A quoi ressemblera le vitrage du futur ? A la rencontre des experts pour nous aider à comprendre les mécanismes de l'innovation, les technologies émergentes pourraient bien bousculer le monde du verre.





Performants, actifs et connectés, de nouveaux produits verriers arrivent sur le marché et préfigurent le monde de demain. Avec eux, on pourra demander aux vitres de la cuisine de se teinter quand le soleil est trop fort, au miroir de la salle de bains d'afficher la météo ou encore, essayer virtuellement des vêtements en magasin sans jamais passer en cabine. Mais comment naît l'innovation ?

" Chez Corning, nous partons souvent de la demande d'un industriel ou d'un grand groupe ", explique Michel Prassas, Ingénieur- chercheur, Directeur du développement des nouveaux marchés - Corning SAS. " Ainsi, il y a une quarantaine d'année, la Poste britannique nous a demandé de créer un verre capable de transporter la lumière, et nous avons alors développé la fibre optique. L'innovation est une démarche longue, qui demande beaucoup d'investissements avant d'espérer un retour ".

Le vitrage peut aussi évoluer en s'inspirant d'autres marchés. " Les premières recherches de Saint-Gobain sur le verre électrochrome ont été réalisées pour l'automobile. Le groupe s'est ensuite rapproché d'une start-up américaine qui travaillait à une application pour le bâtiment. Ainsi est né Sage Glass ", précise Eloïse Sok, Ingénieure, spécialiste du vitrage électrochrome, Concept Creator- Sage Glass (groupe Saint-Gobain).

Grâce au vitrage électrochrome Sage Glass, la verrière se teinte si le soleil est trop fort ©Sage Glass

L'impérieuse question éngergétique

Quel que soit le bâtiment, la maîtrise énergétique est un enjeu capital. On attend du vitrage qu'il contribue, toujours davantage, aux économies de chauffage, de climatisation et d'éclairage artificiel. Il est donc logique de voir l'innovation s'y concentrer. " Le vitrage intelligent, dont les propriétés se modifient en fonction des besoins,me semble une piste très sérieuse ", pointe Sébastien Joly, Directeur marketing et communication de Riou Glass. " Ce sont les vitrages photochromes ou électrochromes, à performances variables, capables de s'autoréguler en fonction de consignes ".

Pour Eloïse Sok, " le verre électrochrome est, en effet, une réponse intéressante ; il permet de réaliser des économies d'énergie sur plusieurs postes : climatisation en été, chauffage en hiver, éclairage artificiel, alors que son fonctionnement ne nécessite qu'un courant très basse tension ". Technologie relativement complexe, " pour simplifier, disons que l'on dépose sur le vitrage un empilement de couches céramiques. Lorsque l'on fait passer un courant de très basse tension, une réaction chimique va induire un changement de teinte et, en inversant la polarité de la tension, le verre redevient clair. Ce changement de teinte modifie les propriétés de transmission de la lumière et de la chaleur ".

De façon automatique (grâce à des capteurs) ou volontaire (via des interrupteurs ou une application sur tablette), l'entrée de lumière et de chaleur à l'intérieur du bâtiment (bureaux, centres commerciaux, hôpitaux) est régulée sans aucun dispositif de protection solaire additionnel, en passant par des niveaux intermédiaires de teintes. " Avec le vitrage électrochrome, même s'il est teinté, rien n'obstrue la vision et c'est très important pour le confort des usagers " note Eloïse Sok.

Sur cet immense plateau, la lumière naturelle entre en profondeur. Vitrage Kapilux W d'Okalux - Zone d'activités Wirtschaftspark Breitensee à Vienne (Autriche) - Architecte : Holodeck architects ©Wolfgang Thaler I

Le vitrage qui optimise l'éclairage naturel

Sur le chemin de la sobriété énergétique, on cherche également à réduire l'éclairage artificiel et favoriser la lumière naturelle, mais il faut alors contourner les phénomènes d'éblouissement et de surchauffe. Pour répondre à cette problématique, l'entreprise allemande Okalux a développé Kapilux, un vitrage isolant qui renferme un système très dense de petits capillaires, transparents, blancs ou colorés à la demande.

Ces capillaires influent sur la transmission et la diffusion de la lumière naturelle, suppriment l'effet d'éblouissement et créent une lumière douce et uniforme (quelles que soient les conditions climatiques extérieures). Surtout, ils diffusent la lumière plus profondément dans la pièce, jusqu'à faire disparaître les zones sombres. A travers le vitrage Kapilux, la vision est partielle, sans transparence, avec une perception des formes et un effet de profondeur.

Pour un rendu esthétique plus "organique", le diamètre des capillaires varie. Kapilux T (transparent) ©Okalux

Produire de l'énergie

Les vitrages photovoltaïques existent déjà et ont démontré leur capacité réelle à générer de l'électricité. " Je crois beaucoup à la fonction de production d'énergie du vitrage ", enchaîne Sébastien Joly. " On sait que cela fonctionne à petite échelle et cela va se développer rapidement, mais il reste à maîtriser la transparence ". Un grand pas a déjà été franchi par la société espagnole Onyx Solar, dont le vitrage photovoltaïque transparent a été élu en 2015 "vitrage le plus innovant" par la revue américaine "Glass Magazine".

A l'heure actuelle, les programmes de recherche sur le vitrage photovoltaïque sont nombreux et portent autant sur le verre que sur les cellules solaires elles-mêmes. Celles-ci pourraient, par exemple, être rendues plus performantes par l'utilisation d'algues (diatomées). " Nous travaillons également sur ces problématiques ", complète Michel Prassas. " Nous avons un verre très mince (Willow® Glass), dont la vocation est de servir de barrière de protection pour les produits à base de molécules organiques, comme les OLED ou les cellules photovoltaïques organiques ".

Verrière photovoltaïque (Onyx Solar) de la salle d'exposition du Petit Echo de la Mode (pôle de développement culturel et touristique) - Leff Communauté ©Claire Allichon

Des lieux de vie plus confortables et plus beaux

Les nouveaux produits verriers répondent parallèlement aux attentes toujours fortes de confort et d'esthétique. En architecture ou en décoration, on recherche les éléments spectaculaires, la simplicité d'entretien et la modulation des ambiances. Le verre, bien présent sur ces thématiques, est aussi là où on l'attend moins... il chauffe.

- Une maison bien chauffée...

par son vitrage Chauffer la maison grâce au vitrage : le principe du verre chauffant CalorGlass de Riou Glass " est que l'on dépose sur la face interne du verre intérieur, une couche d'oxydes métalliques que l'on électrifie pour qu'elle chauffe. Dans le même temps, pour s'assurer que la chaleur est bien renvoyée vers l'intérieur de la maison, on applique sur la face interne du verre extérieur une couche spéciale, faiblement émissive. Le vitrage est à la fois chauffant et isolant ", explique Sébastien Joly.

CalorGlass® : le vitrage chauffant conçu par Riou Glass est capable de se substituer à tous les autres modes de chauffage existants ©Riou Glass

Pour que la fonction de chauffage prenne tout son sens, la surface vitrée doit être relativement grande, c'est pourquoi les premières applications concernent les vérandas, mais aussi les façades vitrées des cafés, hôtels et restaurants. Sébastien Joly imagine déjà le futur de ce produit. " Je suis persuadé que l'on verra arriver un vitrage à couches, dont l'une produira de l'énergie et l'autre chauffera ".

- En revêtement, un verre aussi fin qu'une laque

Développé à l'origine pour les écrans, le verre Corning® Willow® Glass de Corning, trouve dans l'univers du bâtiment des débouchés prometteurs. " Corning® Willow® Glass est une pellicule de verre aussi mince qu'une feuille d'aluminium, comme une laque, qui confère à n'importe quelle matière la résistance (aux chocs et aux rayures) et la facilité de nettoyage du verre ", précise Michel Prassas.

Saint-Gobain propose également un vitrage chauffant baptisé E-Glass - Villa Overby, Suède ©Lindman Photograph

" Le support d'origine (bois, plastique, métal) reste cependant totalement visible, ce qui ouvre d'immenses possibilités décoratives ". Les applications sont nombreuses dans la maison (crédence de cuisine, salle de bains) ou dans les ERP (parois murales, habillage de cabines d'ascenseurs, cabinets médicaux).

Les panneaux constitués à partir de Corning® Willow® Glass présentent également l'avantage de découpages faciles sur site, à l'aide d'outils courants. Mais la finesse de ce verre lui ouvre également d'autres horizons. " Sa vocation est aussi de servir de barrière de protection pour les produits à base de molécules organiques, comme les Oled ou les cellules photovoltaïques organiques ", anticipe Michel Prassas.

Corning® Willow® Glass : le verre flexible aussi fin qu'une feuille d'aluminium ©Corning SAS

- En façade, un verre effet métal ou un vitrage LED

Repère fort du paysage urbain, la façade tend à devenir vecteur d'image. Face aux applications décoratives amenées à se multiplier, la société espagnole Ariño Duglass propose DecometalReflec, un verre décoré de motifs d'aspect métallique réfléchissant, proposé en coloris or ou argent (ou coloré à la demande). Ce verre non opaque confère des effets esthétiques différents, selon l'angle de vue et la lumière. Pour transformer la façade en
véritable support créatif, le vitrage Led fait merveille. AGC développe depuis 2007 une gamme baptisée Glassiled.

Les Leds, intégrés au vitrage Glassilec Motion d'AGC, sont contrôlés individuellement. La façade devient support de création ©AGC

Ces vitrages intègrent des Leds alimentés par une couche conductrice transparente. Le vitrage s'illumine selon les envies, mais garde sa transparence. La gamme vient juste de s'enrichir d'un nouveau verre, Glassilec Motion. Ici, les Leds sont contrôlés individuellement, permettant de transformer le support vitré en média visuel et interactif, pour diffuser tout projet animé. Verre interactif, verre digital, le vitrage est bel et bien entré entré dans l'ère numérique.

Le magasin Zara à Hong-Kong est situé sur l'une des avenues les plus chères du monde. Grâce au verre digital, la vitrine devient écran et projette images et vidéo. Les panneaux atteignent 8 m de haut © Ice Led Screens

Le verre digital

Le verre équipé d'électronique ouvre d'immenses possibilités. Les miroirs se transforment en écrans de télévision ou se connectent aux Smartphones, les plans de ville deviennent interactifs, les vitrines restent transparentes, tout en diffusant des images et des vidéos ; sans parler du verre projetant des hologrammes 3D. Bien que de nombreux prototypes aient déjà été présentés, il faut bien avouer que peu de produits ont finalement vu le jour.

Pilkington Profilit est un verre coulé alcalin en forme de U, fabriqué par laminage mécanique ; il permet de créer des façades en verre translucide de grande taille sans interruption de profilés métalliques. Ce système de verre autoportant offre un large éventail de solutions en termes de performances et de motifs d'impressions superficielles du verre ©Pilkington

 

" De grandes marques travaillent sur les écrans transparents autour des technologies LCD ou Oled, mais il reste des obstacles à surmonter ", observe Michel Prassas ; " la demande est bien là et l'intérêt du public ne cesse de croître. Certaines boutiques sont déjà équipées de miroirs ou de surfaces vitrées interactives permettant l'essai virtuel des vêtements ". Le géant mondial du commerce, Ebay, est d'ailleurs en train de tester ces interfaces virtuelles de shopping dans une boutique new yorkaise.

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Cachez cet écran que je ne saurais voir

Parmi les produits au point et destinés à l'hôtellerie ou au commerce de luxe, se distingue notamment MirroView de Pilkington, verre clair à couche hautement réfléchissante. Installé devant une source vidéo, MirroView maintient un aspect miroir quand l'écran est éteint, mais laisse voir l'image quand l'écran est allumé. On le voit, l'innovation en matière de vitrage concerne surtout les couches, qui confèrent au verre ses propriétés (production d'énergie, isolation, fonction antibactérienne, etc.) Mais des recherches sont également en cours sur le substrat, les procédés de fabrication, toujours plus respectueux de l'environnement (avec des fours consommant moins d'énergie ou des process rejetant moins de CO2) ou le recyclage.

Innovation et certification

Un shopping personnalisé grâce au miroir combiné à la technologie Oled ©Samsung Dislay

Depuis 1989, Cekal, organisme certificateur des vitrages isolants, accompagne l'innovation. " L'un des objectifs de Cekal, est de prendre en compte dans son périmètre, les nouveaux produits. Toutefois, l'arrivée d'un nouveau type de vitrage ne signifie pas que l'on va immédiatement s'en saisir. Nous devons recevoir au moins une demande de certification de la part du fabricant souhaitant certifier (marquer Cekal) les vitrages concernés. Dans ce cas, nous réunissons une commission technique pour étudier le produit.

Ecran caché grâce au MirroView de Pilkington ©Pilkington

Si la modification est notable et peut avoir une incidence sur les caractéristiques certifiées (l'étanchéité de l'assemblage des vitrages isolants, le bon assemblage des vitrages feuilletés...), Cekal exige des essais complémentaires ou spécifiques ", explique Jérôme Carrié, Secrétaire Général de Cekal. " En revanche, si l'innovation n'a pas d'effet sur les caractéristiques certifiées et ne présente pas de risque particulier, comme dans le cas du vitrage autonettoyant, la certification est possible sans contrainte supplémentaire pour le fabricant de vitrages ".

Les incroyables propriétés du graphène

Ce matériau hybride, découvert en 2004 par le chercheur André Geim de l'Université de Manchester, ne cesse d'émerveiller la communauté scientifique par ses incroyables propriétés électroniques et physiques. Ainsi, le graphène possède une résistance à la rupture 200 fois supérieure à celle de l'acier, alors qu'il est 6 fois plus léger. Ces qualités permettent d'imaginer de multiples applications, telles que des transistors ultra-rapides ou des dispositifs de stockage d'énergie (notamment pour les voitures électriques). La recherche sur le graphène pourrait également conduire à la fabrication d'écrans souples..