Coefficient thermique des fenêtres : de quoi s’agit-il?

L’isolation thermique est devenue un critère central dans la construction moderne. Qu’il s’agisse de maisons individuelles ou d’appartements, chacun cherche à réduire ses dépenses de chauffage en hiver et à préserver un intérieur confortable en été. La performance thermique d’une fenêtre s’évalue principalement à l’aide du coefficient de transmission thermique Uw. Sa valeur dépend du vitrage, du cadre et de leurs jonctions, et se lit avec d’autres indicateurs présents dans les spécifications techniques.

Comprendre les spécifications techniques des fenêtres

Saviez-vous que 10 à 15 % de la chaleur accumulée à l’intérieur de la maison peut s’échapper par des fenêtres non étanches et peu performantes en matière d’isolation thermique ? Il faut donc examiner attentivement les spécifications techniques du modèle avant de choisir un système pour sa maison ou son appartement.

Les fiches techniques des fenêtres comportent plusieurs indicateurs. Certains évaluent les transferts de chaleur, d’autres les apports solaires ou la transmission de la lumière.

Les coefficients qui mesurent les transferts thermiques :

• Ug : coefficient de transmission thermique du vitrage, de l’anglais « glass » ;
• Uf : performance thermique du cadre, de l’anglais « frame » ;
• Uw : performance thermique de la fenêtre complète, de l’anglais « window » ;
• Ψ : pertes thermiques à la jonction entre le vitrage et le cadre.

Les coefficients Ug, Uf et Uw sont exprimés en W/(m²·K) et permettent d’évaluer la quantité de chaleur qui traverse 1 m² de surface lorsque la différence de température entre l’intérieur et l’extérieur est de 1 kelvin. Plus leur valeur est faible, meilleure est l’isolation de l’élément concerné.

Le coefficient Ψ est exprimé en W/(m·K), car il s’applique à la longueur de la jonction entre le vitrage et le cadre.

Deux facteurs complémentaires : Sw et TLw

Le coefficient Uw ne suffit pas à décrire le comportement d’une fenêtre. Deux autres indicateurs permettent d’évaluer les apports naturels dans la pièce.

Le facteur solaire g indique la part d’énergie solaire transmise par le vitrage seul. Le facteur solaire Sw concerne la fenêtre complète et tient compte à la fois du vitrage et de la menuiserie. Un Sw élevé favorise les apports de chaleur gratuits en hiver, mais demande une protection solaire adaptée sur une façade très exposée en été.

Le facteur de transmission lumineuse TLw mesure la quantité de lumière naturelle qui traverse la fenêtre complète. Plus sa valeur est élevée, plus la pièce bénéficie de lumière. Ce critère compte particulièrement pour une petite ouverture, une pièce profonde ou une façade peu ensoleillée.

Lorsque vous comparez plusieurs modèles, prêtez une attention particulière au coefficient Uw. Les brochures mettent parfois en avant le coefficient Ug, intrinsèquement plus faible, mais celui-ci reflète uniquement l’isolation du vitrage. Vérifiez toujours la valeur Uw pour comparer la performance de l’ensemble de la fenêtre.

Comment est calculé le coefficient thermique des fenêtres Uw ?

La valeur Uw se calcule à partir de la performance du cadre, mesurée par Uf, et de celle du vitrage, mesurée par Ug. Ces valeurs sont pondérées selon les surfaces respectives du cadre et du vitrage. Les pertes thermiques au niveau de leur jonction, représentées par le coefficient Ψ, sont ensuite intégrées au calcul.

Plus les valeurs Uf, Ug et Ψ sont faibles, plus le coefficient Uw de la fenêtre sera bas.

En résumé, la valeur du paramètre Uw est influencée par :

• les dimensions de la fenêtre ;
• le système de profilés ;
• la composition du vitrage ;
• le nombre d’ouvrants et de montants ;
• la longueur et la performance des jonctions entre le vitrage et le cadre.

Il faut ensuite examiner les caractéristiques du cadre et du vitrage qui contribuent à réduire le coefficient thermique.

Le coefficient Uf du cadre

La capacité du cadre à limiter les transferts thermiques dépend de la géométrie et de l’épaisseur du profilé, du nombre et de l’organisation de ses chambres d’isolation, de la conception des renforts et de l’utilisation éventuelle de matériaux isolants supplémentaires. Un coefficient Uf proche de 1,0 W/(m²·K), ou inférieur, indique un cadre performant.

Le coefficient Ug du vitrage

L’élément suivant qui influence le calcul du coefficient Uw est le vitrage, dont la qualité d’isolation est déterminée par le coefficient Ug. Le vitrage représente généralement la plus grande partie de la surface de la fenêtre. Il faut donc examiner sa composition lors du choix d’un système de menuiserie.

Un triple vitrage comporte trois vitres séparées par deux espaces isolants. Ces espaces sont remplis d’un gaz noble, le plus courant étant l’argon. Des couches à faible émissivité appliquées sur certaines faces du verre limitent également les transferts thermiques en réfléchissant une partie du rayonnement vers l’intérieur.

Un vitrage conçu de cette manière se distingue par un coefficient Ug très faible. Le triple vitrage 4 Xglass peut ainsi atteindre une valeur Ug de 0,5 W/(m²·K), selon sa composition et le système de fenêtre auquel il est associé. Ce niveau de performance convient aux projets qui recherchent une isolation thermique renforcée.

Fenêtres à haute performance énergétique et passives : quels coefficients Uw ?

Pour les fenêtres destinées aux maisons à haut rendement énergétique et aux maisons passives, les exigences en matière d’isolation thermique diffèrent. Chaque fabricant est tenu de tester ses produits afin de fournir à ses clients les valeurs de leur coefficient de transmission thermique. Par défaut, cette valeur est calculée pour une fenêtre de référence de 1 230 × 1 480 mm, ce qui facilite la comparaison des modèles.

À titre de repère, une fenêtre à haut rendement énergétique présente généralement un coefficient Uw inférieur ou égal à 0,9 W/(m²K). Pour une fenêtre destinée à une maison passive, la valeur recherchée est inférieure ou égale à 0,8 W/(m²K), les modèles les plus performants pouvant atteindre 0,6 W/(m²K).

PRISMATIC et PILAR : deux fenêtres à faible coefficient Uw

Parmi les fenêtres OKNOPLAST à faible coefficient de transmission thermique Uw figure le système PRISMATIC. La conception spéciale de ce modèle, dont le profilé a été abaissé de 10 mm, permet d’augmenter la surface vitrée. Cette surface plus importante laisse entrer davantage de lumière naturelle. La performance thermique dépend, quant à elle, de l’association entre le profilé, le vitrage et l’intercalaire. Avec un vitrage adapté et un intercalaire Warm Edge, la fenêtre PRISMATIC de référence peut atteindre un coefficient thermique Uw de 0,78 W/(m²K).

La fenêtre PILAR affiche une performance encore supérieure, avec un coefficient thermique Uw pouvant atteindre 0,74 W/(m²K) pour une fenêtre de référence équipée d’un vitrage 4/18/3/16/3, de coefficient Ug = 0,5 W/(m²K), et d’un intercalaire Warm Edge. Sa technologie de vitrage collé STV et son triple joint d’étanchéité associent ainsi efficacité énergétique et design minimaliste.

Bien lire le coefficient Uw avant de choisir

Le coefficient Uw reste le meilleur repère pour comparer l’isolation thermique de deux fenêtres, à condition de vérifier les dimensions et la configuration auxquelles il se rapporte. Ug, Uf, Sw et TLw apportent ensuite les précisions nécessaires sur le vitrage, le cadre, les apports solaires et la lumière transmise. Au moment du devis, demandez la valeur Uw de la fenêtre réellement prévue pour votre projet, avec son vitrage, ses dimensions et ses équipements.