Vitrages > Contraintes d’origine thermique

Un écart de température dans un même vitrage (un des bords étant la partie la plus froide) entraîne dans celui-ci des contraintes d’origine thermique susceptibles de provoquer sa rupture si cet écart dépasse une certaine valeur critique.

L’échauffement du vitrage est provoqué généralement par l’ensoleillement localisé ou par la proximité de corps de chauffe comme les appareils de chauffage ou les spots lumineux.



Cet échauffement est influencé par :

• les conditions climatiques du site (flux solaire, écart journalier de température, vent, orientation, saisons, altitude, etc.) ;
• la nature et l’environnement des feuillures (inertie thermique des feuillures, etc.) ;
• la nature des produits verriers (caractéristiques énergétiques, coefficient Ug, etc.) ;
• la nature et le mode de mise en oeuvre de la façade (feuillure traditionnelle, VEC, façade verticale ou inclinée, etc.) ;
• la nature des parois au voisinage du vitrage (allège opaque, store, tenture, fenêtres coulissantes venant en superposition, etc.) ;
• l’ajout d’éléments pouvant modifier les caractéristiques énergétiques de l’ensemble (affiche, étiquette, films de protection solaire, peinture, etc.).

Les vitrages pour lesquels l’écart de température entre deux zones dépasse les écarts critiques, définis pour le verre silicosodocalcique recuit, sous l’effet de l’ensoleillement ou de la proximité d’un corps de chauffe doivent être renforcés thermiquement (verre trempé, durci ou semi-trempé).

L’écart critique est fonction de l’état des bords du vitrage mis en oeuvre. Selon la nature des produits verriers, un rodage des arêtes peut permettre d’éliminer les défauts inhérents à la découpe et d’adopter des valeurs plus élevées de cet écart critique. Inversement, les valeurs critiques sont plus faibles pour certains produits dont la découpe ne peut être exempte de défauts (verres armés, vitrages feuilletés sciés ou découpés, etc.).

Les justifications des vitrages vis-à-vis du risque de casse d’origine thermique sont données dans la norme NFDTU 39 P3. La méthode utilisée pour définir les exigences d’emploi du verre recuit relève de trois niveaux d’utilisation :

• de méthodes de calculs (logiciel RUBIS par exemple) donnant la différence de température entre le centre et les bords des vitrages, prenant en compte les caractéristiques particulières de chaque composant du vitrage et de son environnement ;
• de tableaux donnant les valeurs des coefficients des vitrages à ne pas dépasser.

⇒ Orientation

Nature des parois au voisinages des vitrages

⇒ Présence de store
Quand le vitrage est recuit, des dispositions doivent être prises pour que le store ne soit pas en contact avec le vitrage. Le store en position complètement repliée ne doit pas constituer une paroi opaque.

⇒ Vitrages situés devant une paroi opaque
Sans justification particulière, un vitrage situé devant une paroi opaque, même partiellement, doit présenter une haute résistance aux chocs thermiques.



En se reportant aux schémas ci-dessous, le vitrage situé partiellement devant une paroi opaque est considéré selon la norme “devant une paroi opaque” sous l’une des deux conditions suivantes :

• d₁ < 0,8 m et h₁ ≥ 0,5 d₁ + 0,1 (m)
• d₂ < h₂ et h₂ ≥ 0,1 m.

En coupe horizontale, le vitrage est considéré comme devant une paroi opaque si :

• d₃ < h₃ et h₃ x 0,10.

⇒ Doubles vitrages de façade ou de toiture comportant un porte-à-faux


⇒ Doubles vitrages avec composants décalés
Les doubles vitrages avec composants décalés doivent faire l’objet d’une étude particulière.
Dans le cas particulier de doubles composants décalés, le vitrage extérieur doit toujours présenter une haute résistance aux chocs thermiques si la distance du décalage est supérieure à 5 fois son épaisseur.

⇒ Vitrages coulissants ou superposés
Pour les simples et doubles vitrages montés en châssis coulissant une appréciation du risque de casse thermique sera effectuée quand la fenêtre est partiellement ou totalement ouverte. La présence d’un store est pénalisante.

⇒ Vitrages peints, gravés ou décorés
Une étude particulière déterminera la nature du vitrage au regard du risque de casse thermique. A défaut, le vitrage sera renforcé thermiquement.

⇒ Ombres portées
La présence de pare-soleil, auvent, loggia, tableau de maçonnerie, ou d’un masque, peut occasionner, de façon temporaire ou permanente, une ombre portée sur le vitrage.

Les vitrages mis en oeuvre dans des châssis positionnés au nu intérieur reçoivent systématiquement une ombre portée.

Les vitrages situés au nu extérieur de la façade ou de la toiture et non susceptibles de recevoir, de façon habituelle, l’ombre d’un obstacle environnant (partie de bâtiment, haie de persistants, etc.) sont réputés sans ombre portée.

⇒ Vitrages revêtus d’un film rapporté
Une étude particulière est obligatoire selon l’Avis Technique du film.

⇒ Vitrages exposés aux effets d’un corps de chauffe
Si le vitrage doit être soumis à des flux thermiques issus de systèmes rayonnants ou pulsants directement sur le verre, il est nécessaire :

• soit d’utiliser un vitrage renforcé thermiquement ;
• soit de réaliser une étude particulière destinée à définir la nature du produit verrier.

En cas de soufflage parallèle au vitrage, celui-ci pourra être utilisé en verre recuit si le convecteur est au moins distant de 20 cm de ce vitrage.

Natureet environnement des feuillures

D’une manière générale, le régime thermique des bords du vitrage est différent du régime thermique du reste de ce vitrage. Les contraintes d’origine thermique qui en résultent sont d’autant plus importantes que :

• l’inertie thermique présentée par la feuillure est plus grande que celle du vitrage ;
• le vitrage est moins isolé thermiquement du matériau constituant la feuillure ;
• l’amplitude des écarts journaliers de température est plus importante.

⇒ Feuillure à inertie thermique faible






⇒ Feuillure à inertie thermique moyenne




⇒ Feuillure à inertie thermique forte

Méthode simplifiée

⇒ Valeur des coefficients d’absorption énergétique
Tous ces tableaux sont établis selon la norme NFDTU 39 P3, dans les conditions suivantes :

• altitude maximale : 1000 m;
• vitrage associé ou non à un store intérieur dit “standard” ventilé sur trois côtés distants de 5 cm;
• possibilités d’ombres portées ;
• produits verriers avec des bords bruts de coupe, sauf mention particulière.

⇒ Store "standard"
Le store “standard” ventilé est défini comme suit :

• Distance d’au moins 5 cm du vitrage et ventilé sur au moins trois côtés,
• Caractéristiques énergétiques :
  • Transmission 10 %
  • Réflexion 40 %
  • Absorption 50 %

⇒ Châssis coulissants verticaux ou à guillotine

Méthode par calcul

La détermination des écarts de température est réalisée par calcul selon la norme NFDTU 39 P3.

⇒ Feuillures à faible inertie thermique

⇒ Feuillures à inertie thermique moyenne

⇒ Feuillures à forte inertie thermique