Les verres à couches indispensables

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Les verres à couches sont devenus incontournables dans le monde du bâtiment. Leurs performances permettent de répondre à la réglementation thermique. Ils offrent isolation thermique et contrôle solaire. Petit tour d’horizon de ces produits.

Philippe Grell, directeur marketing et technique de la société Pilkington explique ; « Les verres à couches sont des produits verriers industriels sur lesquels on pulvérise ou dépose des oxydes métalliques sous forme de couches minces. Leur épaisseur est comprise entre 0,01 µm et 0,8 µm ». En effet, cette technique consiste en un empilage de couches de métal et d’oxydes métalliques. En fonction du résultat à obtenir et de la variété de l’oxyde métallique, il est souvent indispensable de pulvériser une couche assurant l’adhérence sur le verre, une ou plusieurs couches donnant au verre ses caractéristiques fonctionnelles et une couche de protection chimique et mécanique. Ces couches peuvent être déposées sur du verre clair ou teinté.

Une fabrication on-line...

Aujourd’hui, « les verres à couches peuvent être classés dans deux familles, les verres fabriqués on-line et off-line », souligne Philippe Grell. La fabrication on-line consiste à enduire d’une couche d’oxydes métalliques pulvérisée par déposition pyrolytique sur le verre, au moment de la fabrication du verre. De couleur neutre, la couche d’oxydes est pratiquement imperceptible à l’œil nu. La méthode pyrolytique se fait à très haute température (600°). Dès que la couche est en contact avec le verre, elle se décompose sous l’action de la température, en laissant sur le verre une couche ayant la propriété recherchée. La matière appliquée est le plus souvent sous forme liquide ou solide. Ainsi, lors d’une pyrolyse en phase liquide, la matière est pulvérisée sous forme d’un aérosol sur le verre (mélange de solvant et d’oxydes métalliques). Cette méthode est connue sous le nom de "spray". Les produits de type Antélio de Saint-Gobain Glass, Stopsol d’AGC et Eclipse de Pilkington sont fabriqués par pyrolyse en phase liquide. La pyrolyse en phase solide consiste quant à elle à projeter des poudres sur le verre par un gaz. Cette méthode est baptisée "powdering". On retrouve ces produits chez Saint-Gobain Glass (Eko), Pilkington (Kglass)… Grâce au procédé par pyrolyse, la couche s’intègre totalement à la surface du verre (par osmose), lui conférant une grande résistance et une stabilité dans le temps. En effet, les oxydes se fondent au verre dans sa partie superficielle. La liaison de la couche au support verrier est telle que cette surface peut être exposée aux intempéries et/ou supporter les agents de scellement. « De ce fait, la couche peut être positionnée en face extérieure ou intérieure, respectivement la face 1 et la face 2 des vitrages. En outre, il n’y a pas de limite d’utilisation ou de date à respecter pour le stockage. Ces verres peuvent être trempés, émaillés et bombés. Et il n’y a pas besoin de les émarger pour faire un vitrage isolant », explique Martine Olivier, directrice marketing Saint-Gobain Glass. En principe, les couches obtenues par pyrolyse sont dites dures. Mais la solidité de la couche et, par conséquent, du verre à couches s’apprécie par des tests variés : résistance à la corrosion, à l’abrasion, aux brouillards salins, aux U.V., à la "rayabilité", à la résistance aux solvants, à la résistance aux agents nettoyants. Une couche sera déclarée dure si elle répond à l’ensemble des tests. Dans le cas contraire, elle est dite tendre.

Les autres fonctions des couches

Les verres à couches peuvent avoir d'autres fonctions que celles d'isolation thermique et de contrôle solaire. Par exemple, les couches aux propriétés anti-reflet inteviennent dans le spectre visible. Elles ont pour fonction d'abaisser la réflection du verre afin d'améliorer la vue à travers une glace de façade de magasin en cas d'ensoleillement. "Certains procédés par immersion puis par chauffage conduisent à la formation, généralement sur deux faces, d'un système multicouches minces qui élimine la réflexion lumineuse et réduit fortement la transmission des UV", précise AGC. Autre fonction : les couches réfléchissantes. Le verre est rendu réfléchissant par l'application d'une couche d'argent, de cuivre et d'une ou plusieurs couches de protection sur l'une de ses faces. Les différentes couches interviennent sur la totalité du rayonnement solaire. Elle affaiblissent les rayonnements ultra-violets et permettent de proéger de leur effet décolorant. Elles déterminent la valeur du coefficient de transmission lumineuse. En effet, le verre de support peut être clair ou teinté selon l'aspect recherché et la transmission de la lumière visible varie selon la couleur du verre utilisée. Elles abaissent l'apport d'énergie solaire à travers le vitrage. La surface de ces verres offre une émissivité des rayons infrarouges variant de 0.20 à 0.84. Le verre autonettoyant est aussi considéré comme un verre à couches. Le vitrage se compose d'un verre clair sur lequel est déposée une couche transparente composée d'un matériau minéral photocatalytique et hydrophile. Cette couche d'oxydes métalliques est déposée en continu, durant la fabrication du verre sur la ligne float par pyrolyse.

...ou off-line

Les procédés off-line donnent des couches tendres, c’est la deuxième grande famille des verres à couches. « Cela consiste à déposer les couches d’oxydes en dehors de la ligne de fabrication », précise Philippe Grell. Là aussi, différentes méthodes existent. La méthode la plus utilisée est la pulvérisation cathodique à magnétron, "coater" ou sous vide. Cette technique permet d’obtenir un grand nombre de produits qui varient par leur couleur, transmission, réflexion ou émissivité. Ils sont moins résistants aux agressions extérieures. « Ils ont une date limite d’assemblage. Ce délai de fabrication est de 6 à 8 mois, voire beaucoup moins », explique Philippe Grell. Les couches déposées sous vide font l’objet de précautions en termes de manipulation, de transport, de stockage, de découpe et de lavage. Ces verres sont utilisés presque exclusivement à l’intérieur du double vitrage. De plus, le risque de casse thermique s’accroît avec l’emploi de double vitrage à couche peu émissive. « Un dispositif comme une butée, prévu pour maintenir un interstice latéral de ventilation, d’au moins 5 mm en position repliée maximale du châssis, permet d’utiliser certaines compositions, sans risque de casse thermique », explique Saint-Gobain Glass. Et pour un assemblage en vitrage isolant, la couche faiblement émissive est généralement émargée pour assurer l’adhérence du mastic de scellement. En cas d’utilisation en monolithique – ce qui est rare, la couche sera à l’intérieur. La trempe est souvent réalisée avant le dépôt.Certaines couches apparues depuis quelques années doivent être trempées pour acquérir leurs caractéristiques définitives. En outre, en 2003, Glaverbel aujourd’hui devenu AGC, a commercialisé le Planibel TOP NT. « La trempabilité du Planibel TOP NT permet au transformateur verrier disposant d’un four de trempe d’offrir un meilleur service à ses clients : délais de livraisons plus rapides, livraisons de petites quantités et remplacement de double vitrage possible », explique Nelly Philipponnat, responsable marketing d’AGC. Et ce verre est également "bombable".