2000 ans d'histoire
La fenêtre vitrée a été inventée à Rome il y a 2000 ans, pour permettre
l’éclairage tout en faisant un écran contre la pluie et le vent.
La
fenêtre de la deuxième génération est née de l’invention de la technique de fabrication du verre
plat en France à la fin du 17ème siècle, ce qui a permis
l’augmentation des dimensions et la réduction des coûts de
fabrication. Ainsi, le verre pouvait devenir une paroi transparente
universelle pour les maisons les plus modestes, les bâtiments industriels
et horticoles, aussi bien que pour les palais.
La
fenêtre de la troisième génération est caractérisée par l’amélioration des performances
thermiques; depuis le développement industriel du double vitrage à
Chicago en 1935 de nombreuses innovations ont permis de rendre les fenêtres
plus performantes: les menuiseries sont étanches à l’air et à
l’eau, les ponts thermiques sont éliminés et tout récemment, le développement
du verre sélectif permet des économies d’énergie encore plus
importantes.
Actuellement, les fenêtres de qualité sont de règle en Europe, mais les
fonctions contradictoires associées à une baie vitrée ne sont pas
satisfaites pour autant et l’usager est appelé à ajouter des équipements
supplémentaires, comme des stores, volets, voilages et ventilateurs pour
réduire les inconvénients ponctuels.
La
fenêtre de la quatrième génération tient compte des variations
dans les besoins en chauffage et en éclairage pendant le jour et la nuit
en été comme en hiver; elle est surtout un système capable de contrôler:
Malheureusement,
la conception des fenêtres est surtout liée aux propositions des
fabricants de verre qui ont développé une gamme de vitrages qu’ils
considèrent adaptée à chaque climat et à chaque besoin architectural :
-
le
verre faiblement émissif pour réduire les déperditions thermiques:
-
le
verre réfléchissant pour réduire les apports solaires;
-
le
verre diffusant pour éliminer l’éblouissement du rayonnement
direct;
-
le
verre acoustique pour réduire le bruit... .etc.
Mais,
il n’y a toujours pas de verre qui peut tenir compte des variations des
besoins du jour et de nuit suivant les saisons.
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Le
choix technologique
La
manière d’utiliser des grandes parois vitrées dans un bâtiment sans
créer un environnement intérieur inconfortable, est un problème
architectural bien connu. Malheureusement, la plupart des architectes le
considèrent comme un détail technique et ils laissent les chauffagistes
ajouter les équipements de chauffage et de climatisation afin de rendre
le bâtiment confortable.
La
crise de l’énergie dans les années 70 a provoqué une nouvelle réflexion
sur la conception architecturale et une partie de la profession ont cherché
des moyens de concevoir des bâtiments moins dépendants des sources d’énergie
artificielles. Les choix technologiques concernant les parois vitrées
sont les suivants:
-
Soit,
la réduction du flux d’énergie avec l'utilisation de fenêtres de
petite taille pour réduire les déperditions thermiques aussi bien
que les apports solaires,
-
Soit,
la maîtrise des flux d’énergie qui entrent et qui sortent à
travers les surfaces vitrées afin qu’ils puissent assurer les
besoins de l’environnement intérieur sans entraver le confort
thermique et visuel des occupants.
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Les
fonctions d’une fenêtre
La
fenêtre est un des plus complexe et coûteux composants du bâtiment dus
au grand nombre de rôles contradictoires qu’elle doit jouer:
-
éclairage/occultation,
-
vue
dehors/recherche d’intimité,
-
pénétration
du soleil/protection solaire,
-
étanchéité/ventilation...
En
plus des qualités techniques nécessaires pour assurer le confort
thermique et visuel, la fenêtre doit définir l'organisation de
l’espace intérieur et situer l’entrée de la lumière du jour.
Il
a toujours été difficile de répondre à toutes ces demandes et
certaines priorités dominent la conception traditionnelle des fenêtres.
Ainsi, les meilleurs exemples montrent une liaison entre:
Traditionnellement,
il y a trois fonctions principales associées à une fenêtre: l’éclairage,
la ventilation et l’ouverture vers l’extérieur; mais actuellement, la
seule fonction spécifique est de permettre la vue dehors, car l’éclairage
et la ventilation peuvent être réglés par ailleurs. Les immeubles de
bureau réalisés à l’aide de murs rideaux en verre teinté sont des
exemples où la fonction de la paroi vitrée est limitée à la vue vers
l’extérieur; L’éclairage des locaux est surtout électrique et la
ventilation est mécanique. Le choix d'une telle solution technologique
est dictée par une volonté d’assurer un éclairage et une ventilation
optimum à tout moment sans être influencé par le mouvement du Soleil,
le passage d’un nuage ou la force du vent. En effet, il est bien
difficile de garantir un niveau d’éclairage naturel adéquat toute la
journée suivant les saisons et le recours aux techniques 'artificielles'
évitent une réflexion poussée.
L’intérêt
de l’éclairage naturel est d’abord qualitatif:
-
Les
variations de luminosité, suivant les heures de la journée, mettent
l’architecture en relief et animent l’espace intérieur. Elles
fournissent l’information qui fait réagir notre horloge biologique,
très sensible chez les enfants;
-
Il
permet de voir en spectre continue.
Ensuite,
l’intérêt est économique:
-
Les
besoins d’électricité pour l’éclairage sont réduits;
-
Les
apports solaires peuvent assurer une partie des besoins en chauffage;
-
La
ventilation naturelle peut éviter la climatisation en été, donc il
est important de concevoir un système d’ouvertures qui fonctionne
bien, même dans le cas où le renouvellement de l’air en hiver
serait assuré par un système de ventilation mécanique.
Ces
considérations encouragent la définition des "fonctions anticipées".
Par exemple: s’il faut plusieurs fenêtres pour répondre aux besoins
d’éclairage, de captage solaire, de ventilation et d’assurer une vue
vers l’extérieur, il est préférable de séparer la fonction "visuelle"
(vue vers l’extérieur) des fonctions ‘énergétiques' (éclairage,
chauffage, ventilation) car la conception d’une fenêtre adaptée à une
des fonctions n’est probablement pas adaptée aux besoins des autres.
Une petite fenêtre au niveau de l’œil suffit pour regarder dehors mais
une fenêtre qui doit assurer l’éclairage naturel pendant l’année a
besoin d’être relativement grande et munie d’un système de contrôle.
Ceci
explique le parti pris par les Architectes du Collège d'Estagel, où les
Salles de Classe ont des fenêtres classiques en partie basse pour assurer
la vue et l'ouverture vers l'extérieur et des surfaces vitrées avec des
Volets Isolants en parties hautes pour couvrir les besoins énergétiques.
Pour
choisir le type de vitrage ainsi que le système de contrôle adapté au
projet architectural, il faut établir les priorités car il n’y a pas
de solution idéale et universelle.
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