Le choix des vitrages et des menuiseries

La fenêtre est le seul élément d'une paroi qui doit remplir deux fonctions contraires : limiter les déperditions et laisser entrer le rayonnement solaire quand il est utile. En conception bioclimatique, ce double rôle interdit de choisir le même produit sur toutes les façades d'un même bâtiment.

Uw, Sw et TLw

Trois coefficients normalisés décrivent une menuiserie complète. Le Uw mesure la déperdition de l'ensemble dormant, ouvrant et vitrage, en watts par mètre carré et par kelvin : plus il est bas, moins la fenêtre perd de chaleur. Le Sw, ou facteur solaire, indique la part de l'énergie solaire incidente qui pénètre dans la pièce, entre 0 et 1. Le TLw désigne la transmission lumineuse, qui commande l'éclairage naturel et ne varie pas comme le facteur solaire. Un vitrage très performant en hiver sur une façade nord peut être un mauvais choix au sud, où un Sw élevé apporte une part notable du chauffage de mi-saison.

Double et triple vitrage

Un double vitrage à isolation renforcée associe deux verres séparés par une lame de gaz argon et une couche peu émissive déposée sur une face intérieure. Il atteint un Ug de l'ordre de 1,1 W/m².K avec un facteur solaire autour de 0,6. Le triple vitrage descend sous 0,7 pour le Ug, au prix d'un facteur solaire réduit, d'une transmission lumineuse plus faible et d'un poids qui impose des ferrures renforcées. En climat tempéré français, son intérêt est net au nord et sur les bâtiments très isolés, discutable au sud, où les apports perdus compensent mal le gain sur les déperditions.

Matériaux de châssis

Le matériau du châssis décide d'une part importante de la performance de l'ensemble, le dormant et l'ouvrant occupant souvent le quart de la surface de la baie. Le bois offre la meilleure conductivité naturelle et accepte une finition renouvelable, à condition d'un entretien périodique sur les expositions battues par la pluie. Le PVC donne une bonne performance thermique pour un coût modéré, avec des profilés plus épais qui réduisent le clair de vitrage. L'aluminium ne tient que par rupture de pont thermique, barrette isolante insérée entre les deux parois du profilé, et permet des sections fines sur de grandes baies. Les châssis mixtes bois et aluminium associent la paroi intérieure en bois à un capotage extérieur qui supprime l'entretien.

Pose et étanchéité

La pose détermine le résultat autant que le produit. Une menuiserie posée en applique intérieure sur un mur isolé par l'extérieur, ou au nu de l'isolant, évite le pont thermique de tableau qui annule une partie du gain attendu. Le calfeutrement se fait par une mousse imprégnée ou un joint compressible doublé d'une membrane d'étanchéité à l'air côté intérieur et d'une membrane pare-pluie côté extérieur. Le classement AEV, qui note la perméabilité à l'air, l'étanchéité à l'eau et la résistance au vent, se choisit selon l'exposition du bâtiment et sa hauteur, un site côtier ou un étage élevé demandant des valeurs supérieures.

Répartition des surfaces vitrées

La répartition des baies entre les quatre orientations est une décision de conception, pas un choix d'équipement. Le schéma courant en climat tempéré place environ la moitié de la surface vitrée au sud, le quart à l'est et à l'ouest réunis, le reste au nord, où la fenêtre ne sert qu'à l'éclairage et à la ventilation. Une surface vitrée sud excessive produit des surchauffes dès avril si aucune protection extérieure n'est prévue, et une surface vitrée ouest importante est la plus difficile à maîtriser, le soleil de fin de journée frappant la baie sous un angle que le débord de toiture n'arrête pas.