Menuiseries : double ou triple vitrage ?

jeudi 9 novembre 2023 | L'éco-construction

Sommaire
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Photo de une : Réalisation Atelier 3A. Menuiseries triples vitrages Smartwin Bois/alu d’André Menuiserie, cer­ti­fiées pas­sives. Voir hors-série n°18

D’un côté la pro­messe d’une meilleure iso­la­tion ther­mique et de l’absence de parois froides. De l’autre un bud­get infé­rieur et plus d’apports solaires… Comment choi­sir ? Faut-il opter pour le triple vitrage côté nord ? En neuf, on pour­ra se fier à une étude ther­mique, mais en réno­va­tion ? Double ou triple vitrage ? Guillaume Masseteau, ther­mi­cien et maître d’œuvre dans la Vienne nous pro­pose son point de vue.

Menuiserie Finstral - Distributeur : Alpes Provence Menuiseries - Cabinet d’architecture NaturARCH. Photo : Pelleautier
Menuiserie Finstral – Distributeur : Alpes Provence MenuiseriesCabinet d’architecture NaturARCH. Photo : Pelleautier

Le vitrage : indissociable de la menuiserie !

Dans le bâti­ment, le vitrage est un élé­ment essen­tiel ! Il reste mal­gré tout indis­so­ciable du châs­sis qui le porte et des inter­ca­laires qui per­mettent l’assemblage de plu­sieurs vitrages. Le vitrage est certes l’élément qui laisse les apports solaires entrer dans nos habi­tats, mais la lar­geur du châs­sis qui porte le vitrage est tout aus­si impor­tant. Pour une même dimen­sion de menui­se­rie, la sur­face de vitrage pour­ra être plus ou moins impor­tante en fonc­tion de la lar­geur du châs­sis. Ce rap­port entre la sur­face de vitrage et la sur­face de châs­sis, c’est le clair de vitrage.

Pour une menui­se­rie de 1,30 m2, on pour­ra avoir par exemple 79 % (1,02 m2) de sur­face vitrée avec un châs­sis de 63 mm de large ou bien pour la même menui­se­rie 54 % (0,71m2) de sur­face vitrée avec un châs­sis de 144 mm de large. Il faut donc gar­der en tête qu’en fonc­tion du châs­sis choi­si, on par­ti­ra avec des avan­tages et/ou des incon­vé­nients dus à la qua­li­té de ce der­nier (dimen­sions, per­for­mance ther­mique, étan­chéi­té).

Ces pré­ci­sions faites, pour la suite, nous rai­son­ne­rons à « châs­sis constant » pour nous foca­li­ser sur le cœur du sujet : le vitrage !

Le rôle du vitrage

Qu’il soit simple, double, triple, qua­druple, le vitrage de votre menui­se­rie a pour fonc­tion d’offrir un accès aux apports solaires lumi­neux et ther­miques, aux pay­sages exté­rieurs, le tout en offrant une sépa­ra­tion (iso­la­tion au sens large) entre l’ambiance inté­rieure et l’ambiance exté­rieure.

Le vitrage rem­plit plu­sieurs niveaux de sépa­ra­tion tels que peuvent le faire les parois opaques :

- Isolation ther­mique
- Isolation pho­nique
- Barrière phy­sique
- sécu­ri­té

Caractéristiques techniques

Pour ce qui est de l’isolation pho­nique ou le niveau de sécu­ri­té, les doubles et triples vitrages (sans trai­te­ment spé­ci­fiques) ont le même niveau de réponse, soit autour de 27 dB d’indice d’af­fai­blis­se­ment cor­ri­gé (RAtr). Concernant la sécu­ri­té, entre un double vitrage et un triple vitrage, sans aucune couche de pro­tec­tion par­ti­cu­lière (trem­pé ou feuille­té), le triple vitrage pos­sède un petit avan­tage. 3 vitrages res­tent tou­jours plus longs à bri­ser que 2.

Pour ce qui est de l’aspect éner­gé­tique, on peut le décom­po­ser en trois para­mètres pour le vitrage :
Le coef­fi­cient de trans­mis­sion ther­mique du vitrage (« g » pour « glass » en anglais) : Ug. Plus le U est petit et plus la paroi est iso­lante.
Le fac­teur solaire du vitrage : g. Il s’exprime en %. Plus le fac­teur solaire est éle­vé, plus les apports de cha­leur par les rayons solaires seront impor­tant.
- La trans­mis­sion lumi­neuse Tlg. Elle s’exprime en %. Plus la trans­mis­sion est éle­vée, plus les apports lumi­neux seront impor­tants. Ce para­mètre n’est pas ther­mique mais lié au taux d’usage de l’éclairage arti­fi­ciel et donc de la consom­ma­tion élec­trique liée à ce poste.

Double vitrageTriple vitrage
Coefficient de trans­mis­sion ther­mique (Ug en W/m².K)1,0 à 1,30,50 à 0,75
Facteur solaire (g)Jusqu’à 71 %Jusqu’à 62 %
Transmission lumi­neuse (Tig)Jusqu’à 82 %Jusqu’à 77 %

Y’a‑t-il un retour sur investissement pour du triple vitrage face à du double vitrage ?

Pour par­ler de retour sur inves­tis­se­ment, il faut voir de com­bien est le surin­ves­tis­se­ment. Pour pas­ser d’un double à un triple vitrage sur des dimen­sions ne résul­tant pas de la folie, on peut tabler actuel­le­ment sur +50 € à +80 € par mètre car­ré de menui­se­rie (hors offre où le triple vitrage est au prix du double… ce que l’on voit de plus en plus régu­liè­re­ment chez cer­tains fabri­cants).

Le triple vitrage est donc un peu plus cher que le double vitrage même si les écarts de prix dimi­nuent grâce à un mar­ché qui se déve­loppe. Et si le triple vitrage est qua­si­ment 2 fois plus iso­lant que le double vitrage, ce der­nier offre, quant à lui, un peu plus d’apports solaires mais ce ne sont pas les seuls para­mètres qui induisent la ren­ta­bi­li­té éco­no­mique de cet inves­tis­se­ment.

Les para­mètres qui impactent le retour sur inves­tis­se­ment sont mul­tiples :

- Facteur solaire (g) et coef­fi­cient de trans­mis­sion ther­mique (Ug),
- Niveau glo­bal éner­gé­tique du bâti de base (neuf, exis­tant, exis­tant déjà réno­vé…),
- Exposition des ouver­tures,
- Climat chaud, tem­pé­ré, froid…,
- Coût de l’énergie et effi­ca­ci­té du sys­tème uti­li­sés pour le chauf­fage (ou l’appoint de chauf­fage lorsque l’on par­vient à sup­pri­mer le sys­tème conven­tion­nel de chauf­fage).

Menuiseries triple vitrage bois et bois/alu, certifiées passives. Bader
Menuiseries triple vitrage bois et bois/alu, cer­ti­fiées pas­sives. Bader

Le niveau de confort

Au-delà du fait qu’on puisse avoir un retour sur inves­tis­se­ment éco­no­mique, il est impor­tant de ne pas négli­ger le confort ! Notion par­fois abs­traite pour ceux qui se défi­nissent comme sen­sible au froid et/ou au chaud, le vitrage est un para­mètre d’optimisation qui peut chan­ger la donne en termes de confort ther­mique et lumi­neux. Au-delà des para­mètres com­por­te­men­taux et phy­sio­lo­giques, les concep­teurs peuvent agir sur les para­mètres d’ambiance : tem­pé­ra­ture et humi­di­té de l’air, tem­pé­ra­ture des parois (dont celle des vitrages), vitesse de l’air bras­sé par la ven­ti­la­tion.

Pour maxi­mi­ser le confort, il faut cher­cher à dimi­nuer les écarts de tem­pé­ra­tures entre tous les points froids et chauds pour évi­ter l’asymétrie des tem­pé­ra­tures. C’est bien sou­vent l’asymétrie des tem­pé­ra­tures qui pro­voque l’inconfort. Car une fois pas­sé une asy­mé­trie de 5°C, le taux d’insatisfaction en termes de confort ther­mique aug­mente très vite.

Deux schémas illustrant la différence de température requise du plancher chauffant selon le rayonnement du vitrage : double vitrage en haut, triple vitrage en bas. On économise 2°C.
Deux schémas illustrant la différence de température requise du plancher chauffant selon le rayonnement du vitrage : double en haut, triple en bas. On économise 2°C.
Deux sché­mas illus­trant la dif­fé­rence de tem­pé­ra­ture requise du plan­cher chauf­fant selon le rayon­ne­ment du vitrage : double en haut, triple en bas. On éco­no­mise 2°C.

Cas concret dans votre salon

Vous êtes en hiver dans un salon séjour de 32 m² (4 m x 8 m) avec deux baies de 2,4 m x 2,15 m. Vos murs sont à la tem­pé­ra­ture de l’ambiance inté­rieure garan­tie grâce aux apports internes et au chauf­fage. Les murs rayonnent donc une tem­pé­ra­ture de 20°C pen­dant que votre plan­cher chauf­fant est à 26°C. Le ciel est voi­lé et les apports solaires sont faibles. Votre double vitrage vous isole et rayonne une tem­pé­ra­ture autour de 15°C. Et là, vous venez de com­prendre que vous avez 10 m² de menui­se­ries qui imposent un rayon­ne­ment de 11°C plus froid que votre plan­cher chauf­fant. Il fait 21°C dans la pièce et votre confort n’est pas opti­mal.

Changeons, juste le vitrage en met­tant du triple vitrage. Ce der­nier rayonne main­te­nant une tem­pé­ra­ture autour de 18°C. Les déper­di­tions nettes de la pièce ont par la même occa­sion été dimi­nuées (grâce aux 10 m² de vitrages qui isolent mieux) et la puis­sance est moindre pour devoir chauf­fer la pièce. Votre plan­cher n’a main­te­nant besoin d’être qu’à 24°C. L’écart de tem­pé­ra­ture entre le point le plus froid et le plus chaud est main­te­nant de 6°C. Il fait 20,5°C dans la pièce et vous êtes plus confor­table.

On peut donc être dans une meilleure situa­tion de confort avec une tem­pé­ra­ture opé­ra­tive* moins éle­vée mais un ther­mo­mètre qui affi­che­ra la même chose.

*Température opé­ra­tive : c’est la moyenne des tem­pé­ra­tures rayon­nées par les sur­faces et de la tem­pé­ra­ture ambiante. Le ther­mo­mètre ne mesure que la tem­pé­ra­ture ambiante !

Solution bonus additionnelle !

Pour dimi­nuer encore les écarts de tem­pé­ra­tures et atteindre un confort opti­mal, on pour­ra mettre en place un sys­tème de ven­ti­la­tion double-flux qui per­met­tra de dimi­nuer les déper­di­tions. Les émet­teurs de cha­leur pour­ront ain­si être réduits (puis­sance divi­sée au moins par 2 par rap­port au cas pré­cé­dent).

Par consé­quent, la tem­pé­ra­ture rayon­née des émet­teurs de cha­leur se rap­pro­che­ra de la tem­pé­ra­ture ambiante et on pour­ra obte­nir un écart de 3°C, voire moins, entre le point le plus froid et le plus chaud. Autre bonus, l’air neuf entrant dans la pièce étant main­te­nant pré­chauf­fé grâce au sys­tème double-flux, la zone de confort de la pièce est aug­men­tée. En effet, on sup­prime ain­si la zone où l’air froid de l’extérieur rentre (entrée pour renou­ve­ler l’air !) et se mélan­ger à l’air chaud inté­rieur.

Levant-coulissant hautes performances bois/alu de Minco. Réalisable en double ou triple vitrage.
Levant-cou­lis­sant hautes per­for­mances bois/alu de Minco. Réalisable en double ou triple vitrage, Uw jusqu’à 0,9 W/m².K. En grandes dimen­sions, les levants- cou­lis­sants aug­mentent la lumi­no­si­té natu­relle et opti­mise les apports solaires Sw : 0,44, Transmission lumi­neuse Tlw : 0,58,
acous­tiques : de 31dB – jusqu’à 35dB (en fonc­tion du vitrage choi­si).

Pour le confort d’été

On peut rap­pe­ler que la stra­té­gie du confort d’été doit être glo­bale. De plus, je milite pour que le confort d’été soit fait le plus pos­sible dans une démarche pas­sive. Dans le cas où l’on a une stra­té­gie glo­bale cohé­rente avec de base des occul­ta­tions exté­rieures effi­caces et une ven­ti­la­tion noc­turne effi­cace (si vous n’avez rien de cela, que ce soit en double ou en triple vitrage, le confort d’été sera médiocre donc nous ne trai­tons pas ce cas), le triple vitrage est plus avan­ta­geux.

En effet, celui-ci isole deux fois plus que le double-vitrage et l’isolation fonc­tionne pour se pro­té­ger du froid mais aus­si du chaud. Pour ce qui est des quelques rayons de soleil qui ne seraient pas arrê­tés par des occul­ta­tions, le triple vitrage ayant un fac­teur solaire un peu plus faible que le double vitrage, on aura donc un peu moins de cha­leur qui ren­tre­ra. La dif­fé­rence majeure res­tant sur le niveau d’isolation du vitrage.

Et dans l’ancien ?

Est-ce que tout cela est valable dans l’ancien ? C’est une réponse de nor­mand.

  • Oui, on ne change pas les lois de la phy­sique et donc tout ces prin­cipes s’appliquent.
  • Non, ce n’est pas la même chose pour plu­sieurs rai­sons.

Tout d’abord, l’enveloppe ther­mique glo­bale dans l’ancien est géné­ra­le­ment moins per­for­mante que dans le neuf, y com­pris après réno­va­tion. L’ensemble dimi­nue géné­ra­le­ment la ren­ta­bi­li­té éco­no­mique du triple vitrage. Ensuite, l’ancien offre géné­ra­le­ment des ouver­tures moins grandes. Les sur­faces froides asso­ciées aux vitrages sont donc moins impor­tantes. Couplé à la logique éco­no­mique, le triple vitrage peut ne pas se jus­ti­fier par un gain de confort notable par rap­port au surin­ves­tis­se­ment par rap­port à du double-vitrage.

Des études nécessaires

Si le double-vitrage est le plus répan­du, on com­prend que c’est dû à la logique éco­no­mique de l’investissement brut. Une approche de coûts glo­baux et de confort, montre que le triple vitrage est une option qui peut offrir une réponse prag­ma­tique allant au-delà du récur­rent « c’est pour la façade nord ».

Le bon sens étant d’aborder le sujet des menui­se­ries dans une réflexion glo­bale pour faire le meilleur choix et tirer l’optimum de cet élé­ment qui est à la fois votre mur, votre vue vers l’extérieur ain­si qu’un sys­tème d’éclairage et de chauf­fage. Et mettre en place du triple vitrage ne vous garan­tit pas un pro­jet plus cher. Notamment si le fait d’op­ter pour cette tech­no­lo­gie per­met de pas­ser un palier pour par exemple mettre en place un sys­tème de chauf­fage moins coû­teux.

Vous avez ici les prin­cipes fon­da­men­taux mais on ne peut en faire des géné­ra­li­tés. Il y a un nombre impor­tant de para­mètres qui sont en rela­tion avec le choix du vitrage : bâti­ment neuf ou réno­vé ? Climat chaud, tem­pé­ré, froid ? Surfaces et expo­si­tion des menui­se­ries ? Niveau d’isolation du bâti­ment ? Equipements tech­niques… Tous ces para­mètres doivent être inté­grés dans les études de concep­tion (l’étude régle­men­taire seule ne vous ren­dra pas ce ser­vice !) de votre pro­jet pour garan­tir un choix opti­mal. Un vitrage et une menui­se­rie, ça se dimen­sionne et c’est un élé­ment clé pour garan­tir un habi­tat per­for­mant et confor­table.

Thermicien de for­ma­tion avec une approche éco­lo­gique de l’architecture, Guillaume Masseteau est maître d’œuvre au sein du pro­jet qu’il déve­loppe : Alternative Habitat. Il conçoit et réa­lise des habi­tats sains, confor­tables, durables et per­for­mants.

Retrouvez l’ar­ticle com­plet, ain­si que des conseils sur les règles de pose des menui­se­ries dans notre n°80.

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