Le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB) inaugurait ce mercredi le laboratoire Fresnel, sur son site de Saint-Martin-d’Hères, près de Grenoble. Présent lors de l’inauguration du laboratoire, le sous-préfet à la relance de la préfecture de l’Isère, Samy Sisaid, a rappelé les objectifs de l’État pour les années à venir : « Réduire nos consommations énergétiques de 10 % d’ici deux ans, voici l’objectif annoncé par l’État. Par son travail sur le vitrage, le laboratoire Fresnel répond entièrement aux objectifs fixés par la transition énergétique ».

Avec cette nouvelle plateforme d’essais dédiée aux vitrages, le CSTB compte en effet mener des activités d’évaluation et de certification au service des industriels et des entreprises du bâtiment, dans le but de développer des produits et des procédés innovants répondant aux enjeux de la transition écologique. Pour cela, la direction Baies et Vitrages s’appuie sur une équipe d’ingénieurs et de techniciens, ayant pour objectif d’évaluer la durabilité des performances des vitrages simples et isolants.

Tester le vieillissement des vitrages

La performance thermique d’un vitrage isolant dépend de sa capacité à conserver le gaz à l’intérieur des deux verres. Pour que cette performance soit optimale, il est donc nécessaire que la conception et la qualité de fabrication du vitrage permettent de limiter la pénétration de l’humidité dans la lame de gaz. 

Les essais menés par les équipes permettent ainsi d’accélérer artificiellement la pénétration de l’humidité à travers les barrières de scellement et d’étanchéité, afin d’évaluer la résistance à l’embuage ainsi que le maintien des performances thermiques des vitrages isolants sur le long terme. 

Ces vitrages sont placés dans ces enceintes de qualification – une enceinte coffre à climat variable et une enceinte coffre avec UV – au sein desquelles ils sont exposés à de l’humidité, à des UV, et à des températures comprises entre -15°C et 56,5°C. Sous l’effet des variations de températures, le vitrage peut se contracter si la température est basse, ou se dilater si la température est haute. Les vitrages isolants peuvent également être placés dans des enceintes de suivi – contenant 13 chariots de 19 vitrages – avant d’être exposés à des températures comprises entre -15°C et 56,5°C et à de l’humidité.

Mesurer les performances des vitrages après vieillissement

Le maintien du gaz à l’intérieur d’un vitrage isolant permet une bonne conservation de ses performances thermiques. De fait, après avoir subi plusieurs cycles de vieillissement artificiel, les vitrages isolants sont soumis à des tests permettant de contrôler le taux de gaz, à savoir d’argon et de krypton, et le taux d’humidité présents entre les deux verres. 

Pour cela, les équipes du laboratoire Fresnel disposent de 4 tests différents. Le premier intitulé banc Karl Fisher, permet de mesurer l’indice de pénétration d’humidité dans un vitrage, grâce à l’analyse par titrage de l’humidité extraite par chauffage d’un espaceur intégrant du tamis moléculaire. Ce dernier est également utilisé dans un autre test permettant de mesurer l’indice de pénétration d’humidité dans le vitrage. Le tamis moléculaire est donc extrait avant d’être pesé, avec pour objectif de vérifier la présence d’humidité avant et après séchage. 

La mesure du point de rosée permet aussi de détecter l’humidité à l’intérieur du vitrage isolant. Ce test consiste alors à appliquer une source froide de -60°C sur un des verres du vitrage, afin d’observer l’apparition ou non de condensation. Enfin, la chromatographie en phase gazeuse permet de mesurer le taux de remplissage en gaz, en argon ou en krypton. Une aiguille est de ce fait introduite dans la lame de gaz pour en extraire un échantillon, qui est directement relié à l’appareil de chromatographie en phase gazeuse.

La direction Baies et Vitrages du laboratoire Fresnel réalise également des essais sur leurs performances optiques et énergétiques. Un ensemble d’équipements, dont la Mégasphère, permet donc de mesurer et de calculer la transmission et la réflexion lumineuses et énergétiques, tout en vérifiant que les performances optiques ne se dégradent pas dans le temps. Reliée à un spectromètre, la Mégasphère calcule les caractéristiques énergétiques et lumineuses des matériaux d’enveloppe du bâtiment et fait intervenir des facteurs optiques. Ces mesures aident ainsi au développement de nouveaux vitrages et à la mise en place de la certification des performances des éléments transparents.
 

Robin Schmidt

Photo de une : ©Florence Joubert