Autrement dit, ils réfléchiront 96 % du rayonnement infrarouge de grande longueur d'onde.

Application

Le rayonnement calorifique des objets terrestres est émis à une longueur d'onde plus élevée que ceux qui composent le spectre solaire.

Ondes électromagnétiques correspondant au rayonnement solaire et au rayonnement des corps terrestres.

D'où l'astuce : il est tout à fait possible de laisser pénétrer l'énergie solaire (à courte longueur d'onde) à travers un vitrage tout en empêchant la chaleur (à grande longueur d'onde) de quitter ce local !

La couche "basse émissivité" est, en général, une couche métallique, en argent par exemple, déposée sous vide et qui doit être placée à l'intérieur du double vitrage vu sa fragilité. Elle bloquera une partie du transfert de chaleur par rayonnement, diminuant ainsi le flux total de chaleur au travers de la fenêtre.

Importance de la position de la couche basse émissivité

La position de la couche basse émissivité dans un double vitrage n'affecte en rien le facteur Ude celui-ci. Donc, en ce qui concerne les pertes de chaleur par transmission, il n'y a absolument aucune différence que la couche basse émissivité soit placée en position 2 ou en position 3.

Numérotation des vitrages.  La surface d'un vitrage, dans un double ou un triple vitrage, est référencée par un nombre, commençant par le numéro 1 pour la surface extérieure du vitrage extérieur vers la surface intérieure du vitrage intérieur. La surface intérieure d'un double vitrage porte donc le numéro 4.

Par contre, le facteur solaire FS du vitrage est influencé par la position de la couche.

En effet, en plus de sa capacité à inhiber les transferts d'infrarouges à grande longueur d'onde, une couche basse émissivité absorbe aussi une certaine quantité de l'énergie solaire incidente. Cette énergie absorbée est transformée en chaleur, provoquant ainsi un échauffement du vitrage.

Si l'on cherche à laisser passer la chaleur solaire (FS élevé), la couche basse émissivité sera placée sur le verre intérieur du double vitrage (en face 3). La chaleur absorbée par la vitre sera réémise vers l'intérieur.

Si l'on cherche au contraire à diminuer la chaleur solaire entrante (FS faible), la couche basse émissivité sera placée en face 2, la chaleur absorbée par le vitrage étant alors essentiellement réémise vers l'extérieur. Dans ce cas, on peut adjoindre une couche réfléchissante à la couche basse émissivité pour diminuer encore FS.

Et si on pose le châssis à l'envers ? Lorsque les châssis et les vitrages arrivent séparément sur un chantier, on veillera à ce que la couche basse émissivité se retrouve bien à la position souhaitée pour tous les châssis du bâtiment (généralement en face 3 dans le domestique et en face 2 dans le tertiaire avec apports internes élevés). Si l'autocollant est absent, il est possible de repérer la position de la couche au moyen de la flamme d'un briquet. En effet, 4 images de la flamme seront réfléchies par les 4 faces. La couche basse émissivité génèrera un reflet bleuté, les autres étant plus orangées.

 Caractéristiques énergétiques et lumineuses

Le double vitrage basse émissivité est caractérisé par un faible coefficient de transmission thermique U, variant de 1 à 1,9 W/m².K selon le mode d'application de la couche métallique ainsi que la nature du gaz présent entre les feuilles de verres.

Il existe une multitude de vitrages sur le marché. Des combinaisons multiples sont proposées entre le  facteur solaire FS et le facteur de transmission lumineuse  FL. Il est possible de trouver un vitrage pour lequel la présence de la couche métallique ne provoque qu'une très légère baisse des gains solaires et de la transmission lumineuse par rapport à un double vitrage classique. Autrement dit, la couche basse émissivité "ne se voit pas".

La couche à basse émissivité peut être manipulée de manière à transmettre le rayonnement ayant certaines longueurs d'onde et à réfléchir le rayonnement ayant d'autres longueurs d'ondes.

On peut ainsi combiner les couches à basse émissivité et les couches de contrôle solaire. Il s'agit alors de couches déposées sous vide, combinant ces deux effets et placées en position 2.

Les premiers vitrages à basse émissivité ont été conçus de manière à maximiser les gains solaires en hiver. Ils devraient donc avoir un grand facteur solaire, un coefficient de transmission lumineuse important ainsi qu'un faible coefficient de transmission thermique U. Ils devaient donc transmettre les longueurs d'ondes du rayonnement solaire (rayonnements visibles et infrarouges proches) mais arrêter les infrarouges lointains (correspondant au rayonnement des corps terrestres). On appelle ces vitrages "vitrages à basse émissivité et haute transmission".

Dans les bâtiments du secteur tertiaire, on demande souvent de minimiser les gains solaires tout en conservant une bonne transmission lumineuse et une bonne isolation. Ces vitrages doivent donc transmettre le rayonnement visible tout en arrêtant le rayonnement solaire correspondant aux infrarouges proches et le rayonnement des corps terrestres (les infrarouges lointains). Ces vitrages sont appelés"vitrages à basse émissivité sélectifs".

Exemple. On trouve actuellement des vitrages "haut rendement" avec un facteur solaire limité à 40 % tout en atteignant une transmission lumineuse de 70 %.

Pour diminuer encore le facteur solaire, on peut enfin placer une couche basse émissivité sur un vitrage teinté foncé ou augmenter le coefficient de réflexion des rayons lumineux de la couche elle-même, créant ainsi un produit ayant les propriétés isolantes d'un vitrage "basse émissivité", conjugué un rejet des gains solaires, perdant de facto une certaine qualité de transmission lumineuse. Ces vitrages sont appelés "vitrages à basse émissivité sélectifs et à basse transmission".

1. Vitrage clair.
2. Vitrage basse émissivité et haute transmission.
3. Vitrage basse émissivité spectralement sélectif.
4. Vitrage basse émissivité spectralement sélectif et à basse transmission.

Le triple vitrage

Le vitrage est formé par trois feuilles de verre séparant deux espaces d'air.

Caractéristiques énergétiques et lumineuses

L'isolation thermique que procure un triple vitrage est meilleure que celle d'un double vitrage. Le coefficient de transmission thermique U d'un tel vitrage est de 1,9 W/m²K pour un triple vitrage ordinaire (deux lames d’air.) mais peut descendre jusqu’à 0.5 W/m²K pour les triples vitrages  à gaz isolants.

Par contre, les gains solaires et la transmission lumineuse sont diminués par la présence du troisième verre.

Données

Pour connaitre les principales caractéristiques des différents types de vitrages : cliquez ici !

Une variante

Le triple vitrage est rarement appliqué, car sa forte épaisseur et son poids élevé ne s'adaptent pas aux menuiseries classiques.

Une variante consiste en un double vitrage avec un ou plusieurs films plastiques tendus dans l'espace d'air, de façon à avoir plusieurs lames d'air en série sans augmenter le poids du vitrage.

Film tendu. Espaceur métallique. Mastic thermodurcissable.

Il existe des films ayant des propriétés basse émissivité et/ou de réflexion de l'énergie solaire.

Le vitrage isolant acoustique

Si l'on observe le spectre d'isolation acoustique d'un double vitrage, on remarque que l'isolation acoustique que procure un double vitrage est relativement mauvaise à la fréquence critique des feuilles de verres (3 200 Hertz) et dans les basses et moyennes fréquences (bruit de trafic lent).

Ce deuxième puits de résonances'explique par le fait que le double vitrage se comporte comme un système acoustique du type MASSE/RESSORT/MASSE. La lame d'air jouant le rôle de ressort, son épaisseur est généralement trop faible pour créer un ressort suffisamment souple et le système fait entrer le verre en résonance.

Pourtant l'acoustique s'améliore lors d'un remplacement d'un châssis ! Des propos ci-dessus, on pourrait déduire que le remplacement, en rénovation, du simple vitrage par du double vitrage n'est pas intéressant du point de vue acoustique... Cette supposition est cependant erronée car le remplacement du vitrage s'accompagne, en général, du remplacement du châssis qui offre une meilleure étanchéité à l'air et donc à une meilleure isolation acoustique que l'ancien châssis; ce qui mène à une amélioration de l'isolation acoustique de l'ensemble vitrage + châssis.

Certaines dispositions permettent aussi d'améliorer l'isolation acoustique d'un double vitrage :

Les doubles vitrages dissymétriques

Chaque plaque d'un matériau d'une épaisseur donnée a une fréquence critique pour laquelle elle se met à vibrer plus facilement. A cette fréquence, le bruit se transmet beaucoup mieux.
Le principe des vitrages dissymétriques est le suivant : on utilise au sein d'un même vitrage des verres d'épaisseur suffisamment différente de sorte que chacun d'eux puisse masquer les faiblesses de l'autre lorsqu'il atteint sa fréquence critique.

La figure suivante compare les spectres d'isolation acoustique d'un double vitrage classique et d'un double vitrage dissymétrique.

Le tableau ci-dessous donne les performances acoustiques des doubles vitrages pour différents types d'assemblages.

Composition (mm)	Rw + C (dB)	Rw + Ctr (dB)
6-15-4	33	31
8-12-5	35	32
8-20-5	35	32
10-12-6	36	34
10-15-6	37	34
10-12-8	36	34

Les vitrages avec gaz isolant

On remplace l'air d'un double vitrage par un gaz isolant adapté (l'hexafluorure de carbone : SF₆).

Cela permet de réaliser des gains appréciables dans les hautes et moyennes fréquences (bruits de trafic rapide), mais les performances s'avèrent défavorables dans les basses fréquences (bruit de trafic urbain (315 Hertz)).

La figure suivante comparant les spectres d'isolation acoustique d'un double vitrage classique et d'un double vitrage avec gaz isolant.

Ce gaz présente le désavantage de diminuer l'isolation thermique des doubles vitrages et cause des problèmes à l'environnement. Les doubles vitrages avec SF6 sont donc à déconseiller et sont, de toute façon, appelés à disparaître.

Les verres feuilletés acoustiques

En résumé... 

	Rénovation !

Tableau des performances acoustiques 

Type de vitrage :	Rw (indice pondéré d'affaiblissement acoustique)	Rw + C	Rw + Ctr
Vitrage double ordinaire (4/15air/4)	30	29	26
Vitrage thermique disymétrique avec gaz (8/12argon/5)	38	36	32
Vitrage thermique feuilleté (6/15air/55.2 PVB)	38	37	35
Vitrage thermique feuilleté(8/12air/44.2 PVB)	41	40	37
Vitrage avec PVB amélioré(12/20air/44.2 PVBa)	44	43	40
Vitrage avec résine coulée (44.1,5RC/20argon/55.1,5RC)	49	47	42