La question du double ou du triple vitrage revient dans presque toutes les conversations sur les spécifications des bâtiments économes en énergie, et la réponse est moins évidente qu’il n’y paraît. Le triple vitrage a de meilleures performances thermiques que le double vitrage – c’est tout à fait vrai. Mais la question de savoir si ces meilleures performances justifient son coût plus élevé, son poids plus élevé et sa transmission lumineuse légèrement réduite dépend du climat, du type de bâtiment, des charges de chauffage et de refroidissement et de la norme de performance énergétique cible recherchée. Pour faire ce choix, il faut comprendre ce que signifient réellement les chiffres et ce qu’ils signifient pour le projet spécifique en question.
Comment isolé Verre Travail des unités
Les doubles et triples vitrages sont des unités de verre isolantes (IGU) – des assemblages de deux ou plusieurs vitres séparées par des barres d'espacement et scellées pour créer une ou plusieurs cavités remplies d'air ou de gaz. La cavité scellée réduit considérablement le transfert de chaleur par rapport à une vitre unique, car l'air ou le gaz immobile dans la cavité a une très faible conductivité thermique et, lorsque la cavité est suffisamment large, supprime le transfert de chaleur par convection entre les vitres intérieure et extérieure.
Une unité à double vitrage comporte une cavité entre deux vitres. Une unité à triple vitrage comporte deux cavités et trois vitres. La cavité supplémentaire du triple vitrage constitue une deuxième barrière thermique, c'est pourquoi ses performances thermiques sont supérieures. L'amélioration des performances du double au triple est réelle et mesurable, mais elle suit des rendements décroissants : la première cavité offre l'amélioration la plus importante des performances par rapport au simple vitrage ; la deuxième cavité offre une amélioration progressive moindre par rapport au double vitrage ; un quatrième volet hypothétique offrirait un avantage supplémentaire encore plus faible.
La mesure de performance clé : la valeur U
La valeur U (également écrite Ug pour la valeur du centre du vitrage, ou Uw pour l'ensemble de la fenêtre, cadre compris) mesure le transfert de chaleur à travers le vitrage en watts par mètre carré par kelvin de différence de température (W/m²·K). Une valeur U inférieure signifie une meilleure isolation thermique : moins de chaleur s'échappant à travers le verre par degré de différence de température entre l'intérieur et l'extérieur.
À titre de référence, une seule vitre en verre transparent a une valeur U au centre de la vitre d'environ 5,8 W/m²·K. Plages de performances typiques pour les vitrages isolants :
| Type de vitrage | Valeur U centrale typique (W/m²·K) | Configuration |
|---|---|---|
| Simple vitrage | 5,6 à 5,8 | Un seul vitrage, pas de cavité |
| Double vitrage standard (rempli d'air) | 2,7-3,0 | Deux vitrages, cavité remplie d'air, pas de revêtement Low-E |
| Double vitrage à l'argon Low-E | 1,0–1,4 | Deux vitrages remplis d'argon avec un revêtement Low-E |
| Triple vitrage (argon, un Low-E) | 0,7 à 1,0 | Trois vitrages, deux cavités argon, un ou deux revêtements Low-E |
| Triple vitrage haut de gamme (deux Low-E argon/krypton) | 0,5 à 0,7 | Trois vitres, cavités remplies de krypton, deux revêtements Low-E |
L'amélioration de la valeur U du double vitrage standard (2,8 W/m²·K) au double vitrage Low-E avec argon (1,2 W/m²·K) est nettement plus importante que l'amélioration supplémentaire du double vitrage Low-E au triple vitrage (0,8 W/m²·K). C’est la principale raison pour laquelle un double vitrage correctement spécifié – avec revêtement Low-E et remplissage d’argon – est la bonne spécification pour une gamme beaucoup plus large de bâtiments et de climats que le double vitrage nu, et pourquoi l’argument supplémentaire en faveur du triple vitrage est le plus convaincant dans les climats les plus froids et les bâtiments les plus performants.
Performance acoustique
L'isolation thermique et l'isolation acoustique sont des propriétés liées mais pas identiques dans les IGU, et la relation entre le type de vitrage et l'isolation phonique est moins simple que la comparaison des performances thermiques.
Pour les doubles et triples vitrages standards à vitrages d'égale épaisseur, le troisième vitrage en triple vitrage ajoute de la masse à l'ensemble, ce qui améliore généralement l'isolation phonique aux moyennes et hautes fréquences. Cependant, la cavité supplémentaire crée également une fréquence de résonance supplémentaire, et à des fréquences proches de cette résonance, l'isolation acoustique peut en fait être plus faible pour un triple vitrage que pour un double vitrage d'épaisseur totale de verre équivalente.
Pour des performances acoustiques maximales, l'approche la plus efficace dans une IGU consiste à utiliser des vitres d'épaisseurs différentes (vitrage asymétrique) dans des configurations doubles ou triples — les différentes fréquences de résonance des deux épaisseurs de vitres empêchent le creux de coïncidence qui se produit lorsque les deux vitres résonnent à la même fréquence. Une unité à double vitrage de 6 mm, 10 mm avec de l'argon et une cavité de 32 mm surpassera généralement une unité à triple vitrage conventionnelle de 4 mm, 4 mm, 4 mm en termes d'isolation acoustique, bien qu'elle ne soit composée que de deux vitrages.
Pour les projets où la performance acoustique est un facteur principal (bâtiments à proximité de routes, de voies ferrées ou d'aéroports), la spécification de verre acoustique (verre feuilleté avec une couche intermédiaire qui amortit les vibrations) dans une configuration asymétrique à double vitrage est souvent plus efficace par rapport au coût unitaire que le triple vitrage. Les exigences acoustiques et thermiques doivent être évaluées séparément et les meilleures spécifications pour chacune doivent être déterminées, plutôt que de supposer que le triple vitrage fournit automatiquement les meilleures performances combinées.
Poids et implications structurelles
Le triple vitrage est nettement plus lourd que le double vitrage pour les mêmes dimensions de vitrage. Un triple vitrage standard avec trois vitrages de 4 mm et deux cavités de 16 mm a une épaisseur totale d'environ 44 mm et un poids unitaire d'environ 30 kg/m² pour le verre seul. Un double vitrage équivalent avec deux vitres de 4 mm et une cavité de 16 mm a une épaisseur d'environ 36 mm et pèse environ 20 kg/m². Cette différence de poids a des implications pratiques :
Les cadres et la quincaillerie des fenêtres doivent être dimensionnés pour le poids plus élevé des unités à triple vitrage. Le matériel standard pour double vitrage (charnières, poignées, mécanismes oscillo-battants) n'est généralement pas adapté aux unités à triple vitrage de même taille et doit être spécifié en conséquence. Cela s’ajoute au coût total de la fenêtre au-delà de la prime sur le coût de l’unité de verre.
Les systèmes de vitrage structurel et les systèmes de murs-rideaux doivent tenir compte de la charge morte supplémentaire. Dans les murs-rideaux de grande hauteur où le poids accumulé du verre charge le système structurel sur plusieurs étages, le poids supplémentaire du triple vitrage par unité peut se traduire par des implications structurelles significatives qui nécessitent un examen technique.
Pour les très grandes ouvertures vitrées – courantes dans l’architecture commerciale contemporaine – la manipulation et l’installation d’unités lourdes à triple vitrage nécessitent un équipement et une main d’œuvre supplémentaires, ce qui augmente le coût d’installation au-delà du prix du matériau.
Transmission de la lumière
Chaque vitre supplémentaire réduit la transmission de la lumière d'une quantité faible mais mesurable. Une vitre en verre flotté transparent typique transmet environ 88 à 90 % de la lumière visible. Chaque interface verre-air (surface du verre) absorbe et reflète une petite fraction de la lumière incidente. Une unité à triple vitrage avec trois vitres transparentes a une transmission de lumière visible environ 2 à 4 % inférieure à celle d'une unité à double vitrage équivalente, selon les types de revêtement Low-E utilisés. Dans les bâtiments dotés de grandes surfaces vitrées où la lumière du jour est une valeur architecturale primordiale (environnements commerciaux, musées, immeubles de bureaux dotés d'une conception éclairée par la lumière du jour), cette réduction peut être pertinente par rapport à l'intention de conception. Pour les fenêtres résidentielles situées aux latitudes septentrionales où un gain solaire hivernal maximal est souhaitable, le coefficient réduit de gain de chaleur solaire (SHGC) du triple vitrage peut réduire légèrement le chauffage solaire passif, ce qui compense quelque peu l'avantage de l'isolation thermique.
Quand le triple vitrage est le bon choix
Le triple vitrage est plus clairement justifié dans les climats froids (degrés-jours de chauffage supérieurs à environ 3 000 HDD) où les économies d'énergie de chauffage sur la durée de vie du bâtiment sont suffisamment importantes pour récupérer le surcoût. Les marchés nordiques et du nord de l'Europe (Scandinavie, Finlande, Allemagne, nord de la Pologne) ont adopté le triple vitrage comme norme pour la construction résidentielle ; c’est pour cette raison que l’environnement économique dépend du climat et des coûts énergétiques.
Les normes des maisons passives et des bâtiments à énergie nette zéro exigent souvent un triple vitrage, car la valeur U de toute la fenêtre de 0,8 W/m²·K ou meilleure que ces normes spécifient est très difficile à atteindre avec un double vitrage, indépendamment de l'optimisation du revêtement et du remplissage. Si le bâtiment vise une certification de performance énergétique spécifique qui impose une valeur U des fenêtres inférieure à 1,0 W/m²·K, le triple vitrage est probablement la voie pratique pour répondre à la norme.
Pour les bâtiments commerciaux situés dans des climats tempérés (la plupart de l'Europe occidentale, climats continentaux modérés), le double vitrage haute performance avec des revêtements Low-E et un remplissage à l'argon atteint des performances thermiques (Ug ≈ 1,0–1,2 W/m²·K) qui satisfont à la plupart des codes énergétiques actuels et produisent un bon retour sur investissement économique. Dans ces contextes, le triple vitrage est parfois spécifié pour des raisons de prestige, de différenciation marketing ou pour obtenir des performances à l'épreuve du temps face à des codes de plus en plus stricts, mais l'économie d'énergie marginale est modeste par rapport au coût supplémentaire aux prix actuels de l'énergie.
Dans les climats chauds (Moyen-Orient, régions tropicales), la principale préoccupation est le gain de chaleur solaire plutôt que la perte de chaleur hivernale, et le coefficient de gain de chaleur solaire (SHGC) et le choix approprié du revêtement Low-E importent plus que la différence de valeur U thermique entre le double et le triple vitrage. Dans ces climats, un double vitrage à contrôle solaire haute performance constitue généralement un meilleur investissement qu'un triple vitrage, qui offre un avantage supplémentaire minime pour les bâtiments dominés par le refroidissement.
Foire aux questions
Le triple vitrage offre-t-il toujours un meilleur contrôle de la condensation que le double vitrage ?
Oui, par temps froid, mais l’ampleur de l’amélioration dépend de la température de la surface intérieure du verre. De la condensation se forme sur les surfaces vitrées lorsque la température de surface descend en dessous du point de rosée de l'air intérieur. Le triple vitrage maintient une température de surface intérieure du verre plus élevée que le double vitrage en raison de sa valeur U inférieure, ce qui signifie que la surface intérieure reste au-dessus du point de rosée à des températures extérieures plus basses. Pour les bâtiments situés dans des climats très froids où la condensation sur les fenêtres à double vitrage constitue un problème pratique — en particulier dans les intérieurs très humides comme les piscines, les cuisines commerciales et les immeubles résidentiels très fréquentés — la température de surface intérieure plus élevée du triple vitrage permet une réduction significative de la condensation. Dans les climats tempérés où la température de la surface intérieure du double vitrage est déjà bien supérieure aux points de rosée intérieurs typiques, la différence de performance de condensation n'est pas significative dans la pratique.
Le double et le triple vitrage peuvent-ils être utilisés sur la même façade de bâtiment ?
Oui, et cela est courant dans les projets où différentes orientations ou positions de façade ont des exigences de performance différentes. Les vitrages orientés sud dans un climat froid bénéficient d'un coefficient de gain de chaleur solaire plus élevé pour maximiser le gain solaire passif, ce qui peut être plus facilement obtenu dans une configuration à double vitrage avec un revêtement Low-E approprié que dans une unité à triple vitrage, où la vitre supplémentaire réduit le SHGC. Les vitrages orientés nord dans le même bâtiment bénéficient davantage de l'isolation thermique du triple vitrage sans pénalité de gain solaire. Les spécifications mixtes au sein d'une même façade nécessitent des détails minutieux pour garantir que les différentes épaisseurs d'unités sont compatibles avec la profondeur de feuillure du système d'encadrement, et l'uniformité visuelle de la couleur et de la réflectance du verre doit être vérifiée — différentes configurations de revêtement peuvent produire des différences visibles de couleur et de réflectance entre les unités qui affectent l'apparence de la façade.
Quel est le délai d’amortissement pour passer du double au triple vitrage ?
La période de récupération dépend du coût plus élevé du triple vitrage par rapport au double vitrage, du coût énergétique local, des degrés-jours de chauffage sur place et de la surface des fenêtres du bâtiment. En règle générale, dans les climats d'Europe du Nord avec des coûts énergétiques de 0,15 à 0,20 €/kWh : le passage d'un double vitrage standard (Ug ≈ 2,8) à un triple vitrage (Ug ≈ 0,7) dans une maison bien isolée avec 30 m² de vitrage pourrait permettre d'économiser 300 à 500 kWh par an en énergie de chauffage, soit une valeur de 45 à 100 € par an. Si la prime pour un triple vitrage par rapport à un double vitrage (cadres et installation compris) est de 3 000 à 6 000 € pour la même maison, la période d'amortissement simple est de 30 à 60 ans, généralement plus longue que la durée de vie de la fenêtre. Les résultats économiques s'améliorent considérablement lorsque l'on compare le triple vitrage au double vitrage à faible performance (pas de Low-E, pas de remplissage de gaz) et lorsque le bâtiment se trouve dans un climat plus froid avec des degrés-jours de chauffage plus élevés et des coûts énergétiques plus élevés. Le double vitrage Low-E haute performance présente souvent de meilleurs arguments économiques pour la plupart des projets dans des climats tempérés ; le triple vitrage est justifié lorsque les normes de construction l'exigent ou lorsque le climat est suffisamment froid pour déplacer le retour sur investissement dans une fourchette acceptable.
