Une alternative avantageuse aux façades double-peau

LES FACADES DOUBLE-PEAU : AVANTAGES ET INCONVENIENTS

Les façades double-peau se composent d’une paroi extérieure et d’une paroi intérieure, généralement vitrées et séparées par une cavité de quelques centimètres à plusieurs mètres. Cette dernière permet une circulation de l’air et intègre souvent des protections solaires qui sont protégées des intempéries. Plébiscitées depuis les années 70 par les concepteurs, qui les ont largement utilisées pour moderniser l’image des bâtiments, les façades double-peau offrent aux bâtiments un extérieur entièrement vitré, tout en visant des performances thermique et acoustique élevées.

Comparaison entre une façade simple peau et une façade double peau (Source : The tectonics of the double skin, understanding double façade systems, T. Boake)

Exemple d’une façade double-peau (Source: Exploring the advantages and challenges of double-skin facades (DSFs), A. Ghaffarianhoseini et al)

Cependant, les façades double-peau nécessitent une installation longue et complexe et présentent des coûts d’exploitation très élevés.¹ L'augmentation des performances sous l'influence des réglementations thermiques a également conduit à leur épaississement et à leur alourdissement, accentuant la complexité de leur mise en œuvre et réduisant l’espace de vie des occupants de par leur épaisseur.² De plus, les impératifs d’accès à la cavité pour l’entretien et à la maintenance de la façade limitent souvent les possibilités d’utilisation de l’espace situé à proximité directe de la façade, réduisant d’autant plus la surface utile disponible.

Par ailleurs, il n’est pas rare que des impuretés et de l’humidité se forment à l’intérieur de la cavité.³ En plus de l’effet inesthétique sur la façade et de l’altération des vues depuis l’intérieur, ces dernières peuvent favoriser le développement de moisissures et la corrosion. Par ailleurs, elles entrainent une chute des performances thermiques et dans certains cas des performances acoustiques. Ainsi, une bonne gestion de la ventilation et une maintenance régulière sont indispensable, mais l'accès reste un processus complexe (et très cher !).¹

Un autre point de vigilance concerne le risque d’échauffement de la lame d’air ⁴. Outre des problèmes d’inconfort thermique en été, ce phénomène peut entraîner d’autres effets secondaires comme la réduction de la durée de vie des moteurs électriques des stores ou des systèmes de ventilation mécanique. Une conception soignée doit donc être réalisée pour chaque projet pour tenir compte des conditions météorologiques locales et de l’usage du bâtiment, et mettre en place une stratégie de ventilation adaptée en plus d’une sélection judicieuse des vitrages.⁵ 

Enfin, l’ajout d’une seconde peau extérieure peut dans certains cas réduire la quantité de lumière naturelle rentrant dans le bâtiment.⁸ En matière d’acoustique, si l’isolation phonique est un des avantages recherchés par la mise en place d’une façade double-peau, des problèmes de transmission du bruit entre les pièces ou étages voisins peuvent apparaître dans le cas d’une mauvaise conception ou si les ouvrants sont laissés ouverts.⁴

Si les bénéfices théoriques des façades doubles-peau ont été mis en avant par un certain nombre d’études, beaucoup soulignent aussi la difficulté de modéliser correctement ces systèmes et donc de prédire leurs performances.⁹ D’ailleurs très peu de retours d’expérience existent à ce jour vis-à-vis de leur comportement et leur efficacité en réalité lorsque le bâtiment est occupé, contribuant au débat continuel sur l’intérêt à investir dans ce type de construction.¹⁰

CAS PARTICULIER DES FACADES RESPIRANTES (SELF-CONDITIONING FACADES – « SCFs ») 

Inventées en France, les façades dites respirantes sont une alternative au façades doubleau peau ventilées traditionnelles. Elles disposent d'une seule ouverture pour faire passer l'air extérieur. Toutefois la circulation d’air dans la cavité est mineure, et les échanges avec l’environnement extérieur se limitent à l’évacuation de la vapeur d’eau. Ceci vise à garantir une meilleure étanchéité à l’humidité et aux salissures tout en permettant aussi un gain sur la surface utile.

Cependant, les risques d’embuage et d’élévation de température dans la cavité sont aussi présents dans ce type de système. L’embuage constituant le risque majeur, ce dernier est évalué au travers d’essais spécifiques et doit rester très occasionnel et limité dans le temps.¹¹ Par ailleurs, la conception, fabrication et mise en œuvre de ces façades restent complexes, faisant de ces systèmes une technique considérée comme « non traditionnelle » et devant justifier d’une étude particulière. Dans le cas de la France, les conceptions sous Avis Technique ou sous ATEx sont recommandées.

CAS PARTICULIER DES FACADES A CAVITE FERMEE (CLOSED CAVITY FACADES – « CCFs »)  

Les façades à cavité fermée (FCFs) ont été développées dans l’optique de remédier aux inconvénients des façades double peau traditionnelles. Elles se composent de cavités complètement fermées et étanches à l’air extérieur, à l’intérieur desquelles circule de l’air sec injecté par une unité centrale externe à la cavité. Cette étanchéité permet d’éviter l’accumulation de poussière et d’humidité dans la cavité, et ainsi d’augmenter la durée de vie des composants en plus de réduire les besoins de maintenance. L’épaisseur de la façade est là aussi réduite en comparaison à une double peau traditionnelle.

Cela dit, ces systèmes de façade présentent aussi d’autres défis.¹² Du fait de leur étanchéité, les éléments à l’intérieur de la cavité sont difficiles à entretenir et à remplacer. Ces derniers doivent également pouvoir résister à des élévations de température élevées du fait de l’échauffement important de la cavité. Cela suppose alors d’intégrer certains éléments comme les moteurs de stores à l’extérieur de la cavité. Les exigences accrues en matière d’étanchéité complexifient également la conception de ces systèmes. Par ailleurs, la conception du système de circulation d’air doit être pensée très en amont. Enfin, ce type de façades n’est pas encore systémisé aujourd’hui et doit faire l’objet d’essais avant leur mise en œuvre sur un chantier.  Dans le cas de la France, les conceptions sous ATEx sont obligatoires. 

Comparaison entre une façade double peau classique et une façade à cavité fermée (Source : https://wfmmedia.com/closed-cavity-facade-a-type-of-double-skin-facade/) 

Exemple d’un bâtiment équipé d’une façade à cavité fermée (Source : https://www.stylepark.com/en/news/energy-saving-ccf-facades)

Dans tous les cas, qu’il s’agisse d’une façade double peau ventilée, respirante, ou à cavité fermée, la gestion dynamique de la lumière et de la chaleur solaire doit être assurée par des protections solaires intégrées accompagnées d’un système de pilotage avancé.¹⁰ Cela n’est pas sans conséquence sur le coût global d’investissement et de maintenance ¹⁴ ,  ni sur le confort des occupants.   En effet, ces systèmes de protections bloquent dans de nombreux cas les apports en lumière naturelle et obstruent de façon significative la vue vers l’extérieur qui, à l’origine, motivait la présence des fenêtres, et dont les bénéfices ont été démontré au travers de nombreuses études. 

UNE ALTERNATIVE AVANTAGEUSE AUX FACADES DOUBLE-PEAU

Les vitrages intelligents SageGlass constituent une alternative avantageuse aux façades double-peau, quelle que soit leur typologie, pour les raisons suivantes:

• SageGlass garantit des performances énergétiques similaires voire meilleures qu’une double peau¹⁴.
• L'emploi d’une façade dynamique dotée d'une paroi simple peau au lieu d'une façade à double peau permet une simplicité de conception et de mise en œuvre..
• L'emploi d’une façade dynamique dotée d'une paroi simple peau au lieu d'une façade à double peau permet de gagner de précieux mètres carrés pour l’espace de vie.
• SageGlass ne nécessite aucune maintenance particulière, ce qui engendre des économies d’entretien.
• L’absence de systèmes d’occultation solaire additionnels garantit aux exploitants du bâtiment une maintenance et des coûts associés moindres, ainsi qu’un confort optimal à ses occupants.
• La durabilité de la solution SageGlass a été éprouvée au travers de nombreux essais et validations. Dans le cas particulier de la France, les doubles vitrages SageGlass sont aujourd’hui couverts par un Avis Technique (DTA) garant de leur fiabilité.

SageGlass constitue donc une solution idéale pour répondre à la fois aux exigences esthétiques et aux critères de performance, de confort et d’usage actuels. 

1. WP5 Best Practice Guidelines, BESTFAÇADE, Best Practice for Double Skin Façades, EIE/04/135/S07.38652, A. Blomsterberg, 2007
2. Double Skin Façades, A Literature Review, A report of IEA SHC Task 34 ECBCS Annex 43, H. Poizaris, 2006
3. Les doubles façades ventilées : Impact du choix d’une double façade ventilée sur le processus global de construction d’un bâtiment. Illustration sur base d’exemples concrets, X. Loncour et al, 2004
4. High-performance façades design strategies and applications in North America and Northern Europe, Z. Krystyna et al, 2011
5. Energy efficient glazed office buildings with double skin façades in Europe, B. Eriksson et al, 2009
6. Perspectives of double skin façade systems in buildings and energy saving, M.A. Shameri et al, 2011
7. Hot climate double façades: Avoiding Solar Gain, T. M. Boake, 2014
8. Building simulation as an assisting tool in decision making, case study: with or without a double-skin façade? R Høseggen et al, 2008
9. High-performance commercial building façades. United States: Lawrence Berkeley National Laboratory; E. Lee et al, 2002.
10. Exploring the advantages and challenges of double-skin façades (DSFs), A. Ghaffarianhoseini et al, 2016
11. Technical recommendations booklet for light self-conditioning façades and windows, January 2015
12. Innovative Façade  Types – The Closed Cavity Façade , V. Balog, 2019
13. World Green Building Council, 2013
14. Sur la base d’études énergétiques réalisées par des bureaux d’études externes. Nous contacter pour plus d’information.