Étude du PHI sur le « confort de vie » : impact positif des espaceurs « warm edge » sur le confort thermique
L'impact positif des espaceurs « warm edge » sur le bien-être et la prévention des moisissures n'est plus à démontrer. Dans son étude sur le « confort de vie », le Passivhaus Institut (Institut de la maison passive) de Darmstadt, soucieux de pouvoir étayer cet avantage en s'appuyant sur des données, s'est attaché à définir les critères de confort et d'hygiène des fenêtres en fonction des différentes zones climatiques ainsi que des moyens permettant de respecter ces critères.
Mais qu'entend-on par bien-être ? Le bien-être est-il un paramètre physique mesurable que l'on peut justifier ?
Pour se sentir bien dans une pièce, on a besoin d'une « température opérative » définie. Elle équivaut à la moyenne de la température de l'air et des surfaces alentour. Les écarts de température importants générant une désagréable sensation de courant d'air, l'écart de température entre l'air et les surfaces doit être le plus faible possible. C'est notamment le cas lorsque l'on est en présence d'une masse d'air en mouvement, l'air ambiant se refroidissant au contact des surfaces froides chute en direction du sol et crée un courant d'air désagréable.
Ce qui est prouvé : la sensation est agréable quand l'écart de température entre l'air ambiant (« température opérative ») et les surfaces environnantes, murs extérieurs, plafonds, sols ou fenêtres notamment, plus froides est inférieur à 4,2 kelvins. Ou : pour ressentir confort et bien-être, l'écart de température par rapport aux surfaces plus froides ne doit pas excéder 4,2 kelvins.
Cette formule nous permet de tirer des conclusions relatives au confort thermique en fonction du site. À l'aide des conditions spécifiques du site, en l'occurrence la moyenne journalière la plus froide d'une année de référence et l'écart de température maximal mesuré sur ce site, on peut calculer le coefficient de transmission thermique U en dessous duquel le confort thermique est garanti.
Si l'on table sur une température ambiante opérative de 22 °C et une température extérieure de -16 °C, on obtient une valeur U de 0,85 W/(m²K). Cette valeur est connue comme étant le critère de confort du bâtiment passif pour le climat tempéré froid, elle s'applique à la fenêtre posée.
Si l'on considère la fenêtre encore non posée, la valeur seuil applicable au climat tempéré froid est de 0,80 W/(m²K), elle permet de ménager une réserve pour les ponts thermiques à la pose.
Comme le montre la preuve par calcul justificatif du confort, la valeur U maximale de l'élément de construction dépend de la température extérieure et donc du climat local.
Le moment où les moisissures apparaissent peut-il faire l'objet d'un calcul justificatif ?
La prévention de la condensation et des moisissures compte également parmi les facteurs essentiels du confort et de l'hygiène. D'une manière générale, l'humidité se dépose aux endroits les plus froids de la pièce, et c'est souvent le bord du vitrage. Ce dépôt entraîne souvent la formation de moisissures, un taux d'humidité élevé constituant des conditions idéales pour cela. Moisissures et condensation conjuguées peuvent endommager le bâtiment.
Ce qu'il faut savoir : la moisissure se forme dès que la température excède la température du point de rosée. La température des surfaces doit donc être supérieure à la « température de moisissure », si l'on veut protéger efficacement le bâtiment et la santé de ses occupants.
Ici aussi, le calcul est possible : en tant qu'indicateur des conditions d'hygiène au niveau du bord du vitrage, le facteur de température fRsi a fait ses preuves. Si cette valeur, dans les zones de climat tempéré froid, est d'au moins 0,7, on peut supposer qu'en présence d'un taux d'humidité normal de l'air ambiant, aucune moisissure n'apparaîtra. Augmenter la température sur le bord du vitrage pour prévenir les moisissures constitue par conséquent une solution efficace.
Le tableau ci-après désigne les exigences en termes de confort et d'hygiène selon les différents climats :
Quels exemples ont été examinés, concrètement, dans le cadre de l'étude ?
On sait désormais que la fenêtre est toujours à considérer en fonction de la situation géographique du bâtiment. À titre d'exemple, l'étude s'est attachée à l'aptitude de différentes combinaisons de profilés de fenêtre, vitrages et espaceurs pour cinq zones climatiques : climats arctique, froid, tempéré froid, tempéré et tempéré chaud.
Le tableau ci-après récapitule les résultats de l'étude. Il indique les bonnes combinaisons de cadres, vitrages et espaceurs pour le confort et l'hygiène en fonction des différentes conditions climatiques.
Quelles conclusions tirer de cette étude ?
L'étude du PHI prouve que le choix de l'espaceur joue un rôle déterminant dans la qualité thermique de la fenêtre. À partir du climat tempéré, il est généralement recommandé d'opter pour un triple vitrage combiné à des espaceurs à haute efficacité énergétique, tels que Swisspacer Ultimate. Même avec un cadre de fenêtre non isolé, ce qui est fréquent dans ces régions, les valeurs nécessaires pour le confort et l'hygiène pourraient alors être atteintes. Avec un cadre de fenêtre bien isolé, les exigences dans les zones de climat tempéré froid et de climat tempéré sont remplies avec les espaceurs en acier inoxydable comme avec les espaceurs premium de Swisspacer. Pour les exigences dans les zones de climat arctique en revanche, le Swisspacer Ultimate combiné à un cadre très bien isolé est indispensable.
L'étude a été réalisée à la demande de Swisspacer. Depuis de longues années, le Passivhaus Institut de Darmstadt et Swisspacer travaillent conjointement à la réalisation d'études destinées à fournir au marché des informations fondamentales. Swisspacer participe désormais au Passivhaus Award et son propre prix spécial a été décerné pour la première fois en 2021.
L'étude « Confort de vie - Comment atteindre les critères de confort et d'hygiène avec des fenêtres sous différents climats » peut être téléchargée ici :