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Le vitrage devient adaptatif et connecté : il contrôle la lumière du jour pour mieux chauffer, refroidir, éclairer !

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Principes de fonctionnement d’un vitrage adaptatif ou dynamique

Sans le savoir, rien ne vous permet de distinguer un vitrage dit dynamique d’un vitrage classique : son aspect est neutre et transparent.

Selon un principe commun on retrouve de nombreux termes équivalents : verre intelligent, verre commutable, verre actif, verre adaptatif, verre dynamique.

Le verre est dit dynamique ses propriétés optiques de transmission de la lumière (donc sa teinte) peuvent varier de façon automatique selon des paramètres (sous l’effet de la lumière ou de la chaleur) ou à la demande (sous l’effet d’un courant électrique).

On distingue 3 grandes familles de verres dynamiques :

  • Le verre dit électrochrome ou électrochromique est constitué d’un empilement de couches de verre aux propriétés spéciales. On a appliqué par pulvérisation un revêtement nanométrique sur certaines couches. 2 couches transparentes font office d’électrodes avec des couches intermédiaires. On fait passer un courant électrique de très basse tension (< 5V courant continu) d’une électrode à l’autre, ce qui créé un transfert des ions et des électrons d’une couche à l’autre. Une couche est dite electrochrome, c’est à dire qu’elle change de couleur sous l’impulsion du courant électrique qui la traverse. L’effet résultant est un assombrissement de cette couche intermédiaire (souvent bleu). On utilise le plus souvent des verres céramiques.
  • Le verre dit photochromique est un verre qui a la capacité de se teinter en fonction de la quantité d’UV qui le traverse. Ce sont les verres polarisant qui sont utilisés pour les lunettes de soleil.
  • Le verre dit thermochromique est un verre dont les propriétés optiques changent automatiquement en fonction de la température. On passe de façon réversible d’un état transparent à un état plus sombre (voire réfléchissant) en fonction de la chaleur (ambiante) détectée par le vitrage. On peut donc réguler la température d’une pièce. Il s’agit du dépôt d’un film organique ou d’une couche d’oxydes métalliques. Dans le cas du vitrage de l’habitat, l’oxyde de Vanadium est le plus prometteur lorsqu’il est dopé avec du tungstène. Il rend le matériau transparent à basse température (les infrarouges passent à travers) et s’obscurcit à plus haute température (30°C environ), les infrarouges sont réfléchis. Cette voie est très prometteuse : le but ultime est un contrôle solaire qui s’ajusterait automatiquement en fonction de la saison et sans énergie autre que celle du soleil.
prelco verre thermochrome vitrage dynamique

prelco verre thermochrome vitrage dynamique

Effets recherchés et applications du vitrage intelligent dynamique

Les avantages annoncés sont nombreux.

  • Une meilleure régulation thermique, donc un meilleur confort :
    • Le principe est d’éclaircir le verre. Plus il est clair plus il laisse passer la lumière du soleil et réchauffe la pièce. On applique cette configuration pour l’hiver.
    • Le principe est d’assombrir le verre. Plus le verre est sombre plus il absorbe la lumière naturelle (et sa chaleur), l’empêchant de passer à travers le verre et de rentrer dans la pièce. On applique cette configuration pour l’été. Évite ainsi de recourir à des vitrages à faible émissivité ou même des stores et volets.
    • Libère la créativité des architectes dans la mesure où les contraintes thermiques sont réduites.
    • En savoir plus sur le confort thermique.
  • Les vitrages dynamiques limitent le besoin en énergie pour chauffer ou refroidir. Les verres intelligents vont dans le sens des nouvelles réglementations thermiques et des BEPOS dont le but est de recourir à une conception bioclimatique et à un besoin d’énergie non renouvelable marginal. 
  • Améliorent la qualité de l’éclairage naturel. Une vue plus dégagée car le vitrage s’adapte à la luminosité et diminue les contre-jours et l’éblouissement. Améliore le confort visuel.
  • Une fonction privatisation de lieu pour les vitrages opacifiants (salle de bain, salle de réunion, lieux à risques, vitrines, etc.).
  • Le contrôle du degré de teinte, son paramétrage et son automatisation se font à l’aide d’un système de gestion centralisé pour le bâtiment, de tablettes, ou interrupteurs muraux, ou même par des commandes vocales !
  • Le système est sans entretien pour les verres thermochromiques.

En combien de temps peut-il se teinter ? Le fabricant Saint Gobain avec sa solution SageGlass indique un délai de réactivité de quelques secondes. Les verres thermochromique ont un délai plus long.

Les inconvénients des vitrages dynamiques :

  • Le prix élevé. Le tarifs au m2 hors pose est de l’ordre de 500 à 700€ du m2.
  • Saint Gobain indique que le procédé est plus efficace que des volets pour rafraîchir en été. L’effet est toutefois limité si, l’été, la température à l’ombre est bien supérieure à la température ambiante de confort.
  • Le surpoids.

Concernant le bâtiment et l’habitat, les supports et les applications sont larges : châssis de fenêtre traditionnelles, véranda, verrières, façades, toits vitrés, …

Il est aujourd’hui techniquement possible de produire des panneaux de verre de plus de 3 mètres.

Les applications principales sont : les bureaux, édifices publics (écoles, bibliothèques, …), les restaurants et hôtels de luxe, le résidentiel (véranda, verrières, habitations avec beaucoup de fenêtres).

Les principaux fabricants sur le marché

SAGEGLASS de SAINT GOBAIN

C’est le pionnier du vitrage dynamique depuis plus de 20 ans. La solution SageGlass® est désormais produite à l’échelle industrielle. Les vitrages sont disponibles dans une variété de formes, de couleurs et de configurations (plusieurs zones de teinte sur la même vitre, teintes dégradées). Le vitrage est dynamique en fonction des conditions extérieures. SageGlass peut aller de 60 % (état clair) à 1 % (teinte maximale) de transmission lumineuse, avec un facteur solaire compris entre 0,38 et 0,04. Saint Gobain annonce une réduction de consommation d’énergie de l’ordre de 20% pour les bâtiments équipés. En savoir plus SageGlass.

PRELCO PREL-SHADE

PREL-SHADE est un verre thermochromique fabriqué par la société canadienne PRELCO. Il modifie sa teinte et devient plus foncé lorsqu’il est chauffé fortement par le soleil. On parle de verre SUNTUITIVE. Lorsque le soleil diminue en fin de journée ou par temps nuageux ou lorsqu’il est plus faible, le vitrage s’adapte “intuitivement” en laissant passer en permanence la bonne quantité de lumière, donc de chaleur. Ce verre s’adapte à tous les supports de vitrage et ne nécessaire aucun branchement ou apport d’énergie pour son fonctionnement. Il faut environ 30 minutes au verre pour qu’il atteigne sa teinte la plus foncée. La durabilité dans le temps est estimée à environ 20 ans.

prelco verre vitrage thermochrome

prelco verre vitrage thermochrome

SUNCOOL DYNAMIC de PILKINGTON

Le verre SUNCOOL DYNAMIC est un vitrage feuilleté de sécurité et thermochromique. Il est ainsi capable de s’adapter aux diverses situations de rayonnement solaire, qui changent au cours de la journée et des saisons. Plus le rayonnement solaire est frontal (ou direct) et donc intense, plus le verre va s’obscurcir.

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Résumé
Le vitrage devient adaptatif et connecté : il contrôle la lumière du jour pour mieux chauffer, refroidir, éclairer
Titre de l'article
Le vitrage devient adaptatif et connecté : il contrôle la lumière du jour pour mieux chauffer, refroidir, éclairer
Description
Principes de fonctionnement d’un vitrage adaptatif ou dynamique. Effets recherchés et applications du vitrage intelligent dynamique
Auteur
Foxof
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