Comment spécifier les murs-rideaux pour les projets en climat froid en Asie centrale ?

C'est la condensation qui prime, et non le calcul de l'énergie.

C’est là l’erreur fréquente dans les cahiers des charges des façades à Astana, Almaty, Tachkent ou Bichkek. Une équipe de conception fixe un objectif de coefficient de transmission thermique (valeur U) conformément aux normes énergétiques, choisit un système qui le respecte, puis constate des infiltrations d’eau à l’intérieur des meneaux en plein mois de janvier, alors que les températures extérieures descendent en dessous de -25 °C.

La valeur U était conforme. La température de la surface intérieure, en revanche, ne l'était pas ; il s'agit de calculs différents qui répondent à des questions différentes.

Les hivers d'Asie centrale sont particulièrement rigoureux. À Astana, les températures descendent régulièrement en dessous de -30 °C, tandis que les extrêmes continentaux engendrent des variations annuelles de température supérieures à 70 degrés. Une conception de façade adaptée à l'Europe occidentale ne sera pas forcément transposable. PRANCE fabrique… systèmes de façades vitrées et de murs-rideaux Conçu pour ces conditions.

Valeur U des murs-rideaux : objectifs pour climat froid

C’est la valeur U de l’ensemble, et non celle du centre du vitrage, qui compte et que les normes vérifient.

• Consommation électrique standard en climat tempéré : 1,4 à 2,0 W/m²K

• Secteur commercial en climat froid : 0,9 à 1,5 W/m²K

• Froid extrême, extrêmes continentaux : 0,7 à 1,1 W/m²K

• Haute performance et conception passive : moins de 0,8 W/m²K

Les codes régionaux sont issus du cadre SNiP de l'époque soviétique, désormais décliné en normes nationales telles que la série SP au Kazakhstan et des documents équivalents en Ouzbékistan et au Kirghizistan. Les exigences sont exprimées en termes de résistance au transfert thermique et varient selon les régions au sein de chaque pays ; il convient donc de consulter le document applicable à la ville concernée.

Pour atteindre un coefficient de transmission thermique inférieur à 1,0 W/m²K pour un ensemble de vitrages, il est généralement nécessaire d'utiliser conjointement un triple vitrage, une rupture de pont thermique importante et des intercalaires à bords chauds. Aucune amélioration isolée ne permet d'y parvenir.

Contrôle de la condensation des murs-rideaux en climat froid

L’exigence principale, celle qui impose des spécifications allant au-delà de ce que le calcul énergétique exigerait.

Pourquoi la condensation se produit-elle ?

La condensation se forme lorsqu'une surface intérieure atteint une température inférieure au point de rosée de l'air intérieur. Dans un bâtiment chauffé à 21 degrés Celsius et 40 % d'humidité relative, le point de rosée se situe aux alentours de 7 degrés Celsius. À 50 % d'humidité, il atteint environ 10 degrés.

Par une température extérieure de -30 °C, un montant en aluminium mal fissuré peut facilement maintenir la température de sa surface intérieure en dessous de ce seuil. L'eau s'infiltre, ruisselle et stagne sur les appuis de fenêtre, endommageant à terme les finitions et favorisant le développement de moisissures.

Comment cela se mesure-t-il ?

Deux indicateurs, selon la pratique.

• Le facteur de résistance à la condensation , mesuré selon la norme AAMA 1503, exprime le rapport entre la température de la surface intérieure et la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur. Plus sa valeur est élevée, meilleure est la résistance.
• Le facteur de température fRsi , utilisé en Europe et de plus en plus en région, exprime le rapport entre la température de la surface intérieure la plus chaude par rapport à l'air extérieur et la différence de température totale. Plus sa valeur est élevée, plus la surface intérieure est chaude.

La modélisation thermique selon la norme EN ISO 10077-2 ou équivalente produit ces chiffres, et un fabricant capable d'effectuer cette analyse appartient à une catégorie différente de celui qui cite les valeurs U de son catalogue.

Qu'est-ce qui le contrôle ?

• La profondeur de la rupture thermique est le facteur le plus important au niveau du cadre.

• Les entretoises à bords chauds , qui augmentent sensiblement la température de la surface du bord du verre

• L'accumulation de buée sur le vitrage , étant donné qu'une troisième vitre augmente la température de la surface intérieure, est un problème.

• La circulation de l'air intérieur est importante car l'air stagnant au niveau des vitres est plus froid ; c'est pourquoi le positionnement du chauffage périphérique est crucial.

• L'humidité intérieure , puisque le point de rosée se déplace avec elle

Ce dernier point mérite une attention particulière pour les bâtiments à forte production d'humidité intérieure, tels que les hôtels, les résidences et les installations de loisirs, où le point de rosée est plus élevé et les exigences en matière de façade augmentent en conséquence.

Exigences relatives aux murs-rideaux à rupture de pont thermique en climat froid

Plus profond que dans les zones tempérées, et pour des raisons de condensation plutôt que d'énergie.

• 20 à 28 mm : norme commerciale, généralement insuffisante par grand froid

• 30 à 40 mm : spécification typique pour climat froid

• Au-dessus de 40 mm, multichambres avec inserts en mousse : conditions continentales sévères

Le polyamide 6.6 renforcé par environ 25 % de fibres de verre reste le matériau standard, avec une conductivité d'environ 0,3 W/mK contre environ 160 W/mK pour l'aluminium.

Les ruptures multichambres avec inserts en mousse isolante dans la cavité sont plus performantes que les ruptures en polyamide massif de même profondeur, car elles interrompent la convection à l'intérieur même de la rupture. Amélioration du cadre et du verre couvre la logique d'assemblage.

Vitrage pour grand froid

Le triple vitrage devient la norme plutôt qu'une option.

Une structure typique pour climat froid comprend deux cavités, deux revêtements à faible émissivité, un remplissage à l'argon ou au krypton et des intercalaires à bords chauds. Des valeurs U au centre du vitrage inférieures à 0,7 W/m²K sont possibles, ce qui rend envisageables des valeurs d'assemblage inférieures à 1,0.

Position du revêtement

Surface 3 dans une unité à double vitrage, ou surfaces 2 et 5 dans une unité à triple vitrage. Quel revêtement convient à un climat de chauffage ? C'est cette décision qui varie selon les régions, et se tromper à ce sujet constitue une véritable erreur de spécification plutôt qu'une préférence.

Dans un climat où le chauffage est prédominant, le revêtement doit réfléchir la chaleur intérieure vers l'intérieur de la pièce. C'est l'inverse de la pratique du Golfe, où le revêtement est appliqué sur la surface 2 afin de bloquer le rayonnement solaire avant qu'il ne pénètre.

Contrôle solaire dans les régions où le refroidissement est prédominant Cela explique l'inversion. Choisir une surface inadaptée en Asie centrale engendre des coûts de chauffage et réduit la température de la surface interne, aggravant ainsi le risque de condensation.

L'apport solaire est utile ici

Il est important de le mentionner, car cela permet de renverser une habitude.

Dans les climats où le chauffage est prédominant, l'apport solaire grâce aux vitrages orientés au sud compense les besoins en chauffage. Un coefficient SHGC très faible entraîne un rejet d'énergie dont le bâtiment a besoin. Les valeurs cibles typiques en climat froid se situent entre 0,40 et 0,55, nettement supérieures aux pratiques en climat chaud.

Il convient encore de tenir compte des risques de surchauffe estivale, notamment à Tachkent et à Almaty où les étés sont véritablement chauds ; l'équilibre repose donc sur un calcul saisonnier plutôt que sur une optimisation ponctuelle.

Remplissage de gaz

L'argon est le gaz standard. Le krypton offre de meilleures performances dans les cavités étroites et coûte considérablement plus cher ; il ne mérite donc d'être envisagé que lorsque la largeur de la cavité est limitée par la profondeur du châssis.

Ponts thermiques aux jonctions

Le froid intense révèle des faiblesses que les climats tempérés tolèrent.

Bords de dalle. À l'endroit où la dalle de plancher rejoint la façade, le béton conduit la chaleur vers l'extérieur sur toute sa longueur. La continuité de l'isolation à cette jonction est bien plus importante à -30 °C qu'à 0 °C.

Ancrages et supports. Des ancrages en acier traversent la ligne d'isolation. Des plaques de rupture thermique structurelles, placées entre le support et la structure, interrompent ce passage.

Zones d'allège. Une isolation discontinue ou des panneaux arrière non étanches permettent une circulation d'air qui annule complètement l'efficacité de l'isolation, et la conséquence par grand froid est un point froid qui attire la condensation.

Jonctions périphériques. Détails des linteaux, appuis de fenêtre et jambages, là où la façade rejoint la structure. Les infiltrations d'air à ces endroits entraînent l'humidité dans la construction, où elle gèle et dégèle.

Ces jonctions nécessitent une conception détaillée coordonnée et, idéalement, une modélisation thermique dès la phase de conception, car les corriger ultérieurement implique généralement des compromis.

Installation par températures négatives

Les travaux de construction en hiver sont courants dans la région et non exceptionnels, et la méthode doit en tenir compte.

Application du mastic. La plupart des mastics structuraux et d'étanchéité ont des températures minimales d'application d'environ 5 degrés Celsius, et des temps de durcissement bien inférieurs à cette température. Les surfaces doivent être sèches et hors gel, ce qui implique en pratique une protection temporaire et un chauffage.

Comportement des joints. Les joints élastomères se rigidifient par grand froid, ce qui rend leur mise en place correcte plus difficile et augmente le risque de pincement lors de l'engagement de l'unité.

Manutention et levage. Les contraintes liées au vent et au froid limitent les possibilités de levage des panneaux, réduisant ainsi les marges de manœuvre.

Planification des travaux. Les travaux nécessitant l'application d'un mastic doivent, dans la mesure du possible, être programmés pendant les périodes plus chaudes, la séquence de montage étant planifiée en fonction de ces périodes et non l'inverse.

Installation dans des conditions de températures négatives Il s'agit autant d'un problème de planification que d'un problème technique, et il doit être intégré au programme lors de l'appel d'offres plutôt que d'être découvert sur place.

Considérations relatives aux matériaux

Performances de l'aluminium. L'aluminium reste ductile à basse température et ne souffre pas de la fragilité qui affecte certains aciers ; le choix de l'alliage n'est donc pas un facteur déterminant par temps froid.

Mouvements thermiques. Les variations annuelles de température supérieures à 70 degrés Celsius engendrent des mouvements importants. L'aluminium se dilate d'environ 23,6 × 10⁻⁶ par degré Celsius ; ainsi, un élément de 4 mètres se déplace d'environ 6,6 mm sur cette plage de variation. Les joints de dilatation doivent être dimensionnés pour l'amplitude thermique annuelle complète et non pour une variation journalière typique.

Contraintes thermiques du verre. D'importantes différences de température de part et d'autre d'une vitre, notamment au niveau des stores intérieurs qui emprisonnent la chaleur, créent des contraintes auxquelles le verre recuit risque de ne pas résister. On utilise généralement du verre trempé thermiquement.

Les travaux réalisés sous différents climats sont documentés dans notre galerie de projets .

Foire aux questions

1. Quelle valeur U un mur-rideau doit-il atteindre en Asie centrale ?

On considère généralement une valeur de 0,7 à 1,1 W/m²K pour les assemblages dans des conditions climatiques continentales rigoureuses, et de 0,9 à 1,5 W/m²K dans les zones plus clémentes de la région. Les réglementations régionales, issues du cadre SNiP, définissent les exigences contraignantes et varient selon les villes ; il convient donc de consulter le document de référence pour chaque projet.

2. Pourquoi le contrôle de la condensation est-il plus important que la valeur U dans les climats froids ?

Parce qu'ils mesurent des choses différentes. Le coefficient U décrit le transfert d'énergie à travers l'ensemble, tandis que la condensation dépend de la température de la surface intérieure la plus froide. Une façade peut atteindre un objectif énergétique tout en abaissant la température d'un montant en dessous du point de rosée intérieur, ce qui provoque la formation d'eau visible.

3. Quelle doit être la profondeur de la rupture thermique en cas de froid extrême ?

L'épaisseur standard est de 30 à 40 mm, et peut dépasser 40 mm pour les modèles à plusieurs chambres avec inserts en mousse dans les conditions les plus extrêmes. Les épaisseurs standard du commerce, de 20 à 28 mm, sont généralement insuffisantes lorsque les températures extérieures descendent en dessous de -30 °C.

4. Faut-il minimiser l'apport solaire dans les climats froids ?

Non. Dans les climats où le chauffage est prédominant, l'apport solaire à travers les vitrages orientés au sud compense les besoins en chauffage ; les objectifs de coefficient SHGC se situent donc entre 0,40 et 0,55, soit nettement plus élevés que dans les climats chauds. Les conditions estivales dans des villes comme Tachkent exigent néanmoins que ce calcul soit effectué de façon saisonnière.

5. Est-il possible d'installer des murs-rideaux pendant un hiver en Asie centrale ?

Oui, avec une planification adéquate. Les mastics ont des températures minimales d'application d'environ 5 degrés Celsius et durcissent lentement en dessous de cette température ; les joints se rigidifient et s'ajustent plus difficilement ; et les opérations de levage sont soumises aux contraintes combinées du vent et du froid. Le confinement temporaire et le chauffage sont courants, et les travaux nécessitant l'utilisation de mastics doivent être effectués en fonction des périodes plus chaudes.

Spécifications pour le froid extrême

Effectuez une analyse de condensation plutôt que de vous fier uniquement au coefficient U, car c'est la température de surface qui est déterminante. Prévoyez une rupture de pont thermique suffisamment profonde pour les conditions de conception. Utilisez du triple vitrage avec intercalaires à bords chauds. Appliquez les revêtements à faible émissivité sur les surfaces appropriées au climat. Soignez l'isolation des bords de dalle, des ancrages et des allèges avec une conception coordonnée. Enfin, planifiez le programme d'installation en tenant compte des performances réelles des mastics d'étanchéité en hiver.

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