AR – 12 09 2025 – Document W – Hiérarchie des facteurs et des phénomènes écourtant la durée de vie des vitrages isolants « basse émissivité & argon ».
1) Rappel
Mes écrits sont rédigés et diffusés, pour information, parce que je n'accepte pas pour des raisons économiques et écologiques, la trop faible durée de vie et le bilan écologique global des vitrages isolants (= bilan carbone du procédé de fabrication du vitrage vs économies d’énergie effectivement permises durant la trop courte durée de vie du vitrage) mis sur le marché actuellement (basse émissivité & argon), alors qu'il y a moyen de faire mieux en termes de durée de vie et de bilan écologique global, tout en préservant les performances thermiques des vitrages.
2) But du présent document.
Initialement (= Avant 1995 environ), le vitrage isolant ne comportait pas de couche basse émissivité et l’inter-vitre était rempli d’AIR SEC. Sa durée de vie était de l’ordre de 25 à 35 ans.
Ensuite les technologies du vitrage isolant ont évolué. Le vitrage isolant avec couche basse émissivité & argon a été mis sur le marché en Allemagne à partir de 1995, via une norme DIN 1286 allemande, soit depuis 30 ans à peine.
A partir de 2007 la norme européenne EN 1279 inspirée de la norme allemande DIN 1286 a permis de répandre cette technologie à l’ensemble de l’Europe.
Cette nouvelle technologie à basse émissivité &remplissage ARGON a été introduite en France, timidement à partir de 2005, soit depuis 20 ans à peine.
Globalement on constate une diminution de la durée de vie du vitrage actuel « Basse émissivité & remplissage argon » par rapport au vitrage initial « pas de basse émissivité & remplissage air sec ».
Le présent document a pour but de rappeler les causes et phénomènes en les hiérarchisant de manière la plus rationnelle possible.
3) Mise en évidence des phénomènes, non anticipés par les tests de laboratoire, mais constatés exclusivement par des études de vitrages, in situ, en service depuis plus de 10 ans.
Quand ce sont les vitrages isolants en service depuis 10, 15, 20, 25 ans qui sont examinés et analysés dans le cadre d’un travail de recherche, on constate qu'il y a :
- des choses qui ne vont pas, en termes de durées de vie, surtout quand il s’agit des vitrages isolants orienté SUD, SUD – Ouest et SUD – Est.
- que les promesses de durée de vie des vitrages « à basse émissivité & remplissage argon », des publicités des industriels du verre et du vitrage isolant ne sont pas tenues, notamment pour les vitrages isolants orientés SUD, SUD -Ouest et SUD – Est.
- que certains chercheurs, au lieu d'essayer de comprendre réellement ce qu'ils ont sous les yeux quand il ont la chance d’examiner des vitrages de 10, 15, 20 25 ans de service réel, manquent de pertinence et tombent toujours dans leur péché mignon (= travers) consistant à modéliser mathématiquement des théories qu'ils ont lu dans la majorité des communications antérieures, mais qui n'intègrent pas du tout les phénomènes réels car ceux-ci ne sont pas diffusés dans la littérature scientifique (main Stream) à leur disposition.
A ce titre, voir entre autres les paragraphes 2 et 3 de la communication
https://www.mdpi.com/1996-1944/14/13/3594.
Pourtant l’équipe de recherche en question avait tout sous ses yeux dans le paragraphe 1,2 (= Field Study), en examinant en 2021, les désordres constatés sur 4500 vitrages isolants en service depuis environ 10 ans.
4) Hiérarchisation des facteurs influençant la durée de vie du vitrage isolant à basse émissivité & remplissage argon en se basant sur la succession des phénomènes en cause.
Par rapport au vitrage isolant initial (pas de basse émissivité & remplissage par air sec), les facteurs et les phénomènes en cause dans les vitrages isolants actuels (basse émissivité & argon), sur le long terme (= plus de 10 ans) sont les suivants :
4,1 – Causes premières : très hautes températures dans l’inter-vitre.
De très hautes températures (plus de 80°C), sont atteintes, périodiquement, dans les inter-vitres, Spacer et scellements primaires dans les cas suivants :
- Aspect technologique : Couches basse émissivité sur la vitre côté habitat, sans aucune protection anti-solaire du côté externe (dont basse émissivité sur la vitre externe)
- Aspects climatiques et exposition du vitrage : Ensoleillement intense du vitrage.
4,2 – Augmentation exponentielle de la perméabilité du PIB (polyisobutylene) en fonction de la température:
Les très hautes températures périodiques provoquent une augmentation exponentielle, périodique, de la perméabilité, vis à vis des gaz (dont l'argon) du PIB (Polyisobutylène) utilisé :
- Au niveau primaire pour constituer le SPACER (cas des Spacer TPS)
- Ou pour coller sur les vitres :
• Les SPACER de type rigide, métalliques
• Ou les SPACER de type souple, constitués par un matériau autre que le PIB.
4,3 – Accélération, périodique, de la fuite lente de l’argon.
La dérive (= augmentation exponentielle) de la perméabilité du PIB vis à vis des gaz (dont l'argon) crée une accélération périodique de la fuite lente de l'argon.
4,4 – Mise en dépression de l’inter-vitre, par effets cumulatifs, d’année en année
La part d'argon qui fuit très lentement de manière habituelle et de manière accélérée, périodiquement, n'est remplacée :
- que partiellement
- et avec retard par l'oxygène et l'azote de l'air,
en raison des perméabilités spécifiques du PIB vis-à-vis des différents gaz (argon, vapeur d’eau, oxygène et azote) et des différences de pressions partielles de ces différents gaz (argon, vapeur d’eau, oxygène, et azote) de part et d’autre du Spacer (voir détails dans mes documents).
Nota : le scellement structurel secondaire périphériques des systèmes DUAL SEAL classiques ne s’oppose pas efficacement aux échanges gazeux, sa fonction consiste à assurer la rigidité structurelle de l’ensemble SPACER(s) et Vitres.
Du fait de ce remplacement que partiel de la part d’argon qui fuit, l'inter-vitre entre en dépression.
4,5 - Déformation concave des vitres, par effets cumulatifs, quand leurs dimensions sont suffisantes.
La dépression de l’inter-vitre (voir article 4,4 ci-dessus) se traduit, à terme (généralement au bout de 10 ans), par une déflexion concave des vitres, même en été, à condition que la dimension des vitres soit suffisante pour permettre aux vitres de rentrer en déformation concave.
Cette déflexion concave due à la fuite lente de l’argon peut être vérifiée facilement en été à l'aide d'une règle de maçon neuve posée sur les vitres.
Pour les vitres de faibles dimensions, présentant de ce fait une trop grande rigidité pour permettre à ces vitres de rentrer en déformation concave, il ne se passe pas grand-chose de visible dans un stade initial (suite plus loin au paragraphe 4,61).
4,6 - Défaillances finales des vitrages en raison de la dépression de l’inter-vitre ou/et de la déformation concave des vitrages.
Ces défaillances (prématurées par rapport aux prévisions des constructeurs) peuvent prendre plusieurs formes en fonction de la technologie des Spacer et des dimensions des vitres.
4,61 – Cas particulier des vitres à grande rigidité en raison de leurs faibles dimensions :
Ce cas est évoqué brièvement à la fin de l’article 4,5 précédent.
Dans un premier stade, il ne se passe rien de visible ou de « mesurable » (= pas de déformation concave notoire des vitres).
Lorsque le phénomène à l’œuvre d’année en année se poursuit, la dépression de l’inter-vitre grandit avec la fuite lente de l’argon et en cas de contraction thermique du mélange gazeux de l’inter-vitre par grands froids en hiver, les vitres peuvent imploser (= défaillance finale parfaitement décrit par Buildwise en Belgique et par de nombreuses communications nord – américaines).
Image typique correspondante :
4,62 – Autre cas particulier, propre aux vitrages équipés de SPACER TPS :
Quand la dépression de l’inter-vitre devient trop grande, elle peut provoquer une aspiration du Spacer souple de type TPS vers l’inter-vitre : voir notamment la communication
https://www.mdpi.com/1996-1944/14/13/3594.
Dans ce cas le Spacer « aspiré » vers l’inter-vitre peut se présenter ainsi :
4,63 – Cas général avec vitrage à Spacer métallique rigide.
Le processus de défaillance est le suivant :
- En été, ramollissement du joint primaire PIB entre le Spacer métallique et les vitres
- Migration du joint PIB ramolli par la chaleur et en même temps écrasé entre le Spacer rigide et les vitres en déflexion concave, suite à la dépression permanente y compris en été, résultant de la fuite de l’argon, non remplacé à la même vitesse par l’azote et l’oxygène de l’air.
- Diminution de l’épaisseur du joint primaire PIB entre le Spacer et les vitres, suite son écrasement et à sa migration partielle vers l’inter-vitre en été. D’où une diminution accrue des performances de ce joint aminci, entre le Spacer et les vitres,
- Puis fuites accrues d’argon, puis déflexions concaves des vitrages plus prononcées avec des sollicitations accrues des joints primaires et secondaires etc.
- Et finalement défaillances complètes des joints primaire et secondaire.
5 – Synthèse des causes et enchainement des faits conduisant à la défaillance prématurée des vitrages isolants à Basse Émissivité & argon :
5,1 – Récapitulatif :
- Causes premières :
• Basse émissivité sur la vitre côté habitat, sans aucune protection anti-solaire (dont basse émissivité) sur la vitre externe
• + Ensoleillement intense du vitrage.
- Augmentation exponentielle de la perméabilité du PIB en fonction de la température
- Fuite accrue de l’argon
- Remplacement partiel seulement de la part d’argon qui a fui, par l’oxygène et l’azote de l’air
- Mise en dépression de l’inter-vitre
- Défaillances prématurées du vitrage, avec mise en cause des Spacer métalliques rigides et des Spacer TPS (= à base de PIB)
5,2 - Conclusions :
5,21 - Aspect environnemental externe en cause : ensoleillement intense du vitrage,
Nota : Sont donc exclues des cas à problèmes : notamment les orientations Nord, les situations ombragées et les zones climatiques peu ensoleillées.
5,22- Aspects technologiques en cause :
a) La basse émissivité sur la vitre côté habitat, sans basse émissivité sur la vitre externe.
Cet aspect (pas de basse émissivité sur la vitre externe) est valable dans :
- Le cas du double vitrage
- Et dans le cas du triple vitrage qui serait équipé de basse émissivité sur la vitre côté habitat seule ou qui serait équipé de basse émissivité sur la vitre côté habitat et sur la vitre intermédiaire (et rien sur la vitre externe).
b) Le PIB utilisé au niveau primaire, qu'il s'agisse de PIB utilisé :
- Comme matériau pour constituer la "masse" du Spacer (Spacer de type TPS)
- Ou de PIB utilisé comme scellement primaire entre les vitres et :
• Un Spacer de type métallique
• Ou un SPACER de type souple, constitué par un matériau autre que le PIB.
c) L’argon,
d) Les Spacer métalliques rigides et les Spacer TPS.
6 - Durées de vie effectives des vitrages « basse émissivité & argon »
Dans les conditions idéales théoriques, la fuite lente de l’argon est limitée à 1% du volume de l’inter-vitre, par an. C’est ce que prévoit la réglementation européenne.
Deux aspects n’ont pas été anticipé par les concepteurs du vitrage « basse émissivité & argon » :
- La fuite lente de l’argon est accélérée par les hautes températures atteintes périodiquement dans l’inter-vitre (voir 4,1), en fonction de l’exposition du vitrage au soleil intense.
- La fuite lente de l’argon, cumulée d’année en année, se traduit par une mise en dépression de l’inter-vitre qui au final écourte la durée de vie des vitrages (voir les détails dans mes documents antérieurs).
Donc le phénomène de fuite de l’argon, à effet cumulatif d’année en année, est un facteur essentiel pour dans la durée de vie du vitrage.
SELON LES CONDITIONS CLIMATIQUES LOCALES (températures maxi en été, amplitude des variations de température maxi été/mini hiver, intensités de l’ensoleillement global sur l’année, intensités de l’ensoleillement durant les très hautes températures d’été) ET L'ORIENTATION DU VITRAGE ISOLANT PAR RAPPORT AU SOLEIL DOMINANT, LA FUITE ANNUELLE D’ARGON PEUT ÊTRE BIEN PLUS GRANDE QUE LA VALEUR THÉORIQUE DE 1% ET LA DURÉE DE VIE DU VITRAGE N’EST QUE DE 10 à 2O ANS, voire 25 ans, CE QUI EST NOTOIREMENT INSUFFISANT COMPTE TENU :
- Des coûts trop grands pour l’utilisateur, générés par les trop fréquents remplacement des vitrages
- Des faibles économies d’énergie permises par l’argon, par rapport à l’impact négatif qu’a l’argon sur la durée de vie du vitrage
- Du mauvais bilan écologique global (fréquence trop élevée de remplacement du vitrage –> fabrication du verre).
Mais ne pas oublier que l’argon n’est pas seul en cause, il y a aussi (Voir 5,22) :
- La Basse émissivité sur la vitre côté habitat, sans aucune protection anti-solaire (dont basse émissivité) sur la vitre externe
- Les Spacer métalliques rigides et les Spacer TPS (= à base de PIB)
- Le PIB.
7 – RAPPEL : solution que j’ai retenue pour mes nouveaux vitrages installés en avril 2025 (= choix personnel)
- Basse émissivité sur la vitre externe (position 2).
- Plus d’argon dans l’inter-vitre, mais de l’air sec comme autrefois.
- Utilisation d’un Spacer (Intercalaire) souple, sans métal et sans PIB (Cas particulier des Spacer souples de type TPS)
- Pas d’utilisation de PIB (qui perd ses propriétés anti-transfert gazeux quand il monte en température) pour le scellement primaire exposé aux températures élevées (= Plus de 80°C) qui sont générés au droit du SPACER et des scellements primaires de ce Spacer, latéralement, aux vitres, par la rayonnement solaire, aggravé en cas de basse émissivité sur la vitre côté habitat, sans par ailleurs de protection anti-solaire (dont basse émissivité) sur la vitre externe
- Mais utilisation du système que j’appelle DUAL REVERSE SEAL (pour éviter de nommer ici le principal fabricant de ce type de scellement) :
• Avec un scellement primaire structurant (assurant la liaison mécanique entre les vitres via le Spacer) à base « acrylic » apte à supporter des températures de 125°C
• Et un scellement secondaire périphérique à base de Hot Melt Butyl (similaire au PIB) assurant l’étanchéité du système vis-à-vis des transferts gazeux dans une zone où ce matériau est soumis à des températures moins élevées que lorsqu’il est utilisé au niveau du scellement primaire dans le système DUAL SEAL CLASSIQUE.