Spontanément, les concepteurs estiment que l’aluminium permet, de manière routinière, d’atteindre des dimensions de fenêtres supérieures à celles qu’autorise le PVC. En réalité, ce n’est pas le cas.
Nous sommes en France, après plus de quarante ans de réglementations thermiques successives, et tous les concepteurs, architectes et bureaux d’études ont intégré le fait qu’il faut maximiser les apports solaires en hiver, de manière à réduire les besoins de chauffage, donc les consommations d’énergie. C’est une règle absolue en logement qui a été confortée avec la RT 2012, comme le démontre André Pouget dans une étude réalisée pour le SNEP “La fenêtre PVC, un capteur solaire RT 2012”. Ses conclusions : « vitrer large et au sud contribue à une architecture bioclimatique performante et à des gains en CEP très significatifs ».
Cette règle est plus contestable en tertiaire où les apports de chaleur internes, dans les bureaux notamment, sont importants. Mais, en bureaux, l’effort pour introduire la lumière naturelle aussi loin que possible à l’intérieur des bâtiments joue le même rôle de réduction des consommations d’énergie en modérant les besoins d’éclairage. En tout cas, la maximisation des apports solaires s’est, au fil des années, traduite en maisons individuelles neuves et en logements collectifs neufs par des fenêtres de dimensions de plus en plus importantes. Et le PVC, pense-t-on, est facilement devancé par l’aluminium dans cette course à l’agrandissement des ouvrants.

Voici le risque que court le PVC non-renforcé appliqué à des dimensions de fenêtres importantes : affaissement des profilés d’ouvrant au point de ne plus assurer l’étanchéité à l’air, ni même la fermeture de la fenêtre.

Apports solaires, performances thermiques et acoustiques

Ce n’est pas franchement le cas, sauf pour de très grandes dimensions hors normes, maîtrisées par un petit nombre de fabricants spécialisés, suisses ou portugais, qui ne craignent pas de proposer des surfaces vitrées de 20 m2 par vantail. Il faut, bien sûr, la maison capable d’accueillir de tels ouvrants, dont les profilés sont de toute manière ultra-renforcés.
Dans le monde courant de la construction neuve, du remplacement de fenêtres dans l’existant, la nuance est faible entre le PVC et l’aluminium. D’autant que maximiser le clair de jour et les apports solaires ne sont pas les seuls buts des concepteurs.
La performance thermique des fenêtres passe aussi par la résistance thermique de leurs profilés. Ce qui avantage le PVC. Les concepteurs doivent aussi faire face, de plus en plus souvent, à des objectifs d’affaiblissement acoustique importants. La recherche d’un affaiblissement acoustique se traduit par une épaisseur de complexe de vitrage plus importante, donc par des vitrages plus lourds. Poids important et recherche de grandes dimensions d’ouvrants, simultanément, posent des problèmes aux fabricants, quels que soient les profilés employés. Selon Bernard Colin, directeur technique de Veka et président de la commission technique du SNEP, « Ce sont les besoins acoustiques qui ont poussé les fabricants de fenêtres PVC à modifier leurs gammes pour atteindre des dimensions plus grandes ». Il souligne, en effet, que « pour un bâtiment donné, les architectes ne sont pas prêts à moduler les dimensions des ouvrants en fonction des façades. Ils prévoient des ouvrants de dimensions identiques sur toutes les façades, quelles que soient les contraintes acoustiques qui affectent les différentes orientations du bâtiment. Il devient courant qu’il faille fournir des fenêtres dont la performance acoustique atteint le niveau Ac1 de la marque Acotherm sur une façade, mais Ac3 sur une autre, toujours dans les mêmes dimensions d’ouvrants et de largeurs de profilés pour ne pas détériorer l’esthétique du bâtiment, telle que ses concepteurs l’ont imaginée », ajoute Bernard Colin.

2,30 x 2,90 avec deux vantaux

Veka a donc modifié ses gammes de manière à pouvoir fournir des dimensions importantes, de l’ordre de 1,90 x 2,15 à 2,25 m en fenêtres à frappe et jusqu’à 2,30 x 2,90 en coulissants avec deux vantaux.
Dans tous les cas, les cadres de fenêtres sont indéformables. Ce qui leur permet d’accueillir des complexes de vitrages de 8 à 16 mm d’épaisseur de verre cumulée et donc de proposer des niveaux Acotherm Ac à Ac3 dans les mêmes dimensions d’ouvrants.
Dans le cas particulier des coulissants, le principal problème est le poids. Veka utilise donc des galets à aiguilles pour des coulissants de grandes dimensions. Ce qui permet d’atteindre un poids de 100 kg par vantail. Au-delà de ce poids, les difficultés apparaissent plutôt lors de la mise en œuvre sur le chantier que chez le fabricant. Il faut des engins de levage différents et des solutions de manutention adaptées que les entreprises le plus souvent ne possèdent pas.
Pourtant, souligne Bernard Colin, le marché des coulissants en France représente environ 1,5 million de pièces, mais seulement 300 000 pièces sont en PVC.

PVC et grandes dimensions : un déficit d’image

Sylvain Gaudard, responsable communication chez Profialis SAS, explique volontiers cette différence par un déficit d’image et de communication. Selon lui, le PVC a trop longtemps communiqué sur ses dimensions standard – 1,60 en porte-fenêtre et 2,40 m en coulissant -, insistant sur leurs performances thermiques et acoustiques. Tandis que l’aluminium, initialement moins à l’aise en thermique, communiquait davantage sur les grandes dimensions.

Les coulissants Horizon de Profialis (DTA 6/12-2056_V1) offrent des dimensions maximales H x L de 2,25 x 3 m en 2 rails 2 vantaux et de 2,18 x 4 en 2 rails 4 vantaux.
Toutes les marques de menuiseries PVC sont en mesure de proposer des dizaines, voire des centaines de variantes de couleurs et de finitions. En plaxage comme en blanc, les dimensions maximales sont les mêmes, le renfort métallique assure la résistance mécanique du battement et, dans le cas des grandes dimensions, n’est pas lié à la coloration de la fenêtre.

« Aujourd’hui, souligne-t-il, Profialis propose des coulissants de 4 m de largeur avec quatre vantaux, soit des dimensions très similaires à celles de l’aluminium, sans bouleverser la technologie de fabrication dont les menuisiers ont l’habitude. Depuis plusieurs années, dit-il, le marché du coulissant pousse pour agrandir les dimensions courantes des baies (d’où des solutions pour fenêtres à 4 vantaux sous DTA, solutions qui étaient auparavant laissées à la marge et traitées par l’aluminium) et Profialis répond aux besoins du marché français avec des renforcements acier dans ses profilés PVC. Il souligne au passage que les attentes et les usages varient beaucoup d’un pays à l’autre. Les concepteurs allemands visent plutôt une performance Uw et sont moins obnubilés par le clair de jour que les architectes français. Les dimensions moyennes des fenêtres et portes-fenêtres sont un peu plus importantes en Allemagne, mais les architectes acceptent des profilés plus épais. En France, leur préférence va vers une maximisation du clair de jour et des apports solaires. Profialis est en mesure de proposer, sous DTA donc de manière courante, des oscillo-battants atteignant jusqu’à (H x L) 2,15 x 1,20 m. En dehors des dimensions du DTA, la résistance de la quincaillerie et la qualité de la pose comptent beaucoup plus que les limites technologiques des fenêtres. Les grandes dimensions, conclut Sylvain Gaudard, ne font pas peur au PVC. Il sait apporter des réponses pertinentes en termes de coût, de performance thermique et acoustique ».

Renforts métalliques et dimensions maximales

Pour chaque modèle de fenêtre de chaque marque, un Avis technique (Atec) ou un Document technique d’application (DTA) du CSTB définit la nature, les dimensions, les circonstances d’emploi et les conditions de mise en œuvre des renforts métalliques que l’on peut insérer dans les profilés PVC.
Par exemple, le DTA n°6/12-2057_V1, portant sur la fenêtre coulissante en PVC Ekosol 09 de Veka, fournit une masse de prescriptions dans son “Dossier technique établi par le demandeur”, paragraphe 3.4 “Renforts”. On y apprend que les profilés sont systématiquement renforcés dans cinq circonstances différentes, dont lorsque les traverses hautes et basses des dormants dépassent 2 400 mm de longueur. Le paragraphe 3.7 précise les dimensions maximales dans le tableau suivant :

« Pour les fabrications certifiées, est-il indiqué, des dimensions supérieures peuvent être envisagées. Elles sont alors précisées dans le certificat de qualification attribué au menuisier ».
Si l’on compare les dimensions maximales autorisées par ce DTA aux dimensions maximales mentionnées dans les Atec et DTA portant sur des fenêtres coulissantes aluminium, le PVC n’est pas à la traîne du tout. Par exemple, le DTA 6/18-2371_V1, attribué à la fenêtre coulissante aluminium à coupure thermique JE de Sosoares SA, mentionne des dimensions maximales pour 2 rails/2 vantaux de 1,65 x 2,20 non renforcé, de 2,25 x 2,20 m avec 1 ou 2 renforts. Pour 3 rails/3 vantaux, le DTA pousse à 1,65 x 3,30 non renforcé, 2,25 x 3,30 avec 1 ou 2 renforts. Le DTA 6/16-2312 accordé à la fenêtre coulissante en aluminium à rupture thermique I-Process 3100 de Sepalumic indique, pour deux vantaux et selon les références des montants centraux employés, des dimensions maximales L x H de 1,35 x 1,925 à 2,7 x 2,1. Enfin, le DTA 6/16-2332, portant sur la fenêtre coulissante aluminium à rupture thermique ASS 39 SC de Schüco International, fournit les dimensions maximales H x L pour la baie et selon les montants centraux employés de 1,175 x 2,35 à 2,275 x 2,95 pour 2 vantaux et de 2,225 x 3,55 à 2,225 x 3,70 pour 3 vantaux. Il n’est pas impossible que la différence de perception à propos des dimensions maximales entre le PVC et l’aluminium, soit avant tout une question d’information : les possibilités des fenêtres PVC ne sont pas suffisamment connues.

Vision XXL by Veka

Le concept Vision XXL by Veka est une réponse aux attentes des architectes. Il permet, pour des fenêtres et portes-fenêtres à frappe, d’augmenter leurs dimensions de 20 % environ par rapport aux gammes antérieures, d’augmenter les apports solaires Sw et les apports lumineux Tl de 4 % en réduisant la largeur des profilés.
Vision XXL utilise l’ouvrant de 70 mm, le plus fin de la gamme Veka. Il est rendu indéformable d’une
part grâce à l’incorporation de renforts acier ; d’autre part, par la reprise du poids du vantail sur le montant vertical du dormant et son report directement sur les pattes de fixation de la baie.
Appliqué à une porte-fenêtre de 1 860 mm de largeur de baie, l’ouvrant de 70 mm Vision XXL augmente les apports solaires et les apports de lumière. Il est, par exemple, possible d’atteindre 1 m de largeur d’ouvrant avec 16 mm d’épaisseur de vitrage cumulée.
Sur un chantier de bâtiment collectif, Veka estime que seuls 2 à 3 % des fenêtres requièrent un traitement vision XXL et donc l’emploi de pattes de fixation différentes, capables de reprendre l’effort. Chez les menuisiers, la fabrication se traduit par l’ajout d’un élément de quincaillerie dans la feuillure, avant la pose du complexe de vitrage : quelques secondes de temps de fabrication en plus.

Raufipro, la réponse technique de Rehau

Rehau, de son côté, a mis au point une réponse différente. L’industriel a développé une nouvelle matière de synthèse, le Raufipro. C’est un mélange de fibres de verre courtes – ce qui assure sa recyclabilité par opposition aux fibres de verre longues – et d’une autre matière dont Rehau ne tient pas à préciser s’il s’agit vraiment de PVC. En tout cas, la résistance mécanique supérieure du Raufipro, notamment à la torsion, permet à Rehau de proposer des coulissants à relevage à 4 vantaux atteignant 2,8 x 10 m, avec un maximum de 3 m de largeur par vantail, tout en minimisant les masses vues, comme le souhaitent les architectes.
Rehau fabrique aussi, sans ajout de renfort, des menuiseries de 2,60 à 2,70 m de hauteur x 1,30 en blanc, et de 250 x 1,30 en couleur. En couleur, il faut en effet absorber la dilatation du plaxage. Raufipro apporte aussi un gain d’efficacité thermique par rapport au PVC : Uw = 1,2 avec Ug vitrage = 1,1. Olivier Dirringer, directeur commercial France et Maghreb chez Rehau, annonce d’ailleurs la seconde version de la matière Raufipro X qui apparaîtra prochainement. « Toujours recyclable à 100 %, elle autorisera des hauteurs de fenêtres 10 à 20 cm plus importantes, soit 3,20 m environ, toujours sans renfort, précise Olivier Dirringer ». Il souligne de plus que « Raufipro et bientôt la version X sont également capables de former des profilés cintrés de grandes dimensions. Ce qui, en construction neuve, libère la créativité des architectes. Tandis qu'en existant, cela permet de remplacer des menuiseries complexes », ajoute Olivier Dirringer.
Les matières de synthèse n’ont plus rien à envier à l’aluminium. Mais il leur reste une frontière à conquérir : l’essentiel des ouvrants en PVC s’installe en logement, le tertiaire leur échappe largement.

Rehau utilise Raufipro, sa matière de synthèse chargée de fibres de verre courtes, notamment dans sa gamme Neferia : 40 décors et 200 couleurs RAL.
Grâce au Raufipro, les châssis Neferia de Rehau n’ont plus besoin de renforts en métal dans 90 % des cas. En association avec un double vitrage, les valeurs Uw peuvent atteignent 1,1 W/m2.K et jusqu’à 0,60 W/m2.K, avec un triple vitrage.