Le verre peut être utilisé comme matériau de construction dans d'innombrables applications, pour les vitrages isolants, par exemple dans les fenêtres à battants, les portes-fenêtres, les vitrages fixes, les vitrages de toit, comme verre simple à l'extérieur ou à l'intérieur des bâtiments. Le verre est disponible sous les formes les plus diverses. Le produit de base est généralement du « verre float » désigné aussi « verre flotté ». Le verre float est fabriqué en refroidissant en continu le verre fondu chaud sur un bain d'étain et en le solidifiant pour obtenir du verre plat. Il est livré en plateaux qui mesurent généralement 6,0 m de long par 3,21 m de large, et transformé en différents produits verriers. Dans le secteur, on appelle ces diverses opérations la « transformation ». Le verre float peut notamment être trempé, laminé en verre feuilleté ou revêtu. Les produits en verre qui en résultent peuvent être utilisés comme verre simple ou être à leur tour assemblés en différentes combinaisons, par exemple en vitrages isolants.
En raison des propriétés des différents produits verriers, il est souvent nécessaire de peser les avantages et les inconvénients des différentes compositions de verre. Voici un aperçu des principales propriétés du verre float, du verre trempé et du verre feuilleté de sécurité [1]. Ces produits en verre peuvent être dotés de revêtements. Les revêtements ne sont pas utilisés uniquement, mais en grande partie, pour modifier les propriétés techniques de rayonnement, comme par exemple pour l'isolation thermique afin de réduire la consommation d'énergie, pour la protection solaire afin de réduire l'apport d'énergie dans le bâtiment ou avec des propriétés réfléchissantes comme protection visuelle. En règle générale, cela ne change rien ou presque rien aux propriétés traitées ici. Les propriétés abordées ci-après sont les suivantes :
• La qualité visuelle
• Risque de bris de verre - Comportement en cas de bris
• Risque de blessure en cas de bris de verre
• Risque de rayures
Les coûts des différents produits ne sont pas pris en compte de manière approfondie dans cet article. En règle générale, le verre float est nettement moins cher que les autres produits en verre - ce qui est évident, puisque ces derniers nécessitent des étapes de traitement supplémentaires. Le thème du poids du verre n'est pas non plus abordé. Il convient simplement de mentionner que le poids spécifique du verre ne change pas en raison du traitement ultérieur. Ainsi, tous les produits en verre décrits ont le même poids spécifique. Il convient toutefois de noter que le choix d'un verre de sécurité feuilleté (VFS) au lieu d'un verre de sécurité trempé (VST) entraîne en général un poids total plus élevé. Il ressort clairement des explications suivantes que le verre trempé de sécurité présente en contrepartie des inconvénients.
Qualité visuelle
Le verre float ne pose guère de problèmes en termes de qualité de transparence. Seuls de petits défauts sont possibles, par exemple de minuscules bulles d'air dans le verre, appelées inclusions. Comme le verre float est le produit de base du verre trempé ou du verre feuilleté de sécurité (VFS), cela vaut également pour ces autres produits. Dans le cas des vitrages isolants, on trouve parfois des résidus dans l'espace entre les verres ou d'autres phénomènes optiques tels que des défauts dans le revêtement. Cela ne dépend toutefois pas du type de verre des verres individuels composant le vitrage isolant. Ces petits défauts doivent être tolérés jusqu'à un certain point. En ce qui concerne les verres posés, les limites de tolérance sont définies dans la directive SIGAB 006 « Évaluation visuelle du verre dans le bâtiment ». En ce qui concerne la qualité de la transparence, il faut faire la différence entre le verre trempé de sécurité (VST) et le verre durci (VD) appelé aussi « verre semi-trempé ». La trempe du verre est obtenue par traitement thermique dans un four, mais les méthodes de traitement diffèrent entre le verre trempé et le verre durci. Dans le cas du verre VST, des distorsions apparaissent en raison de la production. Si plusieurs verres VST sont montés les uns devant les autres dans un élément en verre, par exemple dans un vitrage isolant, des distorsions peuvent se produire lorsque l'on regarde à travers les verres. Plus le nombre de verres VST utilisés est élevé, plus la probabilité d'une altération de la transparence est importante.
Comme les déformations du VST sont inévitables en raison de la production, elles ne peuvent pas être contestées tant que leur ampleur reste dans le cadre de la norme SN EN 12150-1. Lors de la définition de la composition du verre, il faut donc tenir compte du fait que plus l'élément en verre contient de verres VST, plus le risque de distorsion de la transparence augmente. La distorsion de la transparence à travers un vitrage isolant peut constituer un défaut, même si les déformations des verres individuels se situent dans les limites de tolérance.
Le VST présente d'autres particularités qui peuvent se faire remarquer par transparence. Il n'est pas rare que la lumière du jour génère des anisotropies. Celles-ci se manifestent par des taches de polarisation irisées sur le verre. Ce phénomène est lié à la production et ne doit donc pas être contesté. Enfin, des voiles gris apparaissent parfois pendant le processus de trempe du verre de sécurité trempé et ne peuvent pas être éliminés lorsqu'ils se trouvent sur une surface intérieure d'un vitrage isolant. Contrairement aux distorsions ou aux anisotropies, de tels voiles gris peuvent être évités. C'est pourquoi ils ne doivent pas être tolérés dans tous les cas - tout dépend de leur ampleur. Avec le VD, tous ces risques sont inexistants ou très limités.
Le VFS est composé de deux (ou plus) couches de verre du même type (par exemple 2 x verre float), maintenues ensemble par des couches intermédiaires en plastique. Nous avons vu que le verre trempé de sécurité peut poser des problèmes à différents égards en ce qui concerne la qualité de la transparence. Bien entendu, ces problèmes peuvent être présents également lorsque le verre VST est assemblé en verre VFS. Le VFS en VST est toutefois rarement utilisé. Avec le verre feuilleté en float ou en VD, il ne faut pas ou peu s'attendre à ces phénomènes. Indépendamment du type de verre utilisé, le verre feuilleté de sécurité présente dans de rares cas des altérations de la transparence en raison de la couche intermédiaire. Dans la pratique, on a constaté une légère coloration laiteuse visible en cas d'exposition directe au soleil ou une transparence légèrement floue. La question de savoir si de tels phénomènes nécessitent le remplacement des verres doit être tranchée individuellement en tenant compte de la situation concrète, l'ampleur de la dégradation étant le facteur principal.
Bris de verre
Des bris de verre sont possibles, même si le verre a été traité ou manipulé de manière irréprochable lors de la production, du transport, du montage, etc. Dans la plupart des cas, il s'agit de bris de verre dits thermiques. Les bris de verre thermiques se produisent lorsque des zones proches de la surface du verre présentent de grandes différences de température. Le verre de la zone chaude se dilate, ce qui provoque une tension dans la zone de transition. Si cette tension dépasse la résistance du verre, il se produit une rupture. Lorsqu'il s'agit de la résistance aux tensions thermiques, on parle de résistance aux chocs thermiques. Celle-ci est nettement plus faible pour le verre float que pour le verre trempé. C'est pourquoi le verre float est nettement plus sensible aux ruptures thermiques que le verre trempé. La résistance aux chocs thermiques du verre trempé de sécurité se situe entre 150 et 200 K. Cela signifie en principe que la différence de température doit être supérieure à 150° C pour qu'une rupture thermique puisse se produire. La résistance aux chocs thermiques du verre TVG s'élève à environ 100 K. Comme de telles différences de température ne sont pratiquement jamais atteintes, le verre trempé ne se casse pratiquement pas thermiquement. Toutefois, le VST présente la particularité de pouvoir se briser spontanément. La raison de ces ruptures spontanées est la présence d'inclusions métalliques dans le verre, dont le volume augmente en cas de réchauffement. Ces inclusions - généralement du sulfure de nickel - se forment dans le verre en fusion et ne peuvent pas être totalement évitées. Le risque de bris spontané ne concerne essentiellement que le VST. En théorie, ce risque existe également pour le VD, mais dans la pratique, de telles ruptures sont extrêmement rares. La fréquence statistique de rupture du VST est d'environ une rupture pour 40 tonnes de verre. Grâce à un procédé spécial, appelé test de stockage à chaud (ou test heat soak), la fréquence de casse peut être réduite à une casse pour 400 tonnes (cf. directive SIGAB 203 « Verre trempé de sécurité traité à chaud [VST-HST] »).
Risque de blessure en cas de bris de verre
Le matériau de construction qu'est le verre peut se briser. C'est pourquoi il présente un certain potentiel de danger. D'une part, il existe un risque de blessure lorsqu'une personne tombe dans une vitre et se blesse avec les éclats de verre qui en résultent. D'autre part, les morceaux de verre qui tombent d'une façade ou d'un toit vitré en cas de bris de verre peuvent mettre des personnes en danger. Pour prévenir ces risques, il existe des directives concernant le type de verre à utiliser en fonction de la situation de montage[2]. Par exemple, les vitrages situés à moins d'un mètre du sol doivent être réalisés en verre de sécurité, c'est-à-dire en verre trempé de sécurité ou en verre feuilleté de sécurité, conformément aux recommandations du SIGAB. Le verre VST est considéré comme un verre de sécurité parce qu'il se brise en petits fragments à bords émoussés en cas de rupture. En cas de bris de verre feuilleté de sécurité, la couche intermédiaire permet de maintenir les morceaux ensemble. Ces deux éléments réduisent considérablement le risque de blessure. En raison du risque de bris spontanés, l'utilisation de verre trempé de sécurité est soumise à des restrictions au-dessus de 4 mètres de la surface de circulation. Selon le cahier technique SIA 2057 « Construction en verre », un test de stockage à chaud (test heat soak) est nécessaire - dans la mesure où il n'existe pas de protection constructive contre la chute de morceaux de verre - et une analyse des risques doit être réalisée. Cette dernière peut être effectuée à l'aide de l'instrument « Evaluation risques vitrages verti-caux VST »[3].
Risque de rayures
L'expérience montre que le VST présente une autre particularité. En raison de la tension de la surface, des rayures visibles apparaissent beaucoup plus souvent que sur le verre float, notamment lors des travaux de nettoyage. Celles-ci se produisent, par exemple, lorsque des éclaboussures de mortier sont éliminées sur les verres à l'aide de raclettes (ou de lames). Dans la pratique, on rencontre souvent la situation suivante : sur le même objet, les vitrages en VST présentent davantage de rayures visibles que les vitrages float. La plupart du temps, ce sont les verres à hauteur de plafond qui sont concernés, pour lesquels du VST a été utilisé en raison de la règle « du mètre « susmentionnée. Pour les fenêtres situées au-dessus d'une allège, un verre de sécurité n'est générale-ment pas nécessaire - dans la mesure où le bord inférieur du verre se trouve à plus d'un mètre du sol -, raison pour laquelle on utilise généralement du verre float. Souvent, il n'y a pas de rayures ou des rayures nettement moins visibles. La directive SIGAB 102 « Nettoyage du verre » contient des recommandations pour éviter les rayures.
Le tableau ci-dessous résume les caractéristiques décrites et est également disponible sous forme de document PDF à la fin de l'article :
| Caractéristique | Verre float | VST | VD | VFS |
|---|---|---|---|---|
Qualité de la transparence / apparitions optiques [4]
| Aucune manifestation visuelle spécifique | - Risque de distorsion en cas d'utilisation multiple de VST dans une composition en verre - Anisotropies possibles - Dans de rares cas, un voile grisâtre | Pas de phénomènes optiques spécifiques | Dans de rares cas, apparition de taches sur la surface, telles qu'une légère décoloration laiteuse ou une vision floue |
| Risque de bris | Résistance aux chocs thermiques 40 K / risque de rupture thermique élevé par rapport au verre trempé | - Résistance aux chocs thermiques 150 - 200 K / risque de rupture thermique extrêmement faible - Risque de rupture spontanée - Risque de rupture spontanée fortement réduite pour le verre VST-HST | Résistance aux chocs thermiques 100 K / risque de rupture thermique très faible | Le risque de bris de verre dépend des produits verriers utilisés (float, VST ou VD). |
| Image de bris et risque de blessure | Des éclats en forme d'épée avec un fort potentiel de blessures | En cas de bris, de nombreux petits fragments à bords émoussés se forment, ce qui réduit fortement le potentiel de bles-sures en cas de chute dans le verre. | Eclats en forme d'épée avec un potentiel de blessure élevé | L'aspect du bris correspond à peu près à celui des verres posés. La couche intermédiaire maintient les fragments ensemble, ce qui minimise le risque de blessure. |
| Sensibilité aux rayures | Les rayures visibles sont beaucoup plus rares sur le verre float que sur le VST. | Les rayures visibles sont beaucoup plus fréuentes sur le VST que sur le verre float, notamment lors des travaux de nettoyage. | Le SIGAB n'a pas connaissance d'un risque accru de rayures. | Le risque de rayures dépend des produits verriers utilisés (verre float, VST ou VD). |
| Restrictions d'utilisation dues à des exigences normatives | Selon les recommandations du SIGAB, ne pas utiliser notamment du côté exposé si le verre ou le remplissage en verre se situe à une hauteur inférieure d’un mètre à partir de la surface de circulation. | Vitrages verticaux audessus de 4 mètres de la surface de circulation uniquement avec test de stockage à chaud (heat soak) et analyse des risques. | Selon les recommandations du SIGAB, ne pas utiliser du côté exposé si le verre ou le remplissage en verre se situe à une hauteur inférieure d’un mètre à partir de la surface de circulation. | Les VFS composés de float ou de VD ne sont pas soumis aux restrictions mentionnées pour le verre float, le VST et le VD. |
Conclusion
Le verre float, le verre trempé et le verre feuilleté ont chacun des particularités qui doivent être prises en compte lors de la définition d'une composition de verre. En particulier pour les vitrages isolants, les avantages et les inconvénients des différents types de verre doivent être évalués les uns par rapport aux autres. Certains produits verriers sont parfois recommandés ou prescrits pour certaines applications. Le VFS en VD réunit les propriétés avantageuses des produits en verre décrits. Toutefois, son poids et son prix sont élevés.
[1] On parle de verre feuilleté de sécurité (VFS) lorsque le verre laminé présente certaines propriétés importantes en matière de sécurité. Si les propriétés requises font défaut, nous avons affaire à un verre feuilleté (VF). Les explications relatives au VFS dans cet article s'appliquent également aux VF, mais il existe des VF spécifiques avec des propriétés différentes. Par exemple, les verres de protection incendie sont des VF. Pour ces derniers, la qualité de la transparence ne peut pas être soumise aux mêmes exigences que pour les autres produits en verre.
[2] En Suisse, essentiellement : directive SIGAB 002 « Le verre et la sécurité – Exigences relatives aux éléments de construction en verre » et cahier technique SIA 2057 « Constructions en verre ».
[3] Disponible gratuitement sur le site web du SIGAB: https://digital.sigab.ch/evaluation-des-risques-vitrages-verticaux-avec-verre-de-securite-trempe/68321062. Un outil en ligne est également disponible : Vitrages verticaux avec VST-HST – Evaluation des risques
[4] Les inclusions, résidus, etc. peuvent être présents sur tous les types de verre et ne sont donc pas spécifiquement mentionnés dans le tableau.
Photos : SIGAB
