Disposer d?une luminosité suffisante et d?un confort thermique optimal influe sur la capacité des élèves et étudiants à apprendre et à retenir.
Le 2 septembre dernier, 12,8 millions d’élèves ont regagné les salles de classe des 62 200 écoles françaises. Ces établissements scolaires ont-ils un impact sur leur santé et leurs performances ? Plusieurs indices portent à le croire. Un article paru dans le "British Journal of Education Research" relate les travaux menés en 2012 par des chercheurs finlandais dans les écoles de leur pays. Tissant un lien entre confort thermique et examens, ils remarquent que les étudiants qualifiant leur classe de "confortable" ont obtenu 4 % de réponses correctes en plus lors d’un test de mathématiques, par rapport à ceux en inconfort par trop de chaleur. Egalement publiée en 2012, une étude américaine établit un parallèle entre la luminosité et la fluidité de la lecture orale qui s’accroît de 36 % lorsque les élèves sont exposés à une lumière de forte intensité.
« Le vitrage Halio Clear State imaginé par AGC s’éclaircit lorsque le soleil luit moins fort et il se fonce en cas d’ensoleillement excessif. Le tout en moins de trois minutes », souligne Valérie Vandermeulen, directrice marketing et communication d’AGC Glass France © Halio International
Directrice marketing et communication d’AGC Glass France, Valérie Vandermeulen en est persuadée : « plus on laissera entrer la lumière du jour dans un bâtiment, plus cela influera sur la santé des habitants ».
Norme EN 17.037 : l’Europe veut faire entrer la lumière naturelle à l’école et au travail
Votée en décembre 2018, la norme EN 17.037 marque une grande première à l’échelle d’un continent car, au niveau européen il n’existait pas de norme sur l’éclairage naturel : c'est donc la toute première fois qu’un texte traite uniquement et en détails (62 pages) de la quantité et de la qualité de la lumière naturelle dans les bâtiments. Cette nouvelle norme définit les trois niveaux de recommandations minimales d’éclairage naturel à atteindre. Elle aborde aussi d’autres aspects du secteur, tels que l’impression subjective de clarté apportée par les vues suffisantes sur l’extérieur, le minimum d’heures d’ensoleillement direct à atteindre, le risque d’éblouissement et les protections associées et, enfin, les moyens de vérification et de contrôle à mettre en oeuvre. |
Mais si le besoin d’apport de lumière reste vital au niveau des bâtiments, il se heurte à un phénomène physique : la limite de la quantité de lumière qui rentre dans l’habitat par rapport à la quantité de chaleur (rayons infrarouges) souhaitable. Ce rapport est de 2 : il signifie le pourcentage de lumière entrante (transmission lumineuse) divisé par la quantité de chaleur entrante (facteur solaire). Par exemple, pour 70 % de lumière accueillie, la limite physique en protection solaire sera de 35 % de chaleur entrante et pas moins. « Sauf avec les nouvelles couches dites "triple argent" de la gamme Stopray », objecte Valérie Vandermeulen. « Les chercheurs d’AGC parviennent aujourd’hui à placer des oxydes métalliques sur une épaisseur de l’ordre du micron, directement sur le verre via un procédé sous vide. Cela permet d’obtenir des performances de l’ordre de 33 % de facteur solaire pour une transmission lumineuse de 70 %. On obtient alors une sélectivité légèrement supérieure à la limite physique de 2, qui augmente considérablement le confort des occupants ainsi que les économies d’éclairage artificiel et de climatisation et c’est bon pour la planète ».
Une autre tendance forte émerge chez AGC avec l’utilisation du verre Clearsvision : « il s’agit d’un verre hautement transparent, extra clair. Il contient moins d’oxyde de fer, lui donnant un aspect plus neutre. Particularité : il offre une transition lumineuse plus élevée qu’un verre ordinaire », explique Valérie Vandermeulen.
Du côté des vitrages dynamiques capables de s’adapter à toutes les possibilités en tenant compte du climat local, de la saisonnalité, de l’orientation de la façade… AGC a imaginé Halio. « C’est le vitrage idéal : connecté et intelligent, il est capable de s’occulter en fonction du besoin de protection solaire. Il se fonce en cas d’ensoleillement excessif. À contrario, il s’éclaircit lorsque le soleil luit moins fort, le tout en moins de trois minutes. Sa vitesse d’adaptation est la plus rapide du marché. Nous avons franchi un grand pas en industrialisant le process. Nous savons produire Halio à la demande », se réjouit Valérie Vandermeulen. Ce produit est actuellement mis en oeuvre à Bruxelles sur le vaste chantier du site industriel de Tour et Taxis, et dans plusieurs chantiers de par le monde.
Saint-Gobain a également développé des produits spécifiques pour le confort en lieux d’apprentissage ou de travail. « Nos gammes concernent autant les cloisons internes des bâtiments que leur façade. Pour ce dernier marché, nous avons cherché à maximiser les apports de lumière naturelle tout en limitant les entrées de chaleur trop importantes, surtout dans les bâtiments tertiaires qui ont très souvent des besoins de climatisation plutôt que de chauffage », résume Isabelle Pires, chef de marché tertiaire et cloisons chez Saint-Gobain.
« Aujourd’hui, le SGG Cool-Lite Xtreme 70/33 est le seul verre de contrôle solaire à présenter un tel ratio entre clarté et protection solaire (sélectivité de 2,12) », se félicite Isabelle Pires, chef de marché tertiaire et cloisons chez Saint-Gobain © Saint-Gobain
Deux types de vitrages sont disponibles : ceux dont les propriétés sont fixes et ceux dont les propriétés peuvent varier et s’adapter aux conditions extérieures. « Pour la première catégorie, les plus performants sont les vitrages de contrôle solaire à sélectivité extrêmement élevée de la gamme Cool-Lite Xtreme. Ils laissent entrer un maximum de lumière tout en proposant le facteur solaire le plus faible possible. Ce verre a la capacité de filtrer, dans le rayonnement solaire, la lumière naturelle de la chaleur. Nous sommes également les seuls à proposer une gamme aussi complète : des produits les plus lumineux jusqu’aux plus protecteurs. Cette gamme détient toujours un beau succès car elle renferme des produits très abordables et qui sont toujours bien adaptés aux marchés actuels », précise Isabelle Pires.
Doté d’une transmission lumineuse de 70 %, le SGG Cool-Lite Xtreme 70/33 verre bloque dans le même temps 67 % de l’énergie solaire pour lutter contre les excès de chaleurdans le même temps 67 % de l’énergie solaire pour lutter contre les excès de chaleur © Saint-Gobain
Avec un vitrage aux propriétés fixes, Saint-Gobain associe des protections solaires additionnelles, de type stores, qui peuvent être intégrées à l’intérieur du double vitrage, comme c’est le cas dans les produits Climate Screen. « Mais cela peut également prendre la forme de protections solaires complémentaires extérieures, comme des brise-soleil… », précise la chef de marché tertiaire et cloisons chez Saint-Gobain.
S’agissant des vitrages dynamiques, Saint-Gobain les a regroupés sous l’appellation SageGlass®. En adaptant automatiquement sa teinte au soleil, SageGlass® augmente le confort des occupants tout en maintenant une connexion avec l'extérieur, sans stores ni volets. SageGlass LightZone® revendique être le seul produit permettant de créer jusqu'à trois zones de teinte indépendantes en une seule vitre. Pour sa part, SageGlass Harmony™ adopte une teinte en dégradé et propose d’offrir un contrôle précis de l'éblouissement et de la lumière du jour. Il convient de noter que le coût du vitrage dynamique est aujourd’hui très significativement plus élevé que celui de son homologue aux propriétés fixes. Appartenant à cette deuxième catégorie, le Cool-Lite Xtreme 60/28 vient d’équiper coup sur coup le lycée Varoquaux de Tomblaine, près de Nancy (54) et l’Université Paris-Est Copernic, à Marnela- Vallée (77). « La clarté des vitrages est évidente lorsqu’on pénètre dans les salles de cours de ces deux établissements. Les baies vitrées occupent près de 80 % de la façade », remarque Isabelle Pires.
OEuvrant depuis 23 ans chez Pilkington Glass Service – société verrière rachetée en 2006 par le Japonais NSG – Philippe Grell officie également depuis 10 ans à la Fédération du Verre. L’actuel directeur marketing et technique de Pilkington Glass Service connaît tout le monde dans la profession. Et il suit avec attention toutes les innovations du marché.
Pilkington Suncool ™ Dynamic est un vitrage feuilleté de sécurité thermochromique capable de s’adapter aux diverses situations de rayonnement solaire, qui changent au cours de la journée et des saisons © Pilkington
« Depuis quelques mois, nous avons lancé un nouveau vitrage : le Pilkington Suncool Dynamic qui réagit à la température. Il s’assombrit lorsqu’il fait chaud et s’éclaircit lorsqu’il fait froid. Initialement, nous fabriquions un vitrage feuilleté avec un film thermochromique qui réagit à la chaleur. Ce système simple et sans coût d’entretien, ne nécessite aucune installation électrique. Nos fabricants ont également développé des produits électrochromes pouvant faire varier l’intensité de la lumière. Certains produits du marché peuvent être automatisés ou soumis à la volonté de l’utilisateur. Chez nous, ils sont automatiquement automatisés. Pour le poseur, le façadier ou le menuisier, il est aussi simple de poser ce produit qu’un isolant standard », sourit Philippe Grell.
Philippe Grell, directeur marketing et technique de Pilkington Glass Service © Pilkington
Le Suncool Dynamic a été présenté lors d’Equipbaie 2018, également apparu lors du dernier salon Architect@Work. D’autre part, « les architectes dessinent des bâtiments avec des surfaces vitrées de plus en plus grandes, obligeant globalement à utiliser des vitrages de contrôle solaire, statique ou dynamique. Concernant les verrières architecturales ou toitures de vérandas, Suncool Dynamic est aussi vraiment le produit adapté pour ce type d’applications », soulignet-il.
Face aux enjeux de santé publique et de transition énergétique dans les établissements scolaires, les menuisiers-gammistes ne restent pas les bras croisés. En tant que directeurPrescription France de Kawneer, Olivier Larché est intarissable lorsqu’il évoque le vitrage respirant "maison" commercialisé sous la marque Kalory’r.
Olivier Larché, directeur Prescription France de Kawneer © Kawneer
Celui-ci intègre des stores qui sont incorporés et un flux thermique, par le biais d’une lame d’air dans le système de la menuiserie, qui donne la possibilité de gérer la thermique, la résistance à l’air, à l’eau et au vent. Elle offre aussi une excellente acoustique et la possibilité d’intégrer un retardataire à l’effraction. En outre, elle permet de gérer les apports solaires et lumineux par le biais d’un store. Les cinq contraintes primaires qui nous sont demandées lors d’une consultation produit se retrouvent réunies dans un même système. Kalory’r a déjà 5 ans d’existence, mais nous ne savions pas expliquer les atouts du produit par rapport au marché. Aujourd’hui, nous avons trouvé la solution puisque les maîtres d’ouvrage qui optent pour ce type de produit partent d’un postulat très simple : pour acheter une menuiserie traditionnelle, il va falloir ajouter un brise-soleil orientable extérieur. Ils culminent ainsi autour de 600€ HT le m² posé contre 450€ HT le m² posé pour une Kalory’r ! Ils obtiennent donc la même chose en mieux avec un store intégré et sans entretien. Pour un promoteur, c’est une aubaine », se félicite Olivier Larché.
La version dynamique de Kalory’r existe sous l’appellation Kalory’e. « Elle s’apparente à un mur trombe : on fait passer de l’air dans trois verres monolithiques, de façon à temporiser l’intérieur de l’extérieur et l’extérieur de l’intérieur. Avec cette solution à pariétaux dynamiques, nous atteignons des valeurs extrêmement fortes à 0.6 avec trois simples vitrages, mais nécessite une ventilation mécanique. Par contre, on évite la ventilation double flux. Il y a donc un gain important d’énergie et de consommation d’énergie lié à ce process », constate Olivier Larché.
Kawneer vient d’être primé pour avoir permis la réalisation du premier Bâtiment à énergie positive (Bepos) de la région Occitanie : le lycée Nelson Mandela de Pibrac (31). Celui-ci intègre 423 châssis fixes et ouvrants Kalory’r © Kawneer
Kawneer vient d’être primé pour la réalisation du premier Bâtiment à énergie positive (Bepos) de la région Occitanie : le lycée Nelson Mandela de Pibrac (31). « Nous y avons intégré 423 châssis fixes et ouvrants Kalory’r fabriqués en atelier, soit 932 m² posés dans toutes les salles de classes, pour un Uw moyen de 1,2 W/(m².K). Tout arrive de façon monobloc sur le chantier et les poseurs l’installent exactement comme une fenêtre usuelle traditionnelle », conclut Olivier Larché.
Responsable marketing Technal, Marion Villard est également familiarisée avec la gestion des apports solaires. Elle remarque que cette notion prend de plus en plus d’importance : « en ce qui concerne les établissements publics, cela se joue avec des éléments de façade – fixes ou ouvrants – de plus en plus grands, avec des masses aluminium très fines pour favoriser l’aspect esthétique et maximiser le clair de vitrage ».
Marion Villard, responsable Marketing Technal © technal
Technal a mis en oeuvre ses solutions lors de la construction du collège Aimé Césaire de Saint-Geours-de-Maremne (40). Livré en juin 2012 après un an et demi de travaux, cet établissement niché au coeur de la pinède landaise est revêtu d’une structure bois en échelle qui se superpose aux 900 m² de murs-rideaux Géode conçus par Technal. « Ils se distinguent par des profilés en aluminium fins et minimalistes. Cette architecture légère favorise les perspectives sur le paysage. Les façades sont "interrompues" par trois "failles" de verre et 170 m linéaires de sheds réalisés avec les solutions Géode. Cette enveloppe cristalline assure un ensoleillement diffus et optimal des salles de classe et des circulations. Ce bâtiment durable répond à la norme HQE. Au Sud, la façade intègre 455 m² de brise-soleil en aluminium Suneal. Conjugués aux solutions Géode thermiquement performantes, ils régulent les apports énergétiques », détaille Marion Villard.
Au Sud, la cantine du collège Aimé Césaire : la façade intègre 455 m² de brise-soleil en aluminium Suneal de Technal © Vincent Monthiers
Autre réalisation remarquable, la Halle technologique Canoe, IPREM 2 occupe 1 260 m² sur le campus de Pau. Cette plateforme d’innovation destinée au développement des composites organiques nanostructurés intègre 125 m² de murs-rideaux Géode et 50 m² de coulissants et fenêtres Soleal. « Au premier étage, un mur-rideau à projection de 23 m de longueur sur 3,2 m de hauteur apporte une lumière naturelle généreuse dans les bureaux et la salle de réunion, ce qui garantit un confort visuel pour les professeurs et chercheurs. Les deux coulissants Soleal donnent sur un patio et des fenêtres Soleal éclairent les laboratoires et la halle technologique », poursuit Marion Villard.
Alors que de nombreux verriers mettent au point des vitrages thermochromes, Technal s’intéresse à une fenêtre dynamique. « Nous y travaillons afin que la fenêtre de demain ne se limite pas à un cadre aluminium », révèle la responsable Marketing Technal. Autre piste : la qualité de l’air. « Nous travaillons en association afin de pouvoir gérer la qualité de l’air grâce à des capteurs et via des scénarios qui vont permettre, lorsque la qualité de l’air n’est pas au niveau suffisant, de déclencher l’ouverture d’un châssis, par exemple, pour assurer la ventilation. Nous étudions également de plus en plus les possibilités de microventilation sécurisée sur nos châssis », développe Marion Villard.
Responsable communication de Wicona, Marie-Claude Picard s’intéresse elle aussi à la prise en compte du confort des usagers dans les bâtiments. « Chez Wicona, cet aspect est central.
Wicona a récemment développé une fenêtre respirante : la Wicline 115 AFS. Elle agit comme un bouclier thermo-acoustique tout en assurant un fort confort visuel à l’intérieur) © Wicona
Il fait partie des points cardinaux qui guident notre réflexion. S’il n’y a pas de développement spécifique de solution dédiée exclusivement au marché des établissements d’enseignement, notre offre est globalement orientée vers le secteur tertiaire avec des solutions de façades, portes et fenêtres en aluminium bas carbone destinées aux ERP comme les établissements scolaires, sportifs, culturels ou encore les immeubles de bureaux », relève-t-elle.
Chez Wicona, cette recherche de la lumière naturelle se traduit par la déclinaison de solutions dans de grandes dimensions et la réduction des masses vues. « Les largeurs étroites des profilés aluminium permettent de répondre aux attentes des investisseurs et maîtres d’ouvrage, dans le cadre d’un aménagement urbain toujours plus friand de façades élancées en filigranes. C’est notamment le cas avec notre nouvelle fenêtre Wicline 75 MAX, dont les masses vues ont été affinées pour offrir plus de transparence et de luminosité, ce qui se traduit, pour l’usager, par une sensation d’espace et de bien-être. Par exemple, un élément de 0,55 m x 1,8 m offre un taux de transparence jusqu’à 56 % plus élevé qu’une fenêtre traditionnelle. Côté façade, la tendance est également à des volumes verriers de plus en plus grands. Nous travaillons sur des structures de cadre affinés, capables de les accueillir », note Marie- Claude Picard.
Wicona a récemment développé une fenêtre respirante Wicline 115 AFS particulièrement adaptée au secteur de la santé ainsi que tout autre bâtiment dont les caractéristiques principales sont l’hygiène et le confort des occupants. « Cette solution en respirant agit comme un bouclier thermo-acoustique tout en assurant une protection solaire et visuelle optimales grâce à un store totalement intégré et motorisé, placé entre l’ouvrant extérieur et l’intérieur. Protégé des intempéries et du vent, le système de protection solaire peut être utilisé quelles que soient les conditions météorologiques », pointe Marie-Claude Picard.
Présidé par Nelly Philipponat, l’organisme de certification Cekal s’apprête à célébrer son 30e anniversaire lors du prochain Batimat. Le 7 novembre prochain, il se penchera sur les enjeux liés à la luminosité des bâtiments lors d’une conférence centrée sur le thème : "Verre et confort vert. Nouvel urbanisme végétalisé, lumière et vitrages certifiés". L’occasion d’évoquer aussi tous les enjeux liés à la norme européenne EN 17.037 qui traite de l’éclairement dans les bâtiments (lire notre encadré). « Il y a 30 ans, les professionnels des vitrages étaient très soucieux d’offrir à leurs clients des gages de qualité et de pérennité de leurs produits. Ils ont créé Cekal en tant qu’organisme de certification pour assurer la durabilité et la qualité de leurs vitrages. Aujourd’hui, Cekal existe sous la forme d’une association dont la gouvernance est tenue par la profession mais qui oeuvre aux côtés des organismes de mesures et de vérifications (OMV). Ces derniers réalisent les audits… », précise Nelly Philipponat.
Nelly Philipponnat a été réélue en mars dernier pour une mandature de trois ans à la présidence de Cekal. Elle fêtera les 30 ans de Cekal le 7 novembre lors de Batimat, en marge d’une conférence centrée sur la luminosité des bâtiments © Cekal
En 30 ans, la certification s’est étendue du vitrage isolant basique – associant un encadrement et du verre – à des vitrages qui font de l’isolation thermique et de la protection solaire. « Cela atteste d’une évolution de la certification. Nous ne faisons toutefois que répondre aux demandes de nos centres certifiés. Ce sont bien les producteurs de vitrage et de vitrage isolant qui nous signalent toutes ces évolutions pour adapter notre référentiel à leurs nouveaux produits », relève la présidente de Cekal. La lumière est un thème bien connu de Cekal.
Le 7 novembre 2013, l’association avait tenu une conférence, déjà à Batimat, animée par le chronobiologiste Claude Gronsier. « Celui-ci avait évoqué la lumière et ses apports pour l’humain sous un angle pratiquement médical en expliquant le réel bien être apporté par la lumière, sur le plan physique. Puis nous avions fait intervenir des concepteurs de bâtiments – architectes et bureaux d’études – pour partir de ce besoin physiologique et voir comment – avec les produits
certifiés que fabriquent les entreprises – il était possible de répondre à ce besoin. Nous l’avions fait, en tant que Cekal, parce que je trouve important que les producteurs de vitrage isolant puissent remettre leur activité, leurs produits et leur volonté de qualité dans un contexte global témoignant de tous leurs efforts », souligne Nelly Philipponat.
Depuis est survenue une nouveauté avec la publication d’une norme européenne qui traite de l’éclairement dans les bâtiments : la EN 17.037, publiée en décembre 2018. « Cette norme, non obligatoire, fournit néanmoins un référentiel. Elle n’impactera pas la fabrication du verre. Elle s’adresse davantage aux personnes qui conçoivent des bâtiments : architectes et bureaux d’études, sans omettre les maîtres d’ouvrages et les maîtres d’oeuvres. Pour l’instant très peu connue en France, cette norme devrait faire parler d’elle et nous avons le désir de mieux informer nos centres certifiés à son propos », explique la présidente de Cekal. Si la notion de lumière dans le bâtiment ne touche pas directement la notion de vitrage, elle va néanmoins faire prendre conscience de l’importance de bien réfléchir à la lumière naturelle lors de la conception d’un bâtiment. « Nous imaginons que cela posera des questions, tant à l’esprit du concepteur de bâtiment que de celui du maître d’ouvrage. Je pense intéressant que les producteurs de solutions verrières soient informés de cette évolution », précise Nelly Philipponat.
Cekal reçoit-elle de plus en plus de certifications qui touchent des produits dynamiques, c’est-à-dire des verres qui interagissent avec la lumière, qui peuvent s’opacifier ? Réponse claire de la présidente : « les produits un peu complexes et qui font intervenir, entre autres, une connexion électrique, n’ont pas encore de certification. Nous avons une qualification des photovoltaïques mais, s’agissant des électrochromes, nous n’avons pas encore de certification. Ce sont des produits vraiment très innovants et qui font l’objet d’Avis Techniques (ou de DTA) de la part de la CCSAT. Cekal est une certification volontaire. Si le phénomène des produits dynamiques se généralise et que les maîtres d’ouvrage réagissent en demandant à ce que les verres isolants soient certifiés, nous verrons peut-être apparaître une demande. La normalisation européenne intervient dans un contexte porté, en France, par la règle des 1/6e de la RT 2012. Celui-ci pousse à un apport de lumière naturelle suffisant. Cette notion de confort et d’accès à la lumière naturelle rejoint celle de la qualité de l’air et de la ventilation des bâtiments. Ce que nous vivons en France à travers l’évolution vers un confort plus large – souhait partagé par d’autres pays européens – incite l’Europe à se positionner et à normaliser ce état de fait. La France est plutôt en avance sur cette prise de conscience des bienfaits de la lumière naturelle dans les bâtiments. C’est plutôt une bonne chose », conclut Nelly Philipponat.
JLC
Source : verre-menuiserie.com