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Fascicule 4 Les vitrages de vigie Les tours de contrôle direction générale de l’Aviation civile service technique de l’Aviation civile

Fascicule 4 Les vitrages de vigie · vigie totalement transparente, et aucun «masque » extérieur. Préambule Une visibilité optimale depuis la vigie est une exigence fonda-mentale

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  • Fascicule 4

    Les vitrages de vigie

    Les tours de contrôle

    direction généralede l’Aviation civile

    service techniquede l’Aviation civile

  • 3Les vitrages de vigie

    Sommaire

    Fascicule 4

    Les vitrages de vigie

    Préambule 6Les exigences spécifiques 10Les caractéristiques des vitrages de vigie 13

    Les préconisations actuelles et les évolutionsenvisageables 19Conclusion 23Annexe 1 Glossaire 24Annexe 2 Choix de la teinte des vitrages 26

    Le présent fasci-cule a pour objetde présenter lesspécificités desvitrages de vigie,et de soulignerles points fonda-mentaux à res-pecter en lamatière.

  • L’importance des vitrages pourune visibilité optimaleLa vigie d’une tour de contrôle est souventprésentée comme « l’œil de l’aéroport ».Cette image, bien que naïve, est pourtantassez juste, car même si la part de contrôleeffectuée aux instruments (donc sans visibili-té) est très importante, l’équipement électro-nique n’a pu se substituer à l’œil humain.Rappelons que les deux premiers niveaux decontrôle, le contrôle en route et le contrôled’approche, s’exercent uniquement aux ins-truments, sans aucune visibilité, mais qu’ilsne concernent que des trajectoires aériennes àtrès haute altitude, en conservant des dis-tances de séparation très grandes entre lesaéronefs.En revanche, le dernier niveau du contrôleaérien, qui s’exerce dans la tour de contrôle,appelé contrôle d’aéroport, bien que faisant

    également appel aux instruments, s’exerce engrande partie « à vue ».Les grands aéroports sont équipés de façon àpouvoir exercer également ce type de contrô-le sans visibilité, en cas de très mauvaisecondition météorologique par exemple ; maisce genre de situation, en condition « dégra-dée », n’est pas représentative du travail decontrôle exercé habituellement en vigie, oùune bonne visibilité est indispensable.En effet, par rapport aux phases de contrôle« en route » et « d’approche », la densité desaéronefs à contrôler augmente dans l’espacerelativement restreint des abords d’un aéro-drome où ils convergent. Leurs distancesintermédiaires diminuent (effet« d’entonnoir »), alors même que, parailleurs, les faibles altitudes obligent àprendre en compte également le relief envi-ronnant, les constructions, etc.Dans de telles conditions, les instruments neremplacent pas l’observation visuelle directe,qui seule permet, par une perception globaleet quasi instantanée d’une situation qui« bouge » très rapidement, de réagir opportu-nément « en temps réel ». L’idéal serait doncd’avoir une visibilité totale c’est-à-dire unevigie totalement transparente, et aucun« masque » extérieur.

    Préambule

    Une visibilitéoptimale depuisla vigie est uneexigence fonda-mentale ducontrôle d’aéro-drome. La natureet la qualité duvitrage utilisésont donc pri-mordiales.

    4 Les vitrages de vigie

    1 L’œil de l’aérodrome

  • 5Les vitrages de vigie

    Dans la pratique, l’affranchissement des« masques » extérieurs (reliefs ou construc-tions) est effectué « en amont », par un posi-tionnement judicieux de la tour de contrôle,et grâce à une hauteur suffisante (cf. fascicule2 : localisation et hauteur).Cependant, même lorsque ce premier problè-me a été résolu, il reste celui des « masques »

    que l’on pourrait appeler « structurels »,c’est-à-dire engendrés par la structure mêmede la vigie : le toit, les poteaux et les mon-tants des vitrages, les allèges, le balcon exté-rieur et son garde-corps, voire les pupitres decontrôle eux-mêmes.Ainsi qu’il a été exposé dans le fascicule II(localisation et hauteur), un certain nombre

    AÉROGARE

    contrôleur assis

    SEUIL PISTE 27

    SEUIL PIS

    TE 09

    APPROCHE

    APPROCHE

    ÉTAPE D

    E BASE

    VENT

    ARRI

    ÈRE

    TWR

    PISTE

    FRET

    AVIATION GÉNÉRALE

    Zones non visibles:

    contrôleur debout

    POSTE C DANS TWR

    Épure devisibilité

  • de secteurs « sensibles », tel que parexemple : les seuils de piste et leurs prolon-gements, les points d’arrêt, les croisements,etc. (cf. plan des zones à voir), doivent pou-voir être perçus totalement, sans le moindre« masque », par les contrôleurs. Cela signifie,en particulier, qu’aucun poteau de la vigie nedoit occulter, fut-ce partiellement, ces zonesdites « de visibilité totale ».Pour des raisons pratiques de faisabilité tech-nique, il n’est pas possible de formuler uneexigence aussi restrictive pour la totalité desaires à surveiller, telle que, par exemple, lapiste sur toute sa longueur où, en général,nous devons tolérer la présence de poteauxou de montants de vitrages.Néanmoins si l’on ne peut obtenir une visibi-lité totale, il faut minimiser la gêne occasion-née en jouant sur le nombre de poteaux, leurrépartition et leur section.C’est pourquoi nous utilisons le terme devisibilité optimale.

    Le fascicule précédent (l’espace intérieur)exposait, en particulier, le principe de couped’une vigie, qui permet, grâce à l’agence-ment respectif du podium, des pupitres decontrôle, de la coursive et du balcon, ainsique par une hauteur suffisante du toit, d’at-teindre des angles suffisants de visibilité versle bas comme vers le haut.Or, afin de pouvoir contrôler dans de bonnesconditions les tours de piste ou les phasesd’approche par exemple (visibilité vers lehaut), il est fortement déconseillé de mettreen place une lisse horizontale, qui« couperait » la vision. Il est nettement préfé-rable de disposer des vitrages d’un seultenant sur toute la hauteur nécessaire à l’ob-tention des angles de visibilité minimum versle haut et vers le bas, ce qui implique des lon-gueurs importantes (de l’ordre de 4 mètres).En résumé, les conditions de visibilité depuisla vigie sont absolument fondamentales pourl’exercice du contrôle d’aérodrome, et pour

    Certains secteurs« sensibles » doi-vent pouvoir êtreperçus en totalité.

    6 Les vitrages de vigie

    carburant

    voie de circulation

    point d'attente

    point d'attente

    SSIS TOUR DE CONTRÔLE

    seuil seuil

    prolongementde piste (150 m)

    prolongementde piste (150 m)APPROCHE FINALE

    AP

    PR

    OC

    HE

    SE

    MI-

    DIR

    EC

    TE

    AP

    PR

    OC

    HE

    SE

    MI-

    DIR

    EC

    TE

    ÉTA

    PE

    DE

    BA

    SE

    plan vertical axe de piste(sur une hauteur de 200 m minimum)

    croisements

    aires de traficavions

    circuit en volhauteur 150-450 m

    VENT ARRIÈREFIN DE VENT ARRIÈRE intégrations au circuit de pisteintégr

    ations a

    u circui

    t depist

    e

    Visibilité totale

    Visibilité optimale(faible masque toléré)

    Visibilité optimale(faible masque toléré)

    Visibilité totale

    Zones au sol

    Trajectoire dansl'espace aérien

    Plan des zoneset trajectoires àvoir depuis lavigie

  • garantir de bonnes conditions de sécurité dutrafic aérien évoluant aux abords de l’aéro-drome, mais aussi de la circulation au sol desaéronefs ou autres véhicules. Cela supposeévidemment la mise en œuvre de vitragesprésentant de très bonnes qualités de transpa-rence (ce qui exclut les gammes de produitstrop réfléchissants, trop colorés ou tropdéformants).

    Mais cela suppose également, afin d’obtenirdes angles de visibilité verticaux suffisants etde ne pas multiplier les poteaux gênants, degrandes dimensions de vitrages inhabituellespar rapport à ceux des bâtiments classiques ; cequi entraîne des conséquences au niveau ther-mique et même en matière de transparence.

    Les angles devisibilité verti-caux imposentdes vitrages degrandes dimen-sions.

    7Les vitrages de vigie

    ρa>15°

    BALCON

    COURSIVE

    Hst

    >=

    2.50

    mH

    Hp

    Hb

    Lc Lb

    Pm

    1,62

    m

    1,22

    m

    1,00

    m

    PLANCHERTECHNIQUE

    FAUX PLAFONDα=35°

    ρd>30°

    v18°

  • Les exigences auxquelles doivent répondreles vitrages mis en œuvre en vigie sont mul-tiples. C’est pourquoi il est très important dene retenir, parmi la gamme très étendue deproduits verriers existants que ceux dont lescaractéristiques répondent à l’ensemble desexigences présentées ci-après.Les exigences sont de différente nature :- visuelles- mécaniques- acoustiques- thermiques et solaires.

    Les exigences de visibilitéLes vitrages doivent, ainsi qu’il a été exposédans le chapitre précédent, présenter desdimensions assez importantes pour offrir desangles de visibilité verticaux suffisants (del’ordre de 35° vers le haut et 15° vers le baspour un contrôleur en position assise, et de30° vers le bas en position debout) et limiterle nombre de « masques ».Par ailleurs, la nature et la qualité desvitrages utilisés doivent offrir une parfaitetransparence et un bon « rendu » d’image.Les vitrages réuniront donc les conditionssuivantes :- grandes dimensions (de l’ordre de 3 m à 4 m,voire 5 m de hauteur pour l’obtentiond’angles de visibilité verticaux suffisants),- reflets intérieurs les plus faibles possibles,- absence d’effet de distorsion,- pas d’effet « d’image multiple »,- limitation de la gêne solaire,- transmission lumineuse compatible avec lesvisions diurnes et nocturnes,- rendu des couleurs satisfaisant,- limitation du ruissellement d’eau de pluie(inclinaison des vitrages).

    Les exigences spécifiquesaux vitrages de vigie

    Les vitrages devigies doiventrépondre à desexigences trèsspécifiques.

    La bonne percep-tion visuelle estun objectif fonda-mental, qui setraduit par unesérie d’exigencesparticulières.

    8 Les vitrages de vigie

    2 Une bonne visibilité - BORDEAUX-MERIGNAC

  • Les exigences mécaniques etde sécuritéLa résistance mécanique des vitrages mis enœuvre dans une vigie doit répondre à deuxobjectifs :- résistances aux contraintes dues au vent,- respect des normes de sécurité anti-chuteset anti-chocs.Il faut attirer l’attention sur le fait que, en ce quiconcerne le calcul des épaisseurs nécessairespour une résistance suffisante, il est nécessaired’intégrer les majorations suivantes :- coefficient de majoration (variable selon lahauteur, dans l’aplication des règles neige etvent),- prise en compte d’une inclinaison desvitrages (entre 18 et 20°).

    Les exigences acoustiquesUne bonne intelligibilité des conversationsest indispensable au travail pour une bonne etrapide compréhension des messages échan-gés (notamment la radio).Cela suppose d’une part une limitation de ladurée de réverbération Tr (inférieure à 0,7

    seconde sur toutes les gammes de fréquencesaudibles), et d’autre part une limitation duniveau sonore (objectifs : bruit de fond infé-rieur à 45 dBA, pointes maximales limitées à63 dBA).Ces exigences ont été présentées en détaildans le fascicule 3 (exigences qualitatives).Or ces exigences sont particulièrement diffi-ciles à obtenir avec des surfaces vitrées aussiimportantes que celles rencontrées dans unevigie, qui constituent un véritable « maillonfaible » de ce point de vue.En ce qui concerne les phénomènes de réver-bération, que les surfaces vitrées (non absor-bantes acoustiquement) ont tendance àaccentuer, on peut les minimiser en évitantles faces parallèles. L’inclinaison des vitragesy contribue, et c’est l’une des raisons pourlesquelles (avec les problèmes de reflets) lesformes carrées ou rectangulaires sont décon-seillées pour les vigies. L’isolation acous-tique d’un vitrage feuilleté constitué de deuxfeuilles de verres assemblées par un interca-laire de Poly Vinyl Butyral (PVB), dépend,bien entendu, des épaisseurs mises en œuvre,mais présente un indice d’affaiblissementacoustique Rw de l’ordre de 35 à 38 dB, cequi est parfois insuffisant dans une zoneaéroportuaire.Pour obtenir un indice d’affaiblissementdépassant 40 dB, il faut mettre en œuvre un

    Il est nécessairede prendre encompte les hau-teurs importantesdes tours decontrôle et lesinclinaisons desvitrages dans l’ap-plication des exi-gences méca-niques et desrègles de sécurité.

    Le travail en vigiesuppose une iso-lation acoustiquemaximale. Ce cri-tère est donc trèsimportant, etpeut-être déter-minant, dans lechoix du produitverrier à mettreen œuvre enfonction de l’en-v i r o n n e m e n tacoustique de latour.

    9Les vitrages de vigie

    3 Une isolation acoustique suffisante - LYON-SAINT-EXUPERY

  • intercalaire de PVB acoustique, qui permetd’atteindre des valeurs de l’ordre de 42 dBA.Dans les cas (peu courants) où il apparaîtraitfortement souhaitable d’obtenir une isolationencore plus importante pour des raisons desécurité (intelligibilité des messages oraux),il peut être envisagé de mettre en œuvre undouble vitrage mais cela comporte d’autresinconvénients : risque de dédoublementd’images, et d’opacification à long terme parpénétration d’impuretés dans les interstices.Toutefois, ce problème de durabilité (qui aconduit à déconseiller l’utilisation de doublesvitrages en vigie pendant très longtemps)apparait aujourd’hui résolus, par une étan-chéité maîtrisée. Par ailleurs, des couchesanti-reflets peuvent être mie en œuvre en casde besoin (les problèmes de reflet ont été for-tement minimisés par rapport aux anciennesrèbles grâce à l’inclinaison des vitrages).Ces progrès techniques peuvent rendre ceproduit à nouveau intéressant (cf. chapitreInnovations).Les vitrages de vigie sont teintés dans lamasse, de couleur verte de préférence : (cf.chapitre « couleur des vitrages ») pour limiterles effets du rayonnement solaire direct.Par fort ensoleillement, un dispositif complé-mentaire d’occultation par des stores et/oud’atténuation par films de protection solaireest alors déployé.

    Les exigences thermiques etsolairesLes vitrages utilisés doivent résister auxeffets de dilatations thermiques, encoreaccrus du fait de la teinte des vitrages et deleurs grandes dimensions.Par ailleurs, il convient d’être particulière-ment vigilant concernant les risques de chocthermique, qui peuvent par exemple êtreinduits par le soufflage d’air froid d’une cli-matisation mal orientée. Le vitrage trempéoffre de meilleures garanties face à un telrisque, puisqu’il peut résister à un différentielde température de 200 °C, contre 30 °C pour

    le verre recuit, et 100 °C pour le verre durci(cf. glossaire en annexe).Toutefois, les logiciels de modélisation,notamment des effets thermiques, ont beau-coup évolués ces dernières années, et permet-tent une approche beaucoup plus précisequ’auparavant. C’est pourquoi, après unelongue période d’utilisation quasi-exclusive devitrages trempés, il apparaît possible, dans cer-taines conditions, d’utiliser de simples vitrages« recuits » (mais feuilletés) à condition d’avoirprocédé aux vérifications nécessaires par rap-port au risque de choc thermique, notammentau regard des dispositions retenues en matièrede chauffage/climatisation.L’utilisation de couche de basse émissivité etde double-vitrage (cf. chapitre : « innova-tion ») qui constituent une plus value impor-tante à l’investissement, peut permettre sur unlong terme, des économies importantes dedépenses de chauffage, celle d’une.couche deprotection ou de contrôle solaire (qui peut,ounon, selon sa nature,être combinée avec unebasse émissivité) permet d’économiser la cli-matisation.En effet, de par la prépondérance du vitragedans son enveloppe, la vigie s’apparente à unevéritable serre, alors que par ailleurs, le travailde contrôleur nécessitant une attention soute-nue et sans faille. Il est donc indispensable demettre en œuvre une installation chauffage/cli-matisation suffisamment puissante.

    La prise en comp-te des phéno-mènes de dilata-tion thermique estf o n d a m e n t a l edans le choix dela nature desvitrages de vigie,surtout comptetenu de leursdimensions inha-bituelles. Parailleurs lesvitrages sont tein-tés dans lamasse, toutefoisil est nécessairede prévoir desd i s p o s i t i f scomplémentairesde protectionsolaire.

    10 Les vitrages de vigie

    4 Prise en compte des effets de la température et de la lumière solaire - PARIS-CHARLES-DE-GAULLE

  • Les exigences spécifiques auxquelles doiventrépondre les vitrages de vigie conduisent auxvaleurs caractéristiques ci-après, ainsi qu’àun certain nombre de particularités.

    Les valeurs de coefficientscaractéristiques :Les objectifs de bonne visibilité et de limita-tion des effets de rayonnement solaireconduisent, pour les valeurs caractéristiques,aux ordres de grandeur suivants :- indice de rendu de couleurs supérieures à75 %,- transmission lumineuse entre 60 et 70 %,- coefficients énergétiques < ou = 30 %,- facteur solaire < ou = 45 %.Les reflets doivent être aussi réduits que pos-sible : en tout cas inférieurs à 10 % pour lesreflets intérieurs.Mais les reflets externes doivent être égale-ment limités, à cause du risque d’éblouisse-ment qui pourrait gêner le trafic environnant.L’isolation acoustique doit être également laplus élevée possible, compte tenu des possi-bilités offertes par la technique utilisée.

    La sécurité aux chutes et auxheurtsLa résistance mécanique des vitrages doit êtresuffisante pour résister à des efforts au venttrès importants, compte tenu de la grandeurde leurs surfaces, qui sont de plus générale-ment majorées par un coefficient de hauteur.Par ailleurs, les vitrages de vigie doiventvérifier les normes de résistance aux heurts,aux chutes dans le vide et aux chutes deverre, telle qu’elles sont définies dans leDocument Technique Unifié (DTU 39).Compte tenu des dimensions de ces vitrageset de leur disposition en hauteur, générale-ment surplombant le vide, il convient d’êtreparticulièrement vigilant sur cet aspect. Plusprécisément, ces protections sont de plusieursnatures :

    - protection des personnes en cas de heurt(éviter les risques de blessures par coupureen cas de heurt accidentel),- protection contre la chute des personnes(empêcher la chute des personnes dans levide lorsque la hauteur de chute est supérieu-re à 1 mètre),- protection contre la chute d’objets (garantirla sécurité des passants en pied de tour contreune éventuelle chute d’objet consécutive à unbris de verre, mais aussi contre les risques deblessures engendrés par la chute de morceauxde bris de verre).Concernant ce dernier point (risque de chutede bris de verre), l’usage de vitrages feuille-tés permet, en cas de bris accidentel du vitra-ge, d’empêcher la chute des morceaux,puisque ceux-ci restent collés sur la couchede Poly Vinyle Butyral (PVB).La réglementation (DTU 39) impose généra-lements dans le cas de vitrages inclinés lerecours à des vitrages feuilletés.L’usage de vitrages monolithiques simple-ment recuits (cf. glossaire en annexe), déjàfortement déconseillé pour des raisons derésistance thermique et mécanique face auvent, est proscrit du point de vue des règlesde sécurité aux chutes et aux heurts, du faitde son comportement en cas de bris casse engrands morceaux coupants sauf s’il estfeuilleté).

    Les caractéristiques desvitrages de vigie

    Les exigencesspécifiques auxvitrages de vigiese traduisent parun ensemble devaleurs des coef-ficients caracté-ristiques.

    Il est impératif des’assurer que lesrègles de sécuri-té concernant lesrisques dechutes ou deheurts sont res-pectées.

    Les vitrages de vigie5 Les virages de la vigie doivent respecter les exigences de sécurité face aux risques dechute et de heurt - PARIS-CHARLES-DE-GAULLE

  • Il est possible néanmoins de recourir à unvitrage monolithique trempé (dans les rarescas où les épaisseurs sont relativementfaibles) à condition, selon la réglementation,de mettre en œuvre « des éléments s’oppo-sant à la chute de fragments de verre en casde bris accidentel de vitrage ».Le vitrage trempé thermiquement présente laparticularité de se morceler en très petitsmorceaux de verre en cas de bris.Selon les recommandations relatives auxfaçades légères, les « éléments s’opposant àla chute » doivent constituer un auvent d’unelargeur suffisante (égale au 1/20e de la hau-teur la séparant du bord supérieur du vitrage,plus 1,40 m, sans être inférieure à 1,50 m sila hauteur totale de l’ensemble est supérieureà 28 m).Dans tous les cas de figure, il faudra garantirune protection résiduelle, au moins équiva-lente à la protection réalisée par une lissesupérieure, une lisse médiane et une lissebasse. Dans le cas d’un vitrage monolithique,celui-ci devra nécessairement être trempé.Le vitrage dit « durci », appelé également« semi-trempé », a subi un traitement compa-rable à celle de la trempe thermique, maisprésente des résistances moins grandes que le« trempé ». Ceci peut être compensé par desépaisseurs plus importantes, mais, du pointde vue normatif, le semi-trempé thermiqueest limité, pour des raisons de fabrication, à10 mm.De même, afin d’atteindre des résistancescomparables au trempé avec du simple« recuit », il est possible d’augmenter lesépaisseurs, mais cela n’est pas suffisant. Unesolution feuilletée, obtenue en collant 2 lamesde verre, voire plus (solution dite « multi-feuilletée », assemblant 3 ou 4 verres), permetd’augmenter la résistance mécanique maisdans des proportions limitées (à titre indicatif,un assemblage 10 mm + 10 mm a une résis-tance équivalente à 12 mm monolithique).Les vitrages « durcis » et « recuits » n’offrentpas les mêmes garanties mécaniques que letrempé et présentent des risques de brisurepar choc thermique (voir page 12).

    Dans la grande majorité des cas, les épais-seurs à mettre en œuvre nécessitent l’usaged’un vitrage feuilleté et dans ce cas, le filmPVB assure la protection résiduelle. Cesvitrages feuilletés résultent de l’assemblagepar collage de lames de verres. Celles-ci peu-vent être soit trempées toutes les deux, soitdurcies et trempées, voire simplementrecuites à condition de procéder à toutes lesvérifications nécessaires (résistance méca-nique, dilatation et choc thermique !…).Lorsque le vitrage doit remplir une fonction deprotection contre la chute des personnes dansle vide il doit présenter des épaisseurs suffi-santes pour pouvoir résister aux essais prévuspar les normes (NF P 08-301 et P 08-302 :chutes de sacs de 50 mètres, projections debilles d’acier de 1kg tombant de 1 mètre).Il conviendra d’être particulièrement vigilantsur la prise en compte, dans le calcul de cesépaisseurs, des dimensions importantesoffrant une grande prise au vent, dont l’effetest encore majoré par un coefficient au-delàd’une certaine hauteur. Enfin, le calculconduit à des épaisseurs encore accrues par lefait que les vitrages sont nécessairementinclinés (généralement entre 18° et 20°) pourles raisons exposées ci-après.

    Les considéra-tions ci-dessusconduisent géné-ralement au choixd’un vitrage trem-pé et feuilleté.

    L’inclination desvitrages (et lavaleur de l’angled ’ i n c l i n a i s o n )résulte d’unensemble de rai-sons multiples.

    12 Les vitrages de vigie

    6 Les vitrages des vigies doivent être inclinés de 18° à 20° -BREST-GUIPAVAS

  • L’inclinaison des vitragesLes vitrages de vigie sont inclinés vers l’ex-térieur, de 18° à 20°. Les raisons de cetteinclinaison sont multiples :- limiter les effets gênants de ruissellementsd’eau de pluie,- éviter les problèmes engendrés par lesreflets internes, notamment les effets« miroirs », particulièrement gênant la nuiten reflétant l’intérieur de la vigie,- éviter les effets externes pouvant éblouir lespilotes ou le personnel extérieur, en ren-voyant vers le sol la majorité des rayonssolaires réfléchis,- éviter les effets acoustiques entraînés pardes parois parallèles,- réduire l’impact thermique du rayonnementsolaire en augmentant l’angle d’incidencedes rayons.La valeur de l’inclinaison (entre 18°et 20°)résulte, d’un compromis entre ces objectifs etl’expérience :- une valeur plus petite (10° étant le mini-mum absolu pour éviter la stagnation degouttes d’eau), se révèle moins efficace vis-à-vis des problèmes de pluie,

    - une valeur plus grande aurait l’avantaged’augmenter encore l’angle d’incidence durayonnement solaire et minimiser ainsi soneffet, mais elle augmenterait le volume de lavigie à climatiser, ainsi que les difficultésconstructives.

    La dimension des vitragesUne grande particularité qui singularise lesvitrages de vigie est leur dimension très gran-de (de l’ordre de 3,50 m à 4 m, voire plus),qui résulte comme on vient de l’exposer, desexigences de visibilité.Les conséquences de ces grandes dimensionssont de plusieurs ordres, notamment écono-miques et concernent la nature du produit ver-rier utilisé. Les prix, rapportés au mètre carré,des vitrages de vigie, sont beaucoup plusimportants que ceux utilisés courammentdans des bâtiments plus « classiques ». Eneffet, dans un cas, il s’agit de produits verriersissus de production à grande échelle, tandisque dans d’autre, il s’agit de séries limitées.Le vitrage utilisé est le plus souvent trempé.Or, la trempe chimique n’est pas possible au-delà de dimensions de l’ordre de 3 mètres.Le procédé utilisé est donc celui de la trempethermique (cf. ci-après).Le nombre d’usines de trempage disposantde fours de trempe suffisamment grands estlimité.Au-delà de certaine dimension, il peut-êtrenécessaire de recourir à des usines situées àl’étranger, ce qui majore encore le surcoût. Laplus grande dimension des vitrages pouvantêtre trempée dans un four de trempe sur le ter-ritoire français est actuellement limitée :entre 4,5 m et 4,7 m en longueur, et entre 2,2 met 2,4 m en largeur (selon les fabricants).Exceptionnellement il est possible d’atteindrejusqu’à 6 m de longueur, mais avec une lar-geur inférieure à 2,14 m.

    La limitation des« masques »induits par lespoteaux, et l’ob-tention d’anglesde visibilité suffi-sants (vers lehaut et le bas)conduisent à desvitrages de trèsgrandes dimen-sions.

    13Les vitrages de vigie

    7 L’importance des angles de visibilité conduit à des vitrages de très grandes dimensions

  • La teinte des vitrages et les dis-positifs de protection solaireLes choix de la teinte des vitrages et celui desdispositifs de protection solaire sont faits demanière complémentaire, de façon à conser-ver les meilleures conditions de visibilitéextérieure possibles, malgré les variations dela luminosité naturelle.Le principe consiste à mettre en œuvre desvitrages suffisamment teintés pour assurerune protection solaire permanente, mais touten conservant une transparence suffisante,même par temps couvert ou en condition depénombre.

    La couleur des vitrages :Les vitrages de vigie sont teintés en vert, par-fois en bronze ou en gris.Le choix de la couleur à retenir de préférencedépend de plusieurs paramètres. Ainsi parexemple, la luminosité moyenne naturelleplus ou moins prononcée, la présence (ounon) de stores ou de films de protectionsolaire, la présence (ou non) de trafic noctur-ne, peuvent conduire à retenir une teinte plusou moins sombre.En fonction de ces conditions, la teinte rete-nue aura des effets différents en matière derendu des couleurs, ou de sensibilité photo-métrique, dans les conditions diurne et noc-turne.Si l’on prend en compte par exemple le coef-ficient Ra de rendu des couleurs (dont lavaleur minimum exigée pour une vigie est de90 %), la couleur bronze présente la valeur laplus importante (94 %), à comparer à celledu vert par exemple, de 90 %.La couleur verte représente le meilleur com-promis, vis-à-vis de la réponse physiologiquede l’œil, par rapport aux visions diurne etnocturne (cf. annexe ci-jointe : étude menéepar le STAC avec le CSTB sur le choix de lateinte des verres).En effet, les cellules sollicitées dans la rétinelors de la perception visuelle sont de deuxtypes :- les cônes, qui ont une réponse à la fois pho-

    tométrique et chromatique, permettent depercevoir les couleurs ; ils se répartissent entrois catégories, présentant un maximumd’absorption pour l’une des trois couleurs :bleu, vert et rouge,- les bâtonnets, à l’origine de la vision noc-turne, qui ne permettent pas de percevoir lescouleurs (réponse uniquement photomé-trique) ; et dont la sensibilité spectrale estcentrée autour d’un « pic » maximum pour510 nm.Ainsi qu’il apparaît dans l’étude précitéejointe en annexe, la couleur verte est lamieux « centrée » vis-à-vis du maximum desensibilité de la vision nocturne et de la visi-bilité chromatique moyenne.Ce point confirme les préconisations anté-rieures du service technique des basesaériennes (STAC) en faveur de la couleurverte.

    Les protections solaires :Les protections solaires utilisées dans lesvigies aéroportuaires sont généralement dedeux types, aux usages complémentaires :- des stores occultant la lumière, intégrés auxfaux plafonds et descendant verticalement à

    Le choix de lacouleur desvitrages de vigie(vert, bronze ougris) est orientépar différentsparamètres, telsque le type deprotection solaireutilisée en com-plément (stores,films de protec-tion).La couleur verteest généralementpréconisée, carelle représenteun bon compro-mis, notammentpar rapport à laréponse physio-logique de l’œilvis-à-vis desvisions diurneset nocturne.

    14 Les vitrages de vigie

    8 La couleur des vitrages de vigie doit permettre de conserver une bonne vitalité par toutessortes de conditions extérieures, tant diurnes que nocturnes - PARIS-CHARLES-DE-GAULLE

  • l’aplomb des pupitres, afin de protéger contreun éblouissement direct du soleil, et qui peu-vent par conséquent n’être disposés que surles faces directement exposées,- des films spécifiques de protection solaire,généralement de teinte bleutée, disposés surtoutes les faces, coulissant le long desvitrages, qui atténuent la lumière sans l’oc-culter, de manière à offrir, même par trèsforte luminosité, de bonnes conditions d’ob-servation.Contrairement aux stores, les films de protec-tion solaire protègent moins, mais permettentla visibilité. Leur protection de l’œil est com-parable à celle apportée par des lunettes desoleil, mais contrairement à celles-ci, le filmpermet de concilier, sans problème d’adapta-tion de l’œil, l’observation extérieure et celledes pupitres de travail des contrôleurs.Ces films colorés de protection ne sontdéployés qu’en cas de forte intensité solaire.Or les valeurs de transmission lumineuse etsolaire obtenue en conjonction avec le vitra-ge teinté sont alors très faibles (< à 5 %).Il en résulte un accroissement de l’absorp-tion, qui peut conduire à une importante aug-mentation des risques de casse thermique et

    de températures des produits verriers, qui nedoit pas dépasser 60 °C pour les vitragesfeuilletés.D’où la nécessité de garder un minimumd’espacement (> 5 mm) entre le film et levitrage.Ces produits ont l’inconvénient d’être relative-ment fragiles. Leur entretien est donc délicatet nécessite un certain nombre de précautions.

    L’anisotropie (« fleurs de trempe »)Les exigences d’ordre mécanique et ther-mique conduisent souvent à la nécessité detremper les vitrages.

    Il existe deux procédés de trempe : l’un ditchimique, qui n’est pas applicable pour desdimensions supérieures à 3 m et ne peutdonc, sauf exception, être utilisé dans le casdes vigies, pour lesquelles on utilise le modede trempage thermique.La trempe thermique consiste à chauffer levitrage jusqu’à une température d’environ600 °C, puis à le refroidir brutalement parjets d’air. Il résulte de l’important différentielthermique ainsi obtenu entre la surface et levolume intérieur des différences de tensionsqui, par un phénomène de précontrainte, don-nent au vitrage des qualités de résistancemécanique et thermique.Dans la pratique, le soufflage par jets d’air nepeut être réparti de façon parfaitement uni-forme. Les hétérogénéités de surface ainsiinduites affectent les propriétés de réflexionet se traduisent, sous éclairage naturel, pardes phénomènes d’interférence appelés« fleurs de trempe ».Ce phénomène est donc absolument inévi-table dés qu’un vitrage a subi un trempagethermique, mais il importe de souligner que,dans la très grande majorité des cas, il est trèsfaiblement perceptible. C’est pourquoi ces« fleurs de trempe » avaient été pratiquementignorées dans le cas des vigies jusqu’à uneépoque récente. Elles ne sont généralementpas gênantes, si ce n’est sous un angle devision « rasant ».

    Les protectionssolaires utiliséessont de 2 types :- stores occultantla lumière- films coloréstransparents atté-nuant les tropfortes luminosités.Il s’agit de 2types de protec-tions tout à faitdifférentes, quipeuvent être utili-sées de manièrecomplémentaire.

    15Les vitrages de vigie

    9 Des protections solaires complémentaires sont souvent nécessaires. Elles sont de deux types: stores, ou films colorés transparents - FORT-DE-FRANCE-LE LAMENTIN (MARTINIQUE)

  • Exceptionnellement, si les « fleurs detrempe » présentent une amplitude inhabi-tuelle, elles peuvent se révéler préjudiciablespour l’exercice du contrôle aérien, surtoutlorsqu’elles sont accentuées par la superposi-tion d’un film de protection solaire.C’est pourquoi il est recommandé d’intégrerde nouvelles clauses dans les cahiers descharges concernant leurs vitrages, précisantque ceux-ci pourraient être refusés si leurtransparence se révélait insuffisante. En effetil est prudent de faire une vérification visuellein situ, dans des conditions représentatives,en superposant au vitrage, un échantillon dufilm de protection solaire qui sera mis enœuvre (généralement plusieurs mois après laréception de la partie bâtiment).Il faut à nouveau souligner que ce genre deproblème est exceptionnel (il n’est apparugênant qu’en une seule occasion, sur desdizaines de vigies ainsi équipées). Comme ila pu être constaté lors de dernières réalisa-tions, grâce à des clauses préventives descahiers des charges, une sensibilisation enamont des fabricants, qui prennent ainsi unsoin tout particulier lors de la phase de trem-page thermique, conduit à des vitrages d’unegrande qualité de transparence, sans pourautant induire de surcoûts prohibitifs.

    Les « fleurs detrempes » sont delégères inhomo-généités de surfa-ce induites par leprocédé de trem-pe thermique.Celles-ci ne sontgénéralement pasgênantes pour lavision des contrô-leurs. Néanmoins,il faut veiller à évi-ter qu’elles pré-sentent uneampleur inhabi-tuelle.

    16 Les vitrages de vigie

    10 Un exemple de « fleurs de trempe » inhomogénéité de surface consécutive ou trempagethermique, d’une ampleur inhabituelle, pouvant constituer une gène visuelle

  • Les préconisationsactuelles et les évolutionsenvisageables

    Les préconisations et recom-mandations actuelles

    Les préconisations actuelles :Le type de vitrage préconisé par le STAC aucours des dernières années pour les vigiesd’aéroport est de type trempé et/ou feuilleté,de couleur verte, teinté dans la masse, etrépondant aux coefficients caractéristiquesprécités (chapitre 2 les valeurs des coeffi-cients caractéristiques). Ce vitrage sera incli-né entre 18 et 20°, ce qui a des conséquencessur le calcul de ses épaisseurs. Par ailleurs, ledouble vitrage a été fortement déconseillé, àla suite des déconvenues rencontrées dans lepassé.Ces préconisations ont résulté bien sûr desexigences spécifiques pour ce genre devitrages, mais aussi de l’expérience accumu-lée vis-à-vis des différentes techniques envi-sageables pour répondre à ces spécificités,des différents problèmes rencontrés in situ, etd’un certain recul dans le temps.De nombreuses vigies équipées par desvitrages répondant à ces préconisations, don-nent satisfaction dans leur très grande majorité.Les exigences et indications desprogrammes de tour de contrôle enmatière de vitrage :Par ailleurs les programmes des tours decontrôle doivent exiger des architectes, uneépure de visibilité, (faisant en particulier

    apparaître les masques des poteaux de lavigie) prévue au projet afin de vérifier qu’ilsne sont pas rédhibitoires (cf. fascicule 2 :localisation et hauteur), ce qui entraîne desconséquences sur les dimensions et le posi-tionnement de ces vitrages.Il a été constaté que ces aspects peuvent nepas être toujours suffisamment anticipés parun architecte à l’occasion d’une esquisse, cequi peut le conduire à sous estimer l’impor-tance (très inhabituelle par rapport aux bâti-ments plus « classiques ») du lot vitrages. Ilest donc particulièrement important de souli-gner et d’attirer l’attention dans un program-me sur l’ensemble de ces problèmes, et enparticulier d’anticiper les conséquencesimportantes, notamment financières, desdimensions tout à fait en dehors des stan-dards usuels du bâtiment.

    Le trempage (ou non) du vitrage :Les performances mécaniques et thermiquesrecherchées ont conduit généralement,comme il a été exposé ci dessus, à choisir desvitrages trempés.Une solution couramment employée consisteà associer, au sein d’un vitrage feuilleté, uneface de verre trempée (à l’extérieur), collée àune face seulement « durcie » (semi-trempée)à l’intérieur.Il peut même être parfois possible de n’utili-ser que des vitrages « durcis » (ou semi-trem-pés), voire même recuits, en solutions feuille-tées, à condition d’avoir vérifié au préalablepar le calcul qu’il n’y avait aucun risque defissuration thermique. Ce genre de problème,rencontré dans le passé, avait conduit à pré-coniser le trempé, afin de conserver desmarges de sécurité suffisantes. De nouveauxlogiciels de modélisation des phénomènesd’origine thermique, apparus ces dernièresannées, permettent de réduire les margesd’incertitudes grâce à des calculs plus précis.Les solutions feuilletées, voire « multifeuilletées », peuvent éviter le trempage etses contraintes (dimensions, « fleurs de trem-pe »,…), mais doivent être utilisées avec laplus grande prudence.

    Le type de vitra-ge le plus sou-vent préconisépour les vigiesd’aéroports esttrempé, générale-ment feuilleté, etteinté dans lamasse (de cou-leur verte de pré-férence)

    Les différentesp e r f o r m a n c e sr e c h e r c h é e sconduisent leplus souvent àretenir un vitragetrempé. Comptetenu des dimen-sions, le procédéde type chimique(limité à 3 m) n’estpas envisageable.Le trempage étantnécessairementthermique, ilconviendra d’êtrevigilant par rap-port aux éven-tuels problèmesde « fleurs detrempes ».Les vitrages nontrempés peuventêtre utilisés, maisuniquement ensolutions feuillet-té ou « multi-feuilletté », et àcondition des’être assuré aupréalable de l’ab-sence de risquede casse ther-mique

    17Les vitrages de vigie

  • Leproblème des «fleurs de trempe»:Le seul problème rencontré du fait du trem-page (selon le mode thermique) des vitragesest celui, exposé ci-dessus, des « fleurs detrempe ».Mais, ce type de gêne est absolument excep-tionnel, et les précautions prises dans larédaction des cahiers des charges vis-à-vis decette éventualité, ainsi que la vérification decet aspect avant réception, devraient conduireles fabricants à être particulièrement précau-tionneux en matière de transparence, (cf.-paragraphe ci-dessus).

    La question du double vitrage :Le double vitrage, qui avait été utilisé dans lepassé, a été fortement déconseillé en Franceau cours des dernières années.Il avait été en effet constaté en plusieurs occa-sions des problèmes d’opacification progres-sive des doubles-vitrages au bout de quelquesannées, du fait de la perte d’étanchéité de labarrière de scellement, ce qui conduit à despénétrations d’impuretés et d’humidité dansles interstices.Par ailleurs, des phénomènes de reflets ou dedédoublement d’images ont été parfois signa-lés, mais cette gêne est néanmoins à relativiser.Aujourd’hui cette « gêne » peut être aubesoin limitée par la mise en œuvre decouches antireflet.Le double vitrage, du fait des progrès consi-dérables réalisés en matière d’étanchéité,pourrait à nouveau se révéler intéressant danscertains cas, notamment des points de vueacoustique et thermique.

    Les évolutions envisageablesUne récente étude a été menée par le STACavec le centre scientifique et technique dubâtiment (CSTB) pour vérifier si les préconi-sations diffusées ces dernières années étaientà actualiser, compte tenu des progrès tech-niques intervenus en la matière des vitrages,et des éventuelles évolutions envisageablesqui pourraient découler de ces progrès.

    Cette étude a, pour l’essentiel, confirmé lebien fondé de la plupart de ces préconisa-tions, qui restent donc encore valables, etdevraient continuer à servir de référence debase pour les nouvelles réalisations de vigiede tours de contrôle.Par ailleurs cette étude a permis égalementd’envisager, et de tester sur des échantillons,les innovations qui pourraient être apportées.Les produits innovants qui pourraient lemieux correspondre aux besoins des vigiessont les couches dites à « hauteperformance ».Il a ainsi été étudié la possibilité d’utiliser lesprocédés suivants :

    - couches anti-reflets,- couches basse émissivité, pour l’aspectthermique,- verre au revêtement autonettoyant,- mise en œuvre de PVB (Poly VinyleButyral), ou autre produit similaire, présen-tant des propriétés d’isolation acoustique.

    Comme il a été signalé ci-dessus, les progrèsen matière de double-vitrages peuvent per-mettre de réenvisager à nouveau leur usage,ce qui permettrait également la combinaisonde plusieurs couches des produits innovantsprécités.En ce qui concerne les différents types deproduits « hautes performances », et leuréventuel intérêt pour les vigies d’aéroport, lesconclusions de l’étude précitée sont les sui-vantes :

    - les couches dites « auto-nettoyantes » nepeuvent présenter une certaine efficacitéqu’avec un minimum d’écoulement natureld’eau de pluie. Elles ne sont donc pas indi-quées pour les vitrages des vigies, inclinésvers l’extérieur,- les couches dites « anti-reflets », en fait,ne les suppriment pas totalement, mais lesatténuent de façon significative,- la substitution dans un vitrage feuilletéd’un film PVB « classique », par un PVBacoustique, permet d’atteindre des gains enaffaiblissement acoustique Rw pouvant allerjusqu’à des ordres de grandeurs de 5 dB,- la mise en œuvre de doubles vitrages per-

    Les doublesvitrages (long-temps « pros-crits » dans lesvigies), présen-tent dorénavantune étanchéitéqui permet deréenvisager leuremploi dans cer-taines conditionsenvironnemen-tales particu-lières.

    Les évolutionst e c h n i q u e soffrent unegamme de pro-duits qui élargit« l’éventail » dessolutions.

    18 Les vitrages de vigie

  • met également d’importants gains en isola-tion acoustique. À titre d’exemple, le faitde rajouter à un vitrage feuilleté« classique » disposé en face extérieure(épaisseurs de 8 et 6 mm) le fait de rajouterun vitrage de 6 mm, séparé par une lamed’air intermédiaire de 12 mm, conduit àpasser d’un affaiblissement de 40 dB à uneisolation de 43 dB (cf. tableau ci-après) ; orune augmentation de 3 dB revient à diviserpar deux l’effet du bruit,

    - du point de vue thermique, ainsi qu’on levoit sur le tableau ci-après, le fait de dou-bler une lame de verre, séparée par unecouche d’air de 12 mm, conduit à diviserpar deux la déperdition thermique,- enfin, ce facteur de déperdition thermiquepeut être porté à cinq si l’on ajoute, à l’inté-rieur de ce double-vitrage, une couchebasse émissivité, et l’on remplace l’air parun gaz rare de type argon ou krypton.

    19Les vitrages de vigie

    Type de vitrage Éléments favorables Éléments défavorables

    Verre feuilleté simple trempé Coûts Acoustique (sauf pour les PVB acoustiques)Verre feuilleté multiple trempé Thermique

    InhomogénéitéMaintenance et entretien

    Verres à couches Sélectivité (thermique ou lumineuse) Maintenance(anti-reflets ou basse émissivité) Protection de la coucheDouble-vitrage Nombre de possibilités Coûts

    Gain acoustique PoidsGain thermique Réflexion interne sans traitement ?

    Verre autonettoyant Diminution de la maintenance Surcoût/verre classiqueNon efficace sur un vitrage inclinévers l’extérieur (sous écoulementd’eau)

    Double-vitrage + couches : Voir ci-dessus Surcoût/Verre classique-auto-nettoyantebasse émissivité

    11 Le choix des vitrages de vigie peut désormais s’opérer dans un « éventail » desolutionsvariées, intégrnt les procédés innovants

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    20 Les vitrages de vigie

  • Les exigences spécifiques présentées enintroduction conduisent à retenir, pour lesvitrages de vigie d’aéroports, un ensemble decaractéristiques qui vient d’être présenté auchapitre précédent.Avant de choisir plus précisément un typeprécis de vitrage, il convient au préalabled’examiner plus en détail l’ensemble des exi-gences du site considéré, avant d’en déduireles caractéristiques recherchées.Ainsi, selon les aéroports, l’importance et lanature de leur trafic, et la position de la tourde contrôle, les exigences acoustiques pour-ront être très différentes. Elles n’auront pasnon plus la même valeur prioritaire s’il s’agitde simple problème de « confort » ou d’unvéritable enjeu de sécurité (par exemple encas de nécessité de réagir immédiatement àun éventuel message oral du pilote d’unavion au décollage).Par ailleurs, le contexte climatique peutconduire à investir dans une meilleure isola-tion thermique au niveau de la paroi vitrée,engendrant sur le long terme des économiesen matière de climatisation.Il existe désormais un « éventail » de solu-tions plus large que dans le passé, entre les-quelles il est possible de faire des choix mul-

    ticritères, adaptés selon chaque cas de figureen fonction de la hiérarchie des objectifspoursuivis.Dans le cas d’un simple remplacement devitrages, en conservant les châssis existants,le choix sera généralement très limité (trem-pé, éventuellement feuilleté) du fait des limi-tations d’épaisseurs induites par l’existant.Dans le cas d’un nouveau projet, les préconi-sations usuelles (vitrage trempé et/ou feuille-té, répondant aux coefficients caractéristiquesrequis, de couleur verte) devraient rester suf-fisantes dans la majorité des cas. Toutefois, siles exigences acoustiques et thermiques lejustifient, et si les contraintes économiques lepermettent, il peut être envisagé de mettre enœuvre l’une des solutions innovantes présen-tées plus haut. Une étude comparative globa-le devra néanmoins être faite pour vérifier sapertinence.Dans tous les cas de figure, il faut exigeravant tout choix des produits verriers, un cal-cul de résistance mécanique, ainsi que condi-tions thermiques (avec et sans protectionssolaires) sur l’ensemble des faces afin devérifier qu’il respecte les normes et lesrecommandations.

    Conclusion

    Le choix du typede vitrage à rete-nir pour une vigiea é r o p o r t u a i r erésulte d’uneapproche multi-critères.

    21Les vitrages de vigie

  • Annexe 1 : glossaire

    22 Les vitrages de vigie

    Les produits de base

    Le verre flotté (float glass)

    Les produits transformésLe verre trempé thermiquement

    Le verre flotté est un verre plan, recuit, transparent, clair ou coloré, dont les deuxfaces sont planes et parallèles. C’est le produit de base le plus couramment utili-sé et le seul adapté à la fabrication des vitrages de vigie.

    Le verre trempé thermiquement (appelé ainsi par opposition au verre recuit) estun verre ayant subi un traitement thermique visant à augmenter sa résistance età modifier sa fragmentation. Le verre est d’abord chauffé jusqu’à environ 600-650 °C avant de subir un refroidissement brutal par jets d’air. De la sorte, la par-tie extérieure de la feuille de verre refroidit avant la partie intérieure, ce qui induitdes contraintes permanentes dans le verre. La zone centrale est mise en trac-tion, alors que les parties proches des faces de la feuille de verre sont soumisesà des contraintes de compression. De ce fait, lorsque la feuille de verre est flé-chie, les contraintes de compression superficielles doivent être compenséesavant que ne puissent apparaître en surface des tensions de traction suscep-tibles d’entraîner la rupture du verre. Ce type de verre possède dès lors unerésistance aux sollicitations mécaniques et thermiques cinq fois supérieure àcelle du verre recuit.On distingue deux types de trempe thermique :

    - la trempe verticale : le verre est suspendu à des pinces pendant l’opérationde trempe, ce procédé est pratiquement abandonné de nos jours.- la trempe horizontale : le verre repose sur des rouleaux horizontaux pendantl’opération de trempe.

    Les verres trempés thermiquement présentent des caractéristiques fondamentale-ment différentes de celles de produits de base dont ils sont issus :

    - ils ne peuvent plus être coupés, sciés, percés ou façonnés après l’opérationde trempe, car celle-ci introduit des contraintes importantes dans le verre,- ils ont une résistance mécanique et une résistance aux chocs nettement plusélevés,- ils se caractérisent par une résistance aux chocs thermiques plus élevée : ils peu-vent résister à un différentiel de température de l’ordre de 200 °C, alors que pour leverre recuit, la rupture peut se produire à partir de différentiel de l’ordre de 30°C.

    Cette dernière valeur est cependant fort variable et dépend entre autres de laqualité du façonnage du bord de verre.

    - En cas de bris, ils se fragmentent en morceaux non coupants et plus petitsque le verre recuit, ce qui limite les risques de coupure. De ce fait, le verretrempé est considéré comme un verre de sécurité pour certaines applications.- Les procédés de trempe thermique font que le verre trempé n’est pas aussiplan que le verre recuit. De plus, pour un verre trempé verticalement, lespinces provoquent des déformations appelées « points de trempe ».- La compression induite à la surface du verre trempé le rend anisotrope. Souséclairage naturel, les propriétés de réflexion varient de point en point et l’as-pect superficiel de la feuille de verre peut présenter des desseins diversementcolorés dus à des phénomènes d’interférences appelés fleurs de trempe.

    Glossaire

  • Le verre durci

    Le verre trempé chimiquement

    Le verre feuillet

    Les verres à couches

    Il s’agit d’un verre qui a subi un traitement thermique semblable à la trempe ther-mique mais pour lequel le niveau de contraintes obtenu est inférieur à celui duverre trempé, car le refroidissement a été réalisé de manière plus lente.Les verres durcis présentent des caractéristiques fondamentalement différentesde celles des produits de base dont ils sont issus :

    - ils ne peuvent plus être coupés, sciés, percés ou façonnés après l’opérationde durcissement ; les découpes ou les trous éventuels doivent être dès lorsréalisés avant durcissement,- leur résistance aux chocs thermiques est plus élevée que celle du verrerecuit : ils peuvent résister à un différentiel de température de l’ordre de100 °C, alors que, pour le verre recuit, la rupture peut se produire à partir dedifférentiel de l’ordre de 30°C. Cette valeur est cependant fort variable etdépend entre autres de la qualité du façonnage du bord de terre.- en cas de bris, les morceaux (comparables à ceux du verre recuit) peuventprovoquer des blessures. Les verres recuits ne sont dès lors jamais considéréscomme des verres de sécurité. Le schéma de casse des verres durcis est faci-lement reconnaissable à sa forme en étoile.- ils peuvent présenter le même phénomène d’hétérogénéité de surface que leverre trempé thermiquement.

    Le but est le même que pour le verre thermiquement, mais la trempe s’obtientpar un procédé chimique. La méthode consiste à immerger le verre dans un bainde sels fondus placés à une température d’environ 400 °C. Il y a alors échangechimique entre les ions K + du bain de sels fondus KNO et les ions Na + pré-sents dans le verre. Les ions K + (de taille 2.66 Å) prennent la place des ions Na+ (de taille 1.96 Å). Les ions K + étant de taille supérieure, ils induisent une com-pression à la surface du verre, ce qui le rend plus résistant. La durée d’immer-sion détermine le niveau de contraintes obtenu. La répartition des contraintes n’apas la même allure que dans le cas du verre trempé thermiquement.

    Le verre feuilleté est un ensemble constitué d’au moins deux feuilles de verreassemblé sur toute leur surface par un intercalaire. L’intercalaire peut être un ouplusieurs films en matière synthétique, ou une résine. Il a pour but de coller lesfeuilles de verre tout en conférant des performances supplémentaires au produitfini. Ces performances peuvent être la limitation du risque de blessure en cas debris, la protection contre l’effraction, la protection contre l’incendie, l’isolationacoustique, la décoration…La méthode de fabrication du verre feuilleté est fonction de l’intercalaire. Dans lecas des films synthétiques, il s’agit d’un procédé de laminage. Le ou les films dePVB (poly-vinyl de buthyral) sont placés entre les feuilles de verre, les bullesd’air éventuelles sont éliminées par calandrage et l’adhésion est obtenue en sou-mettant l’ensemble à pression et température élevées dans un autoclave. Enprésence de résines, il s’agit d’un procédé de coulage qui consiste à placer unespaceur sur le pourtour des verres, puis à faire pénétrer la résine liquide entreles verres. Le durcissement est obtenu par une réaction de polymérisation sousdes lampes UV.

    Un verre à couche est obtenu par dépôt d’une ou plusieurs couches de matièresinorganiques, le plus souvent sur une seule face du verre, afin de modifier lespropriétés physiques (facteur solaire, coefficient de transmission thermique, cou-

    23Les vitrages de vigie

  • Le double vitrage

    leur) et/ou optiques (transmission et réflexion).Les verres à couches peuvent être classés selon trois critères :

    - le mode de fabrication de la couche (pyrolitique, sous vide ou trempé),- l’emplacement de la couche sur le vitrage lors de la mise en œuvre,- l’application réservée au vitrage.

    Les verres à couches peuvent, pour la plupart, être trempés, durcis, feuilletés oubombés. Il existe trois modes de fabrication des verres à couches :

    - les dépôts pyrolitiques : il s’agit de couches d’oxydes ou de mélanged’oxydes. Ces dépôts sont réalisés en continu à haute température (500 à700 °C) pendant la fabrication du verre à la sortie du bain de métal en fusion.Ces couches se caractérisent par une bonne durabilité et sont appelées descouches dures.- les dépôts sous vide : ces couches peuvent être soit des oxydes, soit desmétaux. Les dépôts sont réalisés à température ambiante, en dehors deslignes de fabrication du verre, à l’aide d’un magnétron. Il s’agit d’une enceintefermée hermétiquement contenant un gaz neutre dans laquelle une différencede potentielle est créée entre deux électrodes. L’opération se déroulant à faiblepression, ces conditions permettent l’émission par une cathode d’ions métal-liques, dont certains vont se déposer sur la face du verre. La ligne de fabrica-tion possède plusieurs chambres successives permettant de réaliser desdépôts multicouches (par exemple : couche d’adhérence au verre, couchedonnant les propriétés recherchées au verre, puis couche de protection contreles actions mécaniques et chimiques). La résistance de ces couches est fonc-tion de la composition chimique. À l’origine, ces couches étaient très fragiles etdevaient être placées à l’intérieur d’un double vitrage pour éviter toute détério-riation. Actuellement, leur résistance à augmenter, mais elle est toujours infé-rieure à celles des couches pirolitiques et leur utilisation en simple vitrage n’estpas toujours possible.- les dépôts au trempé : ce procédé assez rare (couche anti-reflet), consiste àplonger le verre dans une solution saline afin de réaliser un dépôt sur les deuxfaces et ce, contrairement aux deux types de traitement précédent.

    Il s’agit d’un ensemble de deux feuilles de verre assemblées et scellées enusine, séparées par un espace hermétique clos renfermant de l’air ou un gazdéshydraté. Le but premier de cet assemblage est de bénéficier du pouvoir iso-lant apporté par la lame de gaz et de la sorte de faire baisser le coefficient dedéperdition thermique U. Le pouvoir isolant peut encore être augmenté de diffé-rentes manières (couche basse émissivité,…).Les faces d’un double vitrage sont conventionnellement numérotées en position1 à 4 de l’ambiance extérieur vers l’intérieur.Le double vitrage se compose des éléments suivants :

    - deux feuilles de verre- un espaceur servant à fixer la largeur de l’espace entre les feuilles de verre- deux barrières d’étanchéité qui limitent au maximum les infiltrations d’eau etd’humidité dans le volume scellé. La première est en polyisobuthylène et laseconde est le plus souvent formée de polyuréthanne, de silicone ou de poly-sulfure- un dessiccatif introduit dans l’espaceur est destiné à assécher le gaz empri-sonné à la fermeture du vitrage et à absorber la vapeur d’eau qui pénétreraitéventuellement par diffusion à travers le scellement périphérique.

    24 Les vitrages de vigie

  • Vitrage faible réflexion ou anti-reflet

    Le bon fonctionnement du dessiccatif et des barrières d’étanchéité conditionne ladurée de vie du double vitrage. Si le dessiccatif perd de son efficacité ou si lescellement n’est plus hermétique, de la condensation peut se former à l’intérieurdu vitrage, ce qui implique le remplacement du vitrage.Un double vitrage est susceptible de subir des déformations. En effet le jour desa fabrication, la lame de gaz est enfermée à une température et une pressionbarométrique donnée. Or, la pression et la température changent ultérieurementet engendrent un cintrage léger des vitrages qui peut entraîner des phénomènesoptiques qui sont naturels et ne peuvent être évités.L’isolation thermique peut être combinée à une isolation acoustique, à une protec-tion solaire ainsi qu’à des fonctions de sécurité et de protection contre l’effraction.L’autre technique est le dépôt d’une couche de type basse émissivité sur la sur-face du verre. Cette couche est connectée à une alimentation électrique qui pareffet joule chauffe le verre (vitrage chauffant).Dans les deux cas, la puissance électrique peut-être modulée en fonction de lafonction principale du vitrage : confort ou chauffage. Dans le cas de la recherchede confort, la puissance électrique est de 50 à 100 W/m ? pour une températurede surface du verre de l’ordre de 20 à 40 °C, la puissance électrique sera de 100à 300 W/m ?.Les verres feuilletés ou à couches utilisées pour un vitrage chauffant sont desverres trempés.

    Les vitrages antireflet améliorent le confort visuel grâce à la diminution de laréflexion lumineuse par un facteur 10 : de 8 % pour un simple vitrage à moins de1 %. Cette faible réflexion lumineuse permet d’une part de voir très nettement lesobjets ou paysages placés de l’autre côté du vitrage sans être gêné par lesréflexions parasites de la lumière ou de l’environnement, et d’autre part d’appré-cier de manière optimale le rendu et le contraste des couleurs. Les couches anti-reflet sont des couches d’oxydes métalliques qui peuvent être déposés par plu-sieurs méthodes : pulvérisation, évaporation sous vide, ou immersion. Les verrestraités par immersion pour l’architecture ont une couleur résiduelle verte. Cetteréflexion résiduelle verte a l’avantage d’apporter une certaine neutralité en trans-mission et d’occasionner une dépendance relativement faible de le l’effet anti-reflet à l’angle de vision. D’autre part, ce procédé d’immersion permet un net-toyage aisé.

    25Les vitrages de vigie

  • Choix de la teinte des vitragesActuellement, le STAC préconise un verreteinté dans la masse de couleur verte de pré-férence par rapport au gris et au bronze. D’unpoint de vue physique, un verre de teinteneutre (gris, bronze) a une réponse spectralerelativement plate (dans la partie visible duspectre) donc peu d’influence sur le coeffi-cient Ra (Rendu des couleurs). Ce coefficientest établi à partir d’une moyenne sur 8 cou-leurs de référence. Plus la valeur de ce coeffi-cient est proche de 1, plus la déformation descouleurs à travers le vitrage est faible. Dansle cas de verre teinté (bronze, vert, bleu,….)la réponse spectrale dans la partie visible pré-sente des pics plus ou moins prononcés sui-vant la nature et l’intensité de la coloration(figure A1). Cette coloration influe très forte-ment sur la valeur du coefficient Ra (tableauA1).Comme l’indique le tableau A1, le coefficientde rendu des couleurs pour la teinte bleu estbien inférieure à la valeur minimale de 90 %,préconisation actuelle du STBA. La teintebronze qui a une réponse spectrale relative-ment tourmentée donne globalement lavaleur la plus importante.Pour effectuer le choix définitif de la teintedu verre, il faut tenir compte de la réponse del’œil.

    Tableau A1 : Coefficient Ra (Rendudes couleurs) en fonction de la cou-leur du verre

    Annexe 2

    26 Les vitrages de vigie

    Figure A1 :Réponse spec-trale en fonctionde la colorationdu verre

    Couleur Bleu Bronze Vert

    Ra 74 94 90

  • La rétine de l’œil contient deux types de cel-lules sensibles : les cônes et les bâtonnets.Les bâtonnets sont responsables de la visionnocturne (vision scotopique) et possèdent unmaximum de sensibilité vers 510 nanomètres(nm). Leur sensibilité est liée à un colorant,la rhodopsine, qui blanchit à la lumière dujour, expliquant par là leur insensibilité dansla journée. Les bâtonnets ne fournissentqu’une réponse photométrique et ne permet-tent donc pas de déterminer les couleurs : lanuit, tous les chats sont gris.Les cônes fournissent une réponse photomé-trique et chromatique, grâce à des pigmentsdont les maximums d’absorption se situentdans le bleu, le vert ou le rouge. C’est là, labase de la vision des couleurs et son aspecttrichromatique.

    L’œil ne présente pas la même sensibilitédans toutes les longueurs d’onde. Une étudestatistique réalisée par la CIE (Commissioninternationale de l’éclairage) [3] a permis dedéterminer la sensibilité spectrale moyennede l’œil humain. La courbe obtenue, appeléecourbe de visibilité (Figure A3), est intégréedans certains appareils de mesure, afin qu’ilsanalysent les couleurs de la même manièreque celle perçue par l’homme.

    On remarque, d’après cette courbe, qu’unesource de lumière située vers 660 nm doitêtre environ 10 fois plus lumineuse qu’unesource de 560 nm pour être perçue avec lamême intensité. Cette valeur n’est bien sûrqu’une moyenne, chaque individu possédantsa propre sensibilité chromatique.Au regard de la figure A2, la courbe de sensi-bilité spectrale de l’œil humain a une réponseGaussienne centrée sur la longueur d’onde de550 nanomètres qui correspond à la couleurverte.

    27Les vitrages de vigie

    Figure A2 :Sensibilité del’œil humain [2]

    Figure A3 :Visibilité chro-matique de l’œil [2]

  • Document réalisé par le service technique de l’aviation civile

    Rédaction : département Bâtiments

    Conception : département SINA, groupe Documentation et diffusion des connaissancesImpression : atelier de reprographie

    Janvier 2007

  • ISBN 978-2-11-096936-1

    direction généralede l’Aviation civile

    service techniquede l’Aviation civile

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