Évaluer les gains et la rentabilité du remplacement des châssis

Sommaire

Les gains se situent au niveau de :

La diminution de la facture énergétique

Le remplacement des fenêtres par des fenêtres plus performantes permet d’économiser beaucoup d’énergie.

Un calcul de rentabilité financière du remplacement d’un vitrage par un vitrage plus performant au niveau énergétique devrait, en principe, tenir compte de l’amélioration du coefficient de transmission thermique U (anciennement k), mais également de la diminution des facteurs solaire g(anciennement FS) et de transmission lumineuse TL ainsi que de l’amélioration de l’étanchéité à l’air de la menuiserie et de ses raccords.

Nous ne tiendrons compte, dans le calcul qui suit que de l’amélioration du coefficient de transmission thermique.

Exemple.

Soit un bâtiment de bureaux non climatisé datant de 1965 et situé à Uccle. La température intérieure est maintenue à 20°C en journée. Le bâtiment est équipé d’une installation de chauffage au mazout dont le rendement est évalué à 70 %. On dispose de châssis en bois simple vitrage. Les fenêtres ont des dimensions de 3 m 50 x 2 m. On les remplace par des châssis en bois à vitrage à haut rendement. On estime à 290 €/m² le prix de revient moyen des châssis haut rendement (matériel et placement, TVA comprise).

Calculs	Si vous voulez accéder aux détails des formules utilisées ci-dessous.
Évaluer	Pour calculer le coefficient de transmission thermique (U_w), à partir du coefficient de transmission thermique du châssis (U_f) et du vitrage (U_g).

Gain énergétique annuel :

Coefficient de transmission thermique (U) moyen pour l’ensemble de la fenêtre simple vitrage (dont 20% de châssis) :

U_fen = 0,7 U_VC+ 0,3 U_ch+ 3 U_l=
0,8 x 5,8 + 0,2 x 1,8 + 0 = 5,0 W/m²K.

Coefficient de transmission thermique (U) moyen pour l’ensemble de la fenêtre haut rendement :

U_fen = 0,7 U_VC+ 0,3 U_ch+ 3 U_l=
0,8 x 1,1 + 0,2 x 1,8 + 3 x 0,07 = 1,45 W/m²K.

δU = 3,55 W/m²K.

La température équivalente moyenne intérieure est de (20° – 3°(intermittence) – 3° (apports gratuits)) = 14°C.

La température équivalente extérieure est de 6,5°C.

La durée de la période de chauffe est de 242 jours, soit 5 800 heures.

Le gain énergétique annuel par m² de fenêtre remplacée est donc de :

(ΔU x S x Δ Tm) / η) x durée de chauffe =
3,55 x 1 x 7,5 x 5 800 / 0,7 = 220 600 Wh =
221 kWh, soit 22,1 litre de gasoil.

Exemple de rentabilité

Avec un prix du gasoil de 0,8 € par litre, l’économie financière annuelle par m² de fenêtre est de 17,7 €.

Le temps de retour de l’isolation est donc de (290 / 17,7) = 16 ans.

À noter que si le bâtiment est chauffé jour et nuit (hôpital, maison de repos) et que l’on considère une température moyenne intérieure de 21°C, l’économie monte à 33,8 litre de gasoil/m² et le temps de retour descend à 11 ans.

Si le bâtiment est situé en Ardennes, le temps de retour descend à 12 ans (bureau) ou 8 ans (hôpital).

Si l’institution (bureau d’une administration ou home) obtient la prime UREBA de 30 %, (ou une autre prime et déduction fiscale pour les bureaux privés), le prix du châssis descend à 203 €/m², et donc les temps de retour descendent à :

	Bureau	Home
Brabant	11 ans	7,5 ans
Ardennes	8,5 ans	5,5 ans

Si le chantier est important et qu’une négociation est possible, le prix peut encore descendre. Voici les résultats de statistiques établies sur 35 chantiers (source UREBA- prix HTVA) :

Ces évaluations n’intègrent pas l’économie éventuelle complémentaire liée à l’amélioration de l’étanchéité des châssis.

Calculs	Si vous voulez calculer vous-même la rentabilité du remplacement de vos fenêtres.
	Dans le programme de calcul ci-dessus, il vous sera demandé le coefficient de transmission thermique de la fenêtre (U) avant et après remplacement. Les valeurs nécessaires peuvent être calculées à partir des caractéristiques du vitrage et du châssis.
Évaluer	Il vous sera également demandé d’évaluer le rendement de votre installation de chauffage. Vous trouverez des indications concernant les valeurs à considérer pour une installation à eau chaude. Pour le chauffage électrique, le rendement est de 95 %.

En dehors du contexte d’un remplacement obligatoire, le remplacement d’un simple vitrage par un double, n’est pas très “rentable”. Cependant, vu l’évolution des coûts prévisibles de l’énergie dans les années futures et l’accroissement de confort engendré par un vitrage plus performant, une amélioration progressive paraît être un placement logique pour un gestionnaire de patrimoine.

L’amélioration du confort

Le remplacement des fenêtres va augmenter la température de surface côté intérieur des fenêtres, augmentant ainsi le confort thermique pour les occupants, et réduisant les risques de condensation de surface et donc les problèmes d’hygiène.

Vous pouvez évaluer la température de surface côté intérieure de la fenêtre à l’aide de la formule :

η_oi = η_i – (U x 0,125 x (η_i – η_e))

avec :

η_i : température intérieure (en °C),
η_e : température extérieure (en °C),
U : coefficient de transmission thermique de la fenêtre (en W/m²K),
η_oi : température de surface côté intérieur de la fenêtre (en °C).

Par exemple, s’il fait 0° à l’extérieur et 20°C à l’intérieur, la température du simple vitrage sera de 5,5°C. Elle passera à 17° avec un double vitrage isolant !

Remarque : le calcul de cette température ne tient pas compte du rayonnement direct du soleil sur la vitre. La formule n’est donc valable que lorsqu’il n’y a pas de soleil direct sur la fenêtre ou pour une orientation nord.

La protection du bâtiment

Le remplacement des vieux châssis par des châssis plus performants permet d’éviter la condensation superficielle sur ceux-ci. Celle-ci se forme sur les vitrages et les châssis peu performants. L’eau ainsi formée risque d’engendrer des tâches ou de la moississure sur les mastics et châssis, sur les tablettes et allèges, dues aux gouttelettes ruisselantes.

Néanmoins, ne perdons pas de vue qu’un vitrage peu performant constitue le lieu privilégié de la formation prioritaire de condensation. Lorsqu’il est remplacé par un vitrage plus performant, la condensation risque de se “déplacer” vers d’autres parois mal isolées (linteau ou retour de baie, par exemple). Or celles-ci risquent d’être plus sensibles aux moisissures (un papier peint constitue un terrain plus nourrissant qu’une vitre).

Ce phénomène se produira d’autant plus que l’ancien châssis constituait une “passoire” en matière d’étanchéité, assurant donc la ventilation du bâtiment. Une fois les châssis renouvelés, le bâtiment sera plus étanche et le taux d’humidité intérieur risque d’augmenter. La condensation sur les parois froides ne se produira pas si ces parois ne présentent pas de ponts thermiques ou si la ventilation est bien assurée.

Dans les vieux bâtiments, un remplacement des châssis doit donc être accompagné d’une réflexion sur la gestion de l’humidité par un système de ventilation (placement d’une hotte, d’un ventilateur d’extraction d’air, tout particulièrement à proximité de buanderies, de salles de douches, de cuisines collectives,…).