Section 6 – Le jeu des rendements thermiques
Fort de ces connaissances en matière de technologie des fenêtres et du rendement énergétique, vous vous posez probablement les questions suivantes : « Comment puis-je vérifier les prétentions des fabricants sur le rendement énergétique de leurs produits? Comment comparer les différents types de fenêtres, ou encore, les différentes gammes de produits des divers fabricants? Comment prendre la décision définitive quant au type de fenêtre le mieux adapté à mon cas particulier? Avant tout, comment puis-je être sûr que j'en ai pour mon argent? »
6.1 Homologation, essais et normes
En raison des progrès rapides qui ont été réalisés dans la technologie des fenêtres, nombre d'organismes et d'associations de fabricants ont cherché à uniformiser les normes de rendement énergétique et les méthodes d'homologation, tant pour le milieu industriel que pour la protection du consommateur.
À titre d'exemple, l'Office des normes générales du Canada (ONGC) a établi depuis un certain temps une norme sur les vitrages isolants qui fixe des seuils de rendement quant à la durabilité des joints d'herméticité des fenêtres (CAN/ONGC 12.8). L'ONGC a également publié une norme applicable aux portes-fenêtres coulissantes (CAN/ONGC 82.1).
Le programme d'homologation de l'Alliance des manufacturiers de vitrage isolant (IGMA) exige des fabricants que leurs produits satisfassent aux normes de contrôle de la qualité et à la norme relative aux joints d'herméticité de l'ONGC (CAN/ONGC 12.8). Tous les produits homologués IGMA portent les indications suivantes : le symbole IGMA, la date, le nom du fabricant et le lieu de fabrication. Ces renseignements sont en général estampés sur la barre intercalaire entre les vitrages ou gravés sur le verre.
CSA International possède un programme de certification volontaire des portes et des fenêtres. Vous pouvez obtenir de plus amples renseignements en composant le 1 800 463-6727.
6.2 Norme CSA-A440
L'Association canadienne de normalisation (CSA) a établi la norme CSA-A440, qu'on qualifie de norme omnibus, car elle s'applique aux fenêtres fabriquées à l'aide de divers matériaux. Elle décrit une méthode pour mesurer et évaluer l'étanchéité à l'air et à l'eau, la résistance au vent, à la condensation et aux effractions, la facilité de fonctionnement et d'autres exigences d'une fenêtre. Elle établit également les exigences minimales devant être appliquées à tous les composants et matériaux qui entrent dans leur fabrication, depuis la quincaillerie, les moustiquaires et les coupe-bise aux produits de finition, aux adhésifs et au rendement thermique. De plus, toutes ces fenêtres doivent être conçues de façon à permettre la pose sur place d'un nouveau vitrage.
À l'achat de nouvelles fenêtres, il est conseillé de choisir un produit répondant au moins à la norme CSA-A440.
Les essais en laboratoire effectués par des organismes indépendants accrédités garantissent que chaque modèle satisfait à des critères minimaux de rendement énergétique dans chacune de ces trois catégories : étanchéité à l'air, étanchéité à l'eau et résistance au vent. Le Code national du bâtiment du Canada et la plupart des codes provinciaux et territoriaux exigent maintenant que les fenêtres utilisées dans les nouvelles habitations de faible hauteur et dans les travaux de rénovation respectent les prescriptions de la norme CSA-A440 et aient un rendement énergétique d'au moins A1, B1 et C1 (fig. 30).
Fig. 30
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Cote de rendement |
Taux de fuite d'air maximum (m3//h)m-1 |
| A1 | 2,79 |
| A2 | 1,65 |
| A3 | 0,55 |
| Fixe | 0,25 |
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Cote de rendement |
Différence de pression d'essai de détection des fuites d'eau (Pa) |
| B1 | 150 |
| B2 | 200 |
| B3 | 300 |
| B4 | 400 |
| B5 | 500 |
| B6 | 600 |
| B7 | 700 |
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Cote de rendement |
Pression d'essai de résistance au vent (kPa) |
| C1 | 1,5 |
| C2 | 2,.0 |
| C3 | 3,0 |
| C4 | 4,0 |
| C5 | 5,0 |
En général, on ne peut fabriquer des fenêtres ayant une résistance élevée à l'air, à l'eau et au vent simplement en y incorporant des joints d'angle étanches, des joints d'herméticité efficaces, ainsi que des garnitures et des coupe-bise appropriés. Il est donc conseillé de rechercher un produit portant une étiquette indiquant un rendement énergétique minimal A1, B1 et C1 et un indice de rendement énergétique élevé (CSA-A440.2 décrit à la section 6.3). La norme comporte également des dispositions facultatives visant à permettre aux fabricants qui le désirent d'évaluer d'autres caractéristiques de leurs produits, telles la résistance à la condensation, aux effractions, etc.
6.3 Le système canadien de rendement énergétique (RE)
Bien que la norme CSA-A440 protège le consommateur et établisse le seuil de rendement minimal auquel renvoient la plupart des codes du bâtiment, ce qui intéresse avant tout le consommateur qui veut économiser l'énergie c'est le rendement énergétique de la fenêtre, ou indice RE, déterminé par la norme CSA-A440.2, Évaluation du comportement énergétique des fenêtres et portes-patio, qui s'applique à toutes les fenêtres et portes-fenêtres coulissantes, et la norme CSA-A453.0, qui s'applique à tous les systèmes de portes à battants et de portes d'entrée.
L'indice RE d'une fenêtre est la mesure de son rendement thermique global déterminé en fonction de trois facteurs : 1) les gains par rayonnement solaire; 2) la déperdition thermique à travers les cadres, l'intercalaire et le verre; 3) les pertes de chaleur causées par les fuites d'air. On détermine un indice, exprimé en watts par mètre carré, pouvant être soit positif soit négatif, selon les gains ou les pertes de chaleur réalisés pendant la saison froide. La gamme des indices possibles est très étendue. La figure 31 énumère les indices RE types des modèles courants de fenêtres offerts sur le marché.
Fig. 31
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Indices RE types
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| Catégorie de fenêtre | Type d'intercalaire | Type de vitrage | Fenêtre fixe | Fenêtre ouvrante |
| Courante | Aluminium | Double | -15 | -25 |
| Haut rendement énergétique à coût modéré | Isolé | Double, faible E, gaz d'argon | 0 | -8 |
| Meilleur rendement énergétique disponible sur le marché | Isolé | Triple, enduits à faible E, gaz de krypton | +8 | +1 |
Le système d'évaluation du rendement énergétique est fondé sur une formule qui permet de calculer un indice RE unique pour une taille de fenêtre donnée à l'intérieur de chacune des sept catégories de fenêtres (par ex., une fenêtre à battants de 600 sur 1 220 mm [24 po sur 48 po] représentative de ce type de fenêtre). Puisque tous les indices RE des fenêtres sont évalués de la même façon, cet indice facilite les comparaisons entre les produits de divers fabricants; le consommateur doit toutefois savoir que l'indice qui figure sur l'étiquette d'une fenêtre s'applique à toutes les fenêtres de ce type pour des dimensions normalisées, et non pas précisément à la fenêtre considérée.
Toutefois, quand on compare les indices RE de différentes fenêtres, il ne faut pas perdre de vue plusieurs autres facteurs. Comme on peut le voir à la figure 31, la plupart des fenêtres fixes ont en général de meilleurs indices RE (plus élevés) que les fenêtres ouvrantes. Il y a deux raisons à cela. En premier lieu, les fenêtres fixes sont presque deux fois plus grandes que la plupart des fenêtres ouvrantes et le rapport de la surface vitrée à la surface du cadre augmente proportionnellement. Les cadres sont aussi plus minces, car ils n'exigent pas de châssis coulissants distincts. Cette particularité accroît les gains par rayonnement solaire, réduit les pertes à travers le cadre et donne donc un indice RE supérieur. En deuxième lieu, les fenêtres fixes sont en général moins susceptibles aux fuites d'air que les fenêtres ouvrantes. Dans le cas d'une fenêtre qui ne peut s'ouvrir, il y a toujours moins de fuites d'air, ce qui se traduit également par une déperdition moins importante de chaleur et par un indice RE supérieur.
On comprend facilement, à la suite de cet examen, qu'à l'achat d'une fenêtre, il est nécessaire d'évaluer des produits qui soient comparables. Comparez les indices RE dans chaque catégorie de fenêtres – fixes, à battants, coulissantes, etc. – car ces indices varient beaucoup d'un type à l'autre.
Bien qu'il soit destiné uniquement à permettre des comparaisons, l'indice RE peut être un indicateur valable de l'incidence de la qualité des fenêtres sur les frais de chauffage annuels d'une maison. Un indice RE positif signifie que les fenêtres captent réellement plus de chaleur qu'elles n'en laissent échapper pendant la saison froide, et qu'elles permettent de réduire les coûts de chauffage. Un indice RE de 0 devrait être le seuil minimal acceptable de rendement énergétique pour une fenêtre fixe. Une fenêtre présentant un indice RE nul perd autant de chaleur qu'elle en gagne au cours de la saison froide. Elle n'a donc aucun effet sur la consommation annuelle de combustible dans une maison.
Un indice RE négatif signifie qu'une fenêtre perd plus d'énergie qu'elle n'en gagne, imposant ainsi à l'installation de chauffage un surcroît de travail. Plus l'indice est faible, plus les pertes d'énergie sont importantes et plus le système de chauffage doit fonctionner par temps froid. Par exemple, un indice RE de -38 est bien moins souhaitable qu'un indice RE de -20. Un indice RE de -11 représente un niveau minimal acceptable de rendement pour une fenêtre ouvrante à haut rendement énergétique ordinaire.
Cependant, quelques-unes des fenêtres à très haut rendement énergétique qui font leur apparition sur le marché (à cadre à profil discret en fibre de verre rempli de mousse, avec intercalaires isolants, à triple vitrage à faible E rempli de gaz) peuvent avoir un indice RE positif, même pour les modèles ouvrants.
Le système d'évaluation du rendement énergétique est un grand pas dans la bonne direction. Il fournit au consommateur les renseignements nécessaires pour prendre des décisions éclairées en matière de rendement énergétique des fenêtres. Il évalue uniquement la performance d'une fenêtre, indépendamment de la façon dont elle est fabriquée ou des matériaux utilisés.
L'information donnée par les indices RE n'est pas nécessairement suffisante si une maison est différente du modèle courant de maison utilisé aux fins des calculs (c.-à-d., si elle est fortement climatisée en raison de charges internes importantes ou si elle a des gains solaires extrêmes associés à un chauffage solaire passif). Dans ces conditions, de quelle manière les concepteurs résolvent-ils le problème? Le système d'évaluation du rendement énergétique spécifique (RES) donne la réponse.
6.4 L'indice RES tient compte de l'emplacement et de l'orientation
L'indice RES d'une fenêtre est son indice RE calculé pour une maison particulière. Cet indice tient compte du type de maison, de la localité dans laquelle elle est construite, de l'orientation de la fenêtre et de ses dimensions. Bien que, souvent, de simples comparaisons RE se justifient pour la plupart des maisons, la conception d'une maison nécessitant très peu d'énergie (comme la Maison performante), une maison solaire passive, ou des espaces solaires peuvent justifier le recours à l'indice RES aux fins de comparaison. Lorsqu'on obtient du fabricant les caractéristiques d'apport par rayonnement solaire, de vitesse de propagation de la chaleur et d'étanchéité à l'air d'une fenêtre donnée, on peut se faire une idée plus précise de son rendement thermique en le calculant d'après la norme CSA-A440.2.
Les indices RES servent à comparer et à évaluer les incidences de l'installation d'une fenêtre déterminée selon une orientation précise, sur les besoins annuels de chauffage d'une maison. Ils permettent au concepteur de comparer deux fenêtres en apparence identique, du moins quant à leur indice RE, et de s'assurer que le modèle approprié est bien situé et bien orienté.
6.5 Comment utiliser avec profit le système d'indices
Pour l'achat d'une fenêtre, le rendement énergétique ne représente qu'un élément parmi beaucoup d'autres. L'apparence, le prix et la durabilité ont aussi leur importance. Une fenêtre à haut rendement énergétique qui respecte les normes de la CSA et qui a un bon indice RE aura tendance à être mieux conçue et fabriquée, et à offrir une meilleure résistance à la condensation.
Les fenêtres à haut rendement énergétique, décrites dans la section suivante, offrent également d'autres avantages : plus de confort pour les occupants, moins de condensation et une meilleure insonorisation. Bien que ces avantages ne se traduisent pas facilement en argent comptant, il pourrait être important d'en tenir compte au moment de prendre une décision.