RT 2012 et impact de la surface des parois vitrées

Par Didier CLEMENT - Consultant technique pour le compte de PROMODUL

Quel est l'impact de la surface des parois vitrées sur le calcul RT 2012 ? Quelle incidence sur le coefficient bioclimatique Bbio ? La présente chronique fait un point précis sur l'impact de la surface des parois vitrées sur le bilan du Bbio des bâtiments résidentiels ; étude comparative à l'appui !

En fixant le niveau de consommation énergétique à un maximum de 50 kWhep/m²/an pour les bâtiments neufs, la RT 2012 affiche une ambition élevée. Agissant directement sur le chauffage et l'éclairage, deux postes consommateurs d'énergie, la prise en compte des apports solaires dans la conception même d'un bâtiment devient cruciale. C'est la raison pour laquelle, 4 syndicats professionnels CSFVP, SNFA, SNFPSA et UFME1] ont confié au bureau d'études thermiques Cardonnel une étude d'impact de la surface des parois vitrées sur les besoins en énergie des bâtiments résidentiels. Nous vous en livrons ici les principales conclusions.

Trois exigences de résultats structurent le coeur de la RT 2012. La première concerne le coefficient bilan bioclimatique du bâtiment (Bbio) qui fixe une exigence minimale du bâtiment en termes d'efficacité énergétique. La deuxième exigence vise la consommation maximale d'énergie (Cep max), alors que la troisième s'attache à la température intérieure atteinte au cours d'une séquence de 5 jours chauds (Tic).

Publiée au journal officiel, la nouvelle réglementation instituée par le décret n°2010-1269 du 26 octobre 2010 devra s'appliquer à partir du 28 octobre 2011 aux bâtiments neufs publics et au tertiaire (commerce, bureaux) ainsi qu'aux zones prioritaires de rénovation urbaine. En ce qui concerne les logements neufs, elle s'appliquera à partir du 1^er janvier 2013. Un délai que tous les professionnels de la filière bâtiment devront mettre à profit pour se mettre en ordre de marche, monter en compétence et, si possible, en anticiper l'application.

Autour de ces trois exigences, il apparaît certain que les parois vitrées sont à même de jouer un rôle positif tant en termes de consommation énergétique que de confort d'été et d'hiver. Restait à le mesurer. C'est ce qu'a permis cette étude conduite dans trois zones climatiques (H1b- Nancy, H2b- La Rochelle et H2d- Carpentras) et sur deux types de bâtiments avec d'une part une maison individuelle de 90 m² et, d'autre part, un petit immeuble collectif de 840 m² habitables répartis sur 5 niveaux et comportant 4 studios et 8 appartements T4. En ce qui concerne les paramètres relatifs aux baies vitrées, 4 variables ont été introduites : surface, coefficient de transmission thermique (Uw), facteur solaire (Sw) et facteur de la transmission lumineuse (TLw). Enfin, une étude économique a été réalisée parallèlement à partir des données transmises par les 2 syndicats fabricants de fenêtres, sur la base de moyennes de prix de vente aux constructeurs.

3.1) Augmenter la surface vitrée en nuit pas au bilan énergétique

Les simulations conduites avec le moteur de calcul de la RT 2012 ont permis de conclure qu'en augmentant la surface d'une paroi vitrée on améliore ses caractéristiques tout en diminuant son coût relatif. Ainsi, en passant d'une fenêtre de 1,44 m² à une porte-fenêtre de 2,25 m², on augmente sa surface de 56 % et l'on abaisse le prix au m² de la paroi vitrée de 14 %. Selon l'étude, "A caractéristiques de vitrage et de menuiserie égales, lorsqu'on augmente la taille d'une baie, on augmente son ratio de clair de vitrage. Ainsi, le coefficient de déperditions de la baie diminue, son facteur solaire et son facteur de transmission lumineuse augmentent. De ce fait, les pertes par cette baie diminuent alors que les gains augmentent." Ces performances peuvent encore être améliorées par la présence de protections mobiles qui améliorent l'isolation en hiver et permettent un meilleur contrôle des apports solaires en été.

3.2) Le ratio de 17% de parois vitrées est un minimum réglementaire et énergétique

Est étudiée, l'influence des caractéristiques des baies vitrées d'une maison individuelle de 90 m² en zone H1b, H2b et H2d (ZONE CLIMATIQUE H2b POUR LE GRAPHE CI-DESOUS)

Comparaison du BBio en fonction du ratio Sbaies/Shab pour différents types de fenêtres
Uw de 1,8 à 1,4 W/(m².K), Sw de 0,40 à 0,45 et pour différentes orientations

• 25 % Nord, Sud, est, ouest

• 40 % Sud, 20 % au Nord, à l'Est, à l'Ouest

• 50 % Nord, Sud

• 65 % Sud, 35 % Nord

L'étude est faite à la base pour un ratio de baies vitrées de 1/6 réparti à 40 % au Sud, 20 % au Nord, 20 % à l'est, 20 % à l'Ouest.


Les courbes de variations du BBio sont ensuite dessinées jusqu'à 25 % de baies vitrées pour chacun des 4 types d'orientation.

L'étude montre que dans la grande majorité des cas, l'accroissement de la surface vitrée réduit le Bbio et par voie de conséquence la consommation d'énergie.

A caractéristiques de vitrage et de menuiserie égales, lorsqu'on augmente la taille d'une baie, on augmente son ratio de clair de vitrage. Ainsi, le coefficient de déperditions de la baie diminue, son facteur solaire et son facteur de transmission lumineuse augmentent. De ce fait, les pertes par cette baie diminuent alors que les gains augmentent. De plus, le coût du m² de baie diminue également (prix d'une baie : base fixe (la plus importante) + part variable qui augmente avec la taille de la baie).


"Les différents cas étudiés montrent que le ratio de 1/6 de parois vitrées/surface habitable (17 %) peut être retenu comme le minimum réglementaire pour réduire les besoins d'énergie (Bbio) des bâtiments résidentiels même en zone froide (H1b). Dès qu'il est fait appel à des fenêtres de meilleures performances que celles retenues pour la référence de la RT 2005 et dès que les surfaces vitrées augmentent (jusqu'à 25 %), les gains obtenus au niveau du BBio sont significatifs (de 4 à 10 points BBio, soit 2 à 5 kWhep/m²) et les besoins en éclairage artificiel sont réduits de près de 15 %."

Enfin, lorsque le couple orientation/performances des baies est optimisé, les gains générés sont encore plus élevés et permettent d'atteindre 30 % de surfaces vitrées. Alors qu'aujourd'hui, la moyenne de la surface vitrée par rapport à la surface habitable s'établit à 13 %, la RT 2012 va corriger cet état de fait. Les concepteurs ont désormais un peu moins de deux ans pour optimiser le gisement d'économies d'énergie généré par l'implantation et la surface des parois vitrées. De leur côté, il appartient aux entreprises d'améliorer la qualité de leur mise en oeuvre afin d'éviter les ponts thermiques en pourtour des menuiseries. Sous ces deux conditions, la RT 2012 va permettre un renforcement de la performance du bâti, mais aussi du bien-être des occupants avec l'augmentation des surfaces vitrées. Les protections mobiles vont devenir indispensables pour assurer le confort d'été comme d'hiver, ce qui devrait permettre aux industriels d'accroître la performance de leurs produits et rendre ces derniers plus accessibles.

LES SIMULATIONS CONDUITES AVEC LE MOTEUR DE CALCUL DE LA RT 2012 ONT PERMIS DE CONCLURE QU'EN AUGMENTANT LA SURFACE D'UNE PAROI VITRÉE ON AMÉLIORE SES CARACTÉRISTIQUES TOUT EN DIMINUANT SON "COÛT RELATIF".

Fait par Didier CLEMENT
Consultant technique pour le compte de PROMODUL. Didier Clément est rédacteur en chef de la revue "CO2, LE MAGAZINE DU CONFORT THERMIQUE".

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→ SOURCES & LIENS

• www.promodul.fr

• www.confort-thermique.fr

• www.cardonnel.fr

• Arrêté et décret de la RT 2012

→ ALLER PLUS LOIN

Téléchargez l'étude de l'influence des paramètres d'une baie (surface de baies, facteurs Sw et TLw, coefficient de déperditions Uw) sur le BBio et les coûts d'exploitation :

L'importance des surfaces vitrées dans la RT 2012