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Vitrage structurel : Avantages, inconvénients et raisons de sa popularité

Les bâtiments revêtus de grandes plaques de verre ininterrompues sont relativement courants aujourd’hui. Mais ce concept était impensable avant que ne soit développé le vitrage structurel capable de supporter de lourdes charges.

Alors qu’est-ce que le vitrage structurel, quels sont ses avantages et ses inconvénients? Et comment peut-il éventuellement vous aider lors de votre prochain projet? Plongeons dans le vif du sujet.

Qu’est-ce que le vitrage structurel?

Le verre ou vitrage structurel est un verre qui supporte une partie du poids de la structure. Il est composé de panneaux en verre renforcé ayant des qualités portantes. Ces panneaux sont généralement maintenus ensemble par un puissant adhésif à base de silicone, ce qui permet aux architectes de créer des bâtiments ou des éléments de construction qui semblent n’être constitués que de verre.

Le vitrage structurel est traditionnellement utilisé pour les gratte-ciel de verre, mais il a aujourd’hui de nombreuses autres applications, allant des planchers de verre aux fenêtres en verre minimal sans cadre perceptible. Le vitrage structurel est généralement constitué de verre feuilleté, de verre monolithique ou encore d’unités de verre à double ou triple vitrage scellé.

Du fait de sa solidité, le vitrage structurel n’a pas besoin d’un cadre d’apparence lourde pour le maintenir, ce qui n’est pas le cas de la plupart des applications de vitrage traditionnelles. Il offre ainsi de nombreuses possibilités de conception qui peuvent donner lieu à des installations de verre vraiment massives. En raison de l’absence d’encadrement visible, le vitrage structurel offre un aspect épuré, une plus grande pénétration de la lumière naturelle et des vues dégagées.

Capable de supporter une charge verticale ou horizontale, le vitrage structurel est suffisamment flexible pour être utilisé à n’importe quelle échelle et il s’adapte à pratiquement n’importe quelle structure de bâtiment.

Qu’il s’agisse de terrasses et de planchers porteurs en verre, d’entrées en verre, de lanterneaux, de cages d’ascenseurs ou de portes coulissantes en verre sans cadre, le vitrage structurel rend les choses possibles.

Comment le vitrage structurel fonctionne-t-il?

La plupart des systèmes de vitrage structurel modernes utilisent des raccords en acier inoxydable dissimulés dans les coins de chaque panneau de verre. Les panneaux sont ensuite fixés directement à la structure du bâtiment (au lieu d’utiliser un cadre de fenêtre).

Il existe de nombreux types de vitrages structurels, dont les suivants :

  • Vitrage encadré sur quatre côtés : Vitrage structurel avec un cadre sur quatre côtés pour soutenir le verre.
  • Vitrage encadré sur deux côtés : Vitrage structurel avec un cadre sur deux côtés pour soutenir le verre.
  • Système de vitrage sans cadre : Système de vitrage qui utilise des panneaux coulissants et pliants en mesure de se déplacer sur une surface sans paliers.
  • Système de mur-rideau unitisé : Une conception modulaire composée de panneaux préassemblés et joints, garantissant une installation facile et rapide sur le chantier.
  • Vitrage en bâton : Installé à l’aide de plaques à pression et de joints pour maintenir le verre en place, le vitrage en bâton implique un scellement humide du système sur place, ce qui nécessite généralement un serrage temporaire pendant le durcissement du silicone.
  • Vitrage à ailettes en verre : Des feuilles de verre, appelées ailettes, sont utilisées pour renforcer la façade (au lieu de meneaux en acier).
  • Systèmes de tension : Des câbles à haute résistance ou des tiges en acier inoxydable sont utilisés pour le soutien.

Tous les systèmes de vitrage structurel mentionnés ci-dessus offrent un résultat similaire : Une plus grande transparence grâce à une surface lisse et contiguë avec peu ou pas de métal, de plaques à pression ou de capuchons.

Histoire du vitrage structurel

Comme pour la plupart des innovations technologiques, l’histoire du vitrage structurel est faite de petites avancées qui ont finalement conduit à des applications de vitrage considérées comme étant impossibles il y a seulement quelques décennies par les contemporains de l’époque.

Quelques faits saillants dans le développement du vitrage structurel :

  • Au début des années 1900 : La brique de verre est inventée, un matériau de vitrage porteur développé pour apporter plus de lumière dans des espaces industriels auparavant sombres et utilisé dans un style similaire à celui de la maçonnerie.
  • 1927 : Le verre en polybutyral de vinyle (PVB) est inventé, un type de verre feuilleté de sécurité souvent utilisé dans les applications structurelles.
  • Dans les années 1950 : Le verre flotté est développé, un verre architectural de la même épaisseur que le verre laminé, mais avec des capacités structurales beaucoup plus fortes.
  • Dans les années 1980 : L’utilisation du verre trempé dans la construction commence à prendre de l’ampleur, ce qui amène les concepteurs à utiliser de plus grandes pièces de verre trempé pour les portes et les fenêtres.
  • 1994 : La Tour CN à Toronto inaugure un plancher de verre en vitrage structurel qui est à l’époque le premier du genre dans le monde.
  • 2009 : La Willis Tower à Chicago inaugure The Ledge, des caissons de verre en vitrage structurel suspendus à plus de 1 000 pieds au-dessus du sol.
  • 2016 : Le plus long pont de verre du monde, le pont de verre de Zhangjiajie, est inauguré en Chine en 2016.
  • 2017 : Apple inaugure son siège social à Cupertino, en Californie, comportant 3 000 plaques de verre et les plus grandes fenêtres incurvées du monde (47 x 10 pieds à l’extérieur et 36 x 10 pieds à l’intérieur).

Applications du vitrage structurel

L’existence du verre feuilleté renforcé signifie que les architectes et les concepteurs peuvent désormais utiliser le verre comme n’importe quel autre matériau de construction, ce qui offre de nombreuses possibilités d’innovation.

En effet, les applications de vitrage structurel sont omniprésentes, qu’il s’agisse des façades ondulantes en verre qui s’élèvent dans nos villes parsemées de gratte-ciel, des portes coulissantes en verre sans cadre, relativement modestes, ou de plusieurs attractions touristiques telles que la pièce vitrée de l’Aiguille du Midi à Chamonix et la passerelle du champ de glace Columbia au Canada.

Cependant, l’utilisation du vitrage structurel au cours des dernières années s’est surtout accrue dans le secteur résidentiel. Nous avons déjà mentionné l’utilisation du vitrage structurel pour les toits, les planchers et les grands murs-rideaux. Les architectes et les concepteurs peuvent désormais ajouter des extensions en verre aux résidences, avec un encadrement minimal ou sans encadrement, afin d’obtenir plus d’espace et de lumière naturelle.

Avantages et inconvénients du vitrage structurel

Comme tout matériau ou technique de construction, le vitrage structurel présente des avantages et des inconvénients. L’un des principaux avantages du vitrage structurel est qu’il peut être déployé dans des endroits difficiles, auparavant inadaptés pour le verre, ou dans des régions sujettes aux tremblements de terre, où le verre doit être plus résistant pour réduire les dommages potentiels.

Mais le vitrage structurel présente d’autres avantages, dont les suivants :

Une lumière naturelle accrue : Plus de lumière naturelle grâce à des pans entiers de verre et des lignes de visibilité dégagées, ce qui ne serait pas possible sans verre renforcé. La lumière naturelle a des effets positifs sur la santé et la performance des soins de santé, ainsi que dans d’autres applications.

Une meilleure connexion avec la nature : Grâce aux vitres massives que permet le vitrage structurel, les bâtiments peuvent avoir une relation beaucoup plus intime avec leur environnement naturel tout en étant protégés contre les éléments.

Isolation et efficacité énergétique : Les progrès technologiques ont permis d’améliorer les propriétés isolantes du verre structurel, en employant du verre thermique capable de contrôler les gains de chaleur solaire et de maintenir une température ambiante confortable. Le silicone utilisé pour relier les panneaux de verre a également un effet bénéfique, car l’absence de métal extérieur exposé réduit la quantité de ponts thermiques. Par ailleurs, le double ou triple vitrage contribue à améliorer les performances thermiques dans les climats plus froids.

Flexibilité architecturale : De grandes parois vitrées ou d’autres éléments structuraux en verre ajoutent une touche d’originalité incontestable à tout projet et sont souvent utilisés pour aider à réhabiliter des bâtiments anciens ou patrimoniaux. La polyvalence du verre porteur ouvre également la voie à de nombreuses possibilités architecturales pour créer des structures ou des éléments en verre massifs et uniques.

Les murs-rideaux d’Unicel Architectural : le vitrage structurel

Les murs-rideaux en aluminium, les lanterneaux et les murs-rideaux en bois d’Unicel Architectural sont très appréciés des architectes qui souhaitent ajouter à leurs projets un vitrage structurel avec une finition harmonieuse. Unicel Architectural fabrique tous les murs-rideaux en bois et en aluminium en usine, ce qui signifie que le temps et les efforts d’installation sur le chantier sont réduits au minimum.

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