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La fenêtre et ses fonctions

Mis à jour le 14/12/2012

Le choix des fenêtres d'un bâtiment devrait concilier le confort de vie lié à l'éclairage naturel à l'intérieur avec performance énergétique optimales. Malheureusement, tel n'est pas toujours le cas, et bien souvent ce choix ne répond pas aux fonctions censées jouer les fenêtres.

Isolation thermique en liège

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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.


Crise énergétique et choix technologiques

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.


Rôles des fenêtres

La fenêtre est un des plus complexe et coûteux composants du bâtiment à cause du grand nombre de rôles contradictoires qu’on lui demande de 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:

  • les dimensions et l’orientation;
  • le climat et les systèmes de protection contre les déperditions thermiques ou les apports solaires.



 Vers l'extérieur

Traditionnellement, il y a trois fonctions principales associées à une fenêtre: 

  • l’éclairage, 
  • la ventilation,
  • 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 étant surtout électrique et la ventilation 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.


Eclairage naturel

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.



Fonctions anticipées des fenêtres

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 ssolants en parties hautes pour couvrir les besoins énergétiques.

Collège d'Estagel: coupe perspective de la Salle de Science

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.


Fonctionnement des volets isolants du Collège d'Estagel

 

Gain Direct

Hiver : 

  • classes inoccupées
 

Répartition de la lumière

Hiver :

  • classes occupées
  • ventilation réglementaire
 

Isolation nocturne

 

Protection solaire

Eté :

  • ventilation naturelle par effet de cheminée
Article mis à jour le 14/12/2012

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