Systèmes de vitrages

Systèmes de cadre

Le système de cadre a pour rôle de maintenir le verre en place tout en minimisant la déformation sur les bords, d'empêcher l'eau et l'air de pénétrer dans le bâtiment, et d'assurer un amortissement ainsi qu'une isolation thermique pour le verre.

Dans les constructions résidentielles, la plupart des cadres sont fabriqués en bois, en PVC (vinyle) ou en aluminium.

Pour les bâtiments commerciaux, où les fenêtres sont souvent grandes et font partie intégrante de la structure du bâtiment, ou dans le cas des murs-rideaux — où le vitrage fait partie de l’enveloppe du bâtiment mais pas de la structure porteuse — l’aluminium et l’acier sont généralement privilégiés.

Certains murs-rideaux utilisent un système complexe de fixations dites « araignées » pour maintenir le verre.

L’aluminium est très utilisé car c’est un matériau polyvalent, pouvant être fabriqué sous différentes formes et facilement usiné.

Le système de cadre doit assurer le support du verre et, bien sûr, garantir l’intégrité de la façade du bâtiment.

Cadres en aluminium

L’aluminium a longtemps été l’un des matériaux les plus utilisés pour les fenêtres résidentielles et se retrouve encore dans de nombreuses habitations existantes. Il est léger, solide, durable, et peut être facilement extrudé en formes complexes.

Il peut être fabriqué avec des tolérances très précises, permettant la création de formes spéciales pour l’insertion du vitrage, des joints d’étanchéité, et des ruptures thermiques.

Les cadres en aluminium sont disponibles avec des finitions anodisées ou peintes en usine, qui offrent une grande durabilité et nécessitent peu d’entretien.

L’aluminium résiste bien à la corrosion et convient particulièrement aux portes coulissantes grâce à sa légèreté et sa robustesse.

Le principal inconvénient de l’aluminium comme matériau de cadre est sa conductivité thermique élevée. Il conduit facilement la chaleur, ce qui augmente fortement le transfert thermique à travers une fenêtre.

Dans les climats froids, un cadre en aluminium simple peut devenir suffisamment froid pour provoquer de la condensation ou du givre sur la surface intérieure du cadre.

Ce problème de condensation, en plus de la perte de chaleur, a motivé le développement de solutions pour améliorer l’isolation des cadres en aluminium.

La solution la plus courante consiste à intégrer une rupture de pont thermique : le cadre est divisé en parties intérieure et extérieure, reliées par un matériau moins conducteur, limitant ainsi la transmission de chaleur.

Cadres en bois

Le bois est le matériau traditionnel des cadres de fenêtres, apprécié pour sa disponibilité et sa facilité d’usinage en formes complexes nécessaires à la fabrication des fenêtres.

Aujourd’hui, les fenêtres en bois sont souvent considérées comme des produits « haut de gamme », car les alternatives sont souvent moins coûteuses.

Le bois n’est pas le matériau le plus durable et demande un entretien important, mais des fenêtres en bois bien conçues et bien entretenues peuvent avoir une très longue durée de vie.

Les fenêtres en bois sont privilégiées dans de nombreuses applications résidentielles, notamment pour leur esthétique et leur adaptation aux styles architecturaux traditionnels.

Des traitements hydrofuges et/ou chimiques peuvent être appliqués en usine pour réduire le gonflement et la déformation, améliorer la tenue de la peinture, ainsi que la résistance du bois à la pourriture et aux attaques d’insectes.

Le revêtement extérieur des cadres en bois avec du vinyle ou de l’aluminium offre une surface plus durable et résistante aux intempéries.

Les cadres avec revêtement nécessitent moins d’entretien tout en conservant l’aspect chaleureux du bois à l’intérieur.

Les finitions foncées absorbent davantage l’énergie solaire, ce qui les rend plus sensibles au vieillissement causé par la chaleur et les rayons ultraviolets.

Sur le plan thermique, les fenêtres à cadre en bois offrent de bonnes performances grâce à leur faible conductivité. Plus le cadre est épais, meilleure est l’isolation.

Cependant, lorsque le bois est revêtu d’un métal, cela peut réduire les performances thermiques. Si le métal traverse le cadre du côté froid au côté chaud, il crée un pont thermique, facilitant le transfert rapide de chaleur à travers cette zone.

Cadres en vinyle

Les cadres en vinyle ont rapidement conquis le marché et représentent aujourd’hui une grande part des constructions neuves résidentielles ainsi que des remplacements.

Le vinyle offre une bonne isolation thermique, une grande résistance aux chocs, ainsi qu’une excellente résistance à la corrosion, aux polluants atmosphériques et aux termites.

La couleur est présente dans toute l’épaisseur du matériau, ce qui évite que la finition s’abîme ou se dégrade avec le temps.

Pour garantir une bonne performance structurelle, les sections en vinyle sont souvent plus larges que celles en aluminium, se rapprochant plutôt des dimensions des cadres en bois.

Les cadres en vinyle plus volumineux nécessitent souvent l’intégration de renforts en métal ou en bois.

En termes de performance thermique, la plupart des cadres en vinyle sont comparables au bois.

De nombreuses améliorations ont été apportées au fil des ans, avec des progrès constants dans l’isolation des cadres en vinyle de qualité, souvent qualifiés de cadres « vinyle isolé ».

Cadres hybrides et autres matériaux

L’industrie du bois fabrique depuis longtemps des fenêtres en bois revêtues de vinyle ou d’aluminium pour réduire l’entretien extérieur, tandis que les fabricants de vinyle ont développé des cadres avec des placages de bois à l’intérieur, offrant ainsi un produit plus esthétique pour les particuliers.

Il devient de plus en plus difficile d’évaluer les propriétés thermiques d’un cadre simplement par inspection visuelle.

La meilleure source d’information pour les fenêtres neuves reste les étiquettes apposées sur les fenêtres.

Bois composites

La plupart des gens connaissent les produits en bois composites comme les panneaux de particules ou le bois lamellé-collé, où des particules de bois et des résines sont compressées pour former un matériau composite très résistant.

L’industrie de la fenêtre suit cette tendance en utilisant ces matériaux pour les cadres, car ils sont très stables, offrent de meilleures performances thermiques que le bois traditionnel, et résistent mieux à l’humidité et à la dégradation du bois.

Comme les bois composites sont fabriqués de manière linéaire, ils bénéficient des mêmes avantages que le vinyle et l’aluminium en termes de fabrication sur mesure.

Fibre de verre

D’autres technologies à base de polymères, comme la fibre de verre, gagnent aussi du terrain sur le marché.

Les cadres en fibre de verre sont stables dimensionnellement et offrent une bonne isolation thermique.

Parce que la fibre de verre est plus résistante que le vinyle, elle permet d’avoir des profils plus fins et une surface moindre.

Cependant, les fenêtres avec cadres en fibre de verre sont généralement plus coûteuses que celles en vinyle.

Selon le guide du contrôle solaire avancé