Le fenêtres à double vitrage ce sont des luminaires qui comportent non pas une mais deux couches de verre généralement séparées par une couche d’air ou d’autres gaz. Le principal avantage de cette technologie est que la couche entre les deux verres est un isolant thermique ce qui empêche la transmission de la chaleur de l’intérieur vers l’extérieur de la pièce pendant les mois d’hiver et vice versa, de l’extérieur vers l’intérieur pendant les mois d’été. Ce principe physique simple, combiné aux innovations dans le domaine des matériaux ont perfectionné le fonctionnement de ceinvention qui, plus tard 160 ansnous permet encore aujourd’hui d’économiser énergie et nous isoler des températures et des bruits du monde extérieur.
L’invention du double vitrage et son fonctionnement
Le premier brevet le dossier d’une fenêtre à double vitrage a été déposé 1865 aux États-Unispar une certaine personne TD Stetson. L’idée reprenait, dans un seul cadre et dans peu d’espace, une concept déjà utilisé depuis des siècles dans de nombreux bâtiments : l’utilisation de doubles fenêtres, une intérieure et une séparée au ras de la façade, capables de créer une cavité de largeur similaire à celle du mur.
Le plus grand succès commercial est venu avec la naissance de Thermopane® de la Libbey-Owens-Ford Glass Company en 1944: une technologie brevetée dans laquelle le double verre a été scellé avec un bord en verre, pendant la production.
Le verre est un matériau qui laisse passer facilement la chaleur, au point que résistance thermique total d’une seule fenêtre en verre, c’est-à-dire le difficulté de passage de la chaleur le cadre est principalement dû aux deux fines couches d’air (appelées « couches limites« ) qui sont en contact direct avec la surface. Pour cette raison, des films ou des peintures spéciales sont parfois appliquées sur le verre, ce qui peut augmenter sa résistance.
En ajoutant un « poche d’air » À l’intérieur du double verre, nous emprisonnons plus d’air à l’intérieur de deux surfaces vitrées et augmentons la résistance thermique de la fenêtre. L’air est en effet moins conducteur que le verrec’est-à-dire qu’il transmet moins de chaleur. De cette façon, la chaleur doit passer à travers un troisième couche de gaz avec un chemin (une largeur) bien supérieur aux « couches limites » externes. De plus, contrairement à cette dernière, la couche interne il n’est pas influencé par des facteurs externes comme le vent ou la pluie, qui réduisent l’épaisseur des couches externes.
De cette façon, oui réduit pas seulement ça perte de chaleur vers l’extérieur en hiver, mais aussi le gain de chaleur supplémentaire de l’extérieur vers l’intérieur pendant les mois d’été : en bref, le double vitrage retient la chaleur dans la maison en hiver et ils ne le laissent pas entrer de l’extérieur en été.
Dans les climats plus froids, il n’est pas rare de trouver triple ou quadruple vitrage, qu’ils exploitent donc deux ou trois cavités d’air réduisant encore le passage de la chaleur.
Gaz de remplissage ou vide : qu’y a-t-il entre les deux couches de verre
Bien que l’air soit beaucoup moins conducteur que le verre, différents gaz ont de meilleures propriétés: au fil des décennies, la recherche de gaz à utiliser dans la cavité s’est concentrée sur des éléments gazeux tels quel’argon (Ar), le krypton (Kr), ou de l’hexafluorure de soufre (SF6).
Souvent, le choix du gaz de remplissage est une compromis entre une résistivité thermique élevée et des facteurs tels que résistance aux rayons UV et une faible réactivité chimique, ou plus simplement, les coûts: malgré le krypton a une conductivité plus faible (et serait donc en théorie optimale pour éviter les pertes de chaleur), dans l’industrie l’argon est préféré car sa production (extraction de l’atmosphère) est définitivement moins cher.
L’hexafluorure de soufre, doté d’excellentes caractéristiques, a été progressivement abandonné parce que c’est le plus puissant des gaz à effet de serre: une tonne de SF6 a le même effet réchauffant que 23900 tonnes de CO2c’est pourquoi son utilisation est limitée par la législation européenne à très peu d’applications industrielles.
Une autre alternative consiste à créer le vide entre les deux verres : dans ce cas vous atteignez un faible conductivité même avec des écarts de quelques millimètres.
L’utilisation de fillers ou de vide est certainement également favorisée par matériaux utilisés pour sceller les deux vitres: au fil des décennies, nous sommes passés de bords de verre « soudés », qui assuraient une excellente étanchéité mais avec un encombrement coûteux et limité, à joints métalliques et des matériaux organiques, conçus pour minimiser les pertes du contenu interne et du passage de l’humidité de l’extérieur.
L’isolation acoustique du double vitrage
Le double vitrage aide également réduire la pollution sonore dans nos maisons : le son se propage dans l’air comme une onde longitudinale qui « compresse » le gazprovoquant également la vibration des vitres.
Les meilleurs résultats sont obtenus avec verre feuilletéqui comportent une couche supplémentaire de polymères organiques tels que polyvinylbutyral (PVB): en plus de garantir une plus grande sécurité en cas de casse, évitant la dispersion d’éclats, ces verres peuvent étouffé de plus de 45 décibels les sons à des fréquences plus élevées et, dans une moindre mesure, ceux à des fréquences plus basses. En plus de nous protéger du froid, le double vitrage peut donc également nous garantir une maison plus calme et plus accueillante.