Le dilemme entre le double et le triple vitrage!

Double ou Triple 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 (figure 1).

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.

FIGURE 2 : exemple de deux châssis 90 x 145 (1,3m² de menuiserie)

Pour une menuiserie de 1,3m², on pourra avoir par exemple 79% (1,02m²) de surface vitrée avec un châssis de 63mm de large ou bien pour la même menuiserie 54% (0,71m²) de surface vitrée avec un châssis de 144mm 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 au 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 l’extérieure.

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

• Isolation thermique
• Isolation phonique
• Barrière physique – sécurité

Quelques caractéristiques techniques

Pour ce qui est de l’isolation phonique ou le niveau de sécurité, les double et triple vitrages (sans traitement spécifiques) ont le même niveau de réponse, soit autour de 27dB d’indice d’affaiblissement corrigé (R_Atr).

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 long 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 importants.
• 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.

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 tabuler 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’apport 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)

Etude de cas de rentabilité entre double et triple vitrage dans le neuf

Bref, tout ça se calcule et en voici un récapitulatif à base de graphique avec quelques précisions en amont sur notre cas.

Il s’agit d’une maison de 96m² habitable (salon/séjour/cuisine/SdB/WC/cellier/3 chambres) située à Orléans (climat tempéré). La répartition des surfaces vitrée se fait de la manière suivante avec un total de 17m de menuiseries :

On observera la rentabilité pour trois hypothèses :

• Chauffage électrique + ventilation double-flux
• Chauffage pompe à chaleur + ventilation simple-flux
• Chauffage bois + ventilation simple flux

En chauffage électrique, le retour sur investissement sera autour de 15 ans. A noter que pour un climat froid on arrivera à 10 ans, mais à l’inverse, il faudra attendre 25 à 30 ans pour un climat chaud.

En système pompe à chaleur (PAC sans rafraichissement), le retour sur investissement est plus long, autour de 25 ans. A noter que pour un climat froid on arrivera à 15/20 ans, mais à l’inverse, on dépassera les 30 ans pour le retour sur investissement pour un climat chaud.

Pour le bois, le retour sur investissement ne sera pas, ou au-delà de 30 ans, du fait d’une énergie peu cher.

Nota : le bond à 15 ans correspond au changement de la pompe à chaleur (production d’eau chaude sanitaire seul ou chauffage + eau-chaude sanitaire), le bond à 20 ans concerne le remplacement de la centrale de ventilation, le bond à 25 ans concerne le changement du poêle.

Lorsqu’on regarde le surinvestissement (chiffré à 1500€ pour ce projet) pour le triple vitrage par rapport au coût global de la construction ou des coûts cumulés sur la durée de vie du bâtiment, on se rend vite compte que le triple vitrage n’est pas si onéreux et peu atteindre un niveau d’équilibre économique en fonction de la zone géographique et du type d’énergie utilisé. Toutefois, même si on trouve une rentabilité dans de nombreux cas cela reste un coût supplémentaire lors de l’investissement initial. Mais l’argument économique est loin d’être le seul à peser dans la balance.

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.

Cas concret dans votre salon !

Vous êtes en hiver dans un salon séjour de 32 m² (4mx8m) avec deux baies de 2,4m x 2,15m.

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 10m² de menuiseries qui impose un rayonnement 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 diminuée (grâce au 10m² 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.

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 réduit (puissance divisée au moins par 2 par rapport au cas précédent). Par conséquent, la température rayonnée de 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.

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

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 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.

En conclusion

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 coût 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 de passer avec cette technologie permet de passer un palier pour par exemple de mettre en place un système de chauffage moins couteux.

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 ? Équipements techniques… Tout ces paramètres doivent être intégrés dans l’étude de cas pour garantir un choix optimal sur le poste vitrage qui est un élément clé de nos habitats.