Fissures d’angle sur les fenêtres en PVC

Au cours des dernières décennies, les fenêtres en PVC se sont imposées auprès des maîtres d’ouvrage et des planificateurs. Elles nécessitent peu d’entretien, ont une longue durée de vie et offrent d’excellentes propriétés d’isolation. Toutefois, des fissures d’angle peuvent apparaître, en particulier sur les profilés laqués ou filmés sombres, et ce problème peut avoir des conséquences à la fois esthétiques et fonctionnelles.

Les fissures d’angle se produisent en raison des contraintes de traction qui s’exercent sur les angles soudés des profilés. Ces contraintes peuvent d’une part être dues à un traitement ou un montage inapproprié. D’autre part, elles peuvent résulter de déformations thermiques. Selon notre expérience, l’apparition de fissures d’angle sur les fenêtres en PVC peut avoir plusieurs causes. Dans de nombreux cas, les fissures d’angle ne sont pas le résultat d’une seule action, mais d’une combinaison de plusieurs facteurs.

Causes possibles/Paramètres des fissures d’angle 

Lors de la production des fenêtres, il est essentiel de réaliser le processus de soudage correctement afin de garantir la résistance des angles. Certains paramètres tels que la température de soudage, la durée de soudage et la « perte au feu » doivent être adéquats. Pour les profilés en PVC-U conventionnels, l’armature en acier est l’élément le plus important pour limiter les dilatations thermiques linéaires dues au matériau. Outre le dimensionnement correct du profilé en acier, sa longueur et sa fixation sont également cruciales. Le « fraisage de finition » du cordon de soudure a également une influence sur la stabilité de l’assemblage. Les directives de mise en œuvre des fournisseurs de systèmes contiennent généralement des indications concrètes en ce qui concerne les points mentionnés ci-dessus.

Les expériences recueillies en Allemagne permettent en outre de partir du principe que la nouvelle technique de soudage avec joint en V donne plus souvent lieu à des fissures d’angle que la technique de soudage conventionnelle avec fraisage de finition. Cette technique de soudage est souvent utilisée pour les fenêtres filmées, car elle permet d’obtenir un aspect plus esthétique.

Lors du montage, le type et la position des fixations du cadre sont essentiels. Le cadre peut subir une trop forte « contrainte » si les points de fixation sont trop proches des angles. Étant donné que la longueur des profilés de fenêtre, même dotés d’une armature en acier, varie en fonction des changements de température, le type de montage ne doit pas trop limiter les mouvements. Le PVC-U a un coefficient de dilatation linéaire d’environ 0,08 mm/mK. La dilatation du matériau s’élève par exemple à environ 4,8 mm pour une longueur de profilé de 2 m et une variation de température de 30 °C. Si les profilés en PVC-U sont renforcés par une armature en acier, l’expérience montre que la dilatation est réduite à environ 0,03 mm/mK, soit encore environ 1,8 mm dans les conditions mentionnées ci-dessus. En règle générale, les fournisseurs de systèmes donnent également des directives de montage concrètes, qu’il convient de prendre en compte pour obtenir une construction sans dommages à long terme.

Une propriété matérielle importante du PVC-U, qui favorise les fissures d’angle, est le «retrait». Ce dernier est déclenché par l’échauffement des profilés sous l’effet des rayons du soleil et par le refroidissement consécutif des profilés installés. Au cours de ce processus, il se produit une réinitialisation des orientations moléculaires et la relaxation des contraintes internes qui apparaissent pendant le processus de transformation par extrusion. Les contraintes créées à l’intérieur des profilés par l’extrusion sont par conséquent relâchées par le processus de retrait, de sorte que le profilé est plus court après le refroidissement qu’avant l’exposition au soleil. Ce processus, qui n’a lieu qu’à l’état monté, se manifeste par un changement de forme critique. La température nécessaire pour initier ce processus dépend en premier lieu de la composition du PVC et de l’épaisseur des parois du profilé. Le processus peut débuter dès que la température du matériau atteint environ 60 °C et augmente en intensité au fur et à mesure que le profilé chauffe. Par conséquent, la température à laquelle le processus de retrait est initié est inférieure à la température de ramollissement Vicat (VST/B50, contrôle selon SN EN ISO 306:2022). Cette dernière désigne la température à partir de laquelle le matériau commence à se ramollir sous une charge définie. Le processus de retrait décroît de manière exponentielle et s’arrête dès que toutes les contraintes ont disparu dans les profilés.

Quel rôle joue le retrait par rapport aux fissures d’angle?

La contraction des zones chauffées du profilé génère une force qui tire sur les onglets soudés. Si la force de traction exercée sur la soudure devient trop importante, les angles se fissurent. Seules les parois/zones du profilé qui sont fortement chauffées (en général les parois les plus extérieures) sont concernées par le retrait. Les autres zones du profilé conservent leurs dimensions d’origine et ne rétrécissent pas. Il en résulte un déséquilibre de la contrainte à l’intérieur des profilés, qui entraînerait une déformation si les profilés n’étaient pas fixés par le montage. Une fois installés, les profilés ne peuvent se déformer que de manière limitée et le retrait se traduit par une force de traction exercée sur les angles en onglet.

Dans les faits, les fissures d’angle d’origine thermique apparaissent exclusivement sur les façades exposées au soleil et presque exclusivement sur les angles inférieurs des profilés de dormant. En général, les profilés concernés ont un revêtement par film ou par peinture sombre. Pourquoi les profilés blancs ne sont-ils que rarement touchés par les fissures d’angle d’origine thermique ?

En cas d’exposition directe au soleil, les profilés de fenêtre blancs atteignent une température de surface d’environ 50 °C, tandis que la température de surface des profilés de couleur foncée (par exemple anthracite) peut monter jusqu’à environ 72 °C. De plus, un rebord de fenêtre réfléchissant (ou similaire) peut entraîner une hausse de la température de surface pouvant aller jusqu’à 10 °C au niveau des profilés inférieurs. En règle générale, la température des profilés blancs reste donc inférieure à la plage dans laquelle le retrait est déclenché.

Quelles considérations pouvons-nous prendre en compte lors de la planification?

En partant du principe que les fenêtres ont été produites et montées correctement, il est possible de minimiser le risque de fissures d’angle en observant les points suivants.

Planification:

• Si des fenêtres filmées sont projetées, utiliser si possible des films/peintures de teinte claire afin de maintenir la température de surface au niveau le plus bas possible et d’éviter le déclenchement du «retrait».
• Utiliser des rebords et des châssis de fenêtre aussi peu réfléchissants que possible pour éviter qu’ils n’augmentent fortement la température des profilés.
• Lors de la planification des raccords de fenêtres, il faut veiller à ce que les profilés de fenêtre exposés au soleil disposent d’une circulation d’air suffisante qui contribue à refroidir les profilés. À titre d’exemple, une fenêtre dont le rebord/l’embrasure se situe en profondeur aura un flux d’air extérieur moins important que les fenêtres positionnées plus à l’extérieur dans la structure de la façade. Alors que les murs construits sont de plus en plus épais, ce point est source de tensions. En effet, les fenêtres encastrées profondément ne sont pas non plus optimales du côté de la pièce, car le flux d’air et l’échauffement insuffisants entraînent une condensation de surface et la formation de moisissures.

Construction de la fenêtre/Fournisseur du système:

• Mise en œuvre correcte selon les directives du fournisseur du système
• Réduction de la longueur maximale des profilés colorés/foncés, en concertation avec le fournisseur du système
• Utilisation de films ou de peintures avec une réflexion aussi élevée que possible afin de réduire l’absorption de chaleur au niveau des profilés
• Pour les profilés colorés, utiliser des profilés de classe A avec une épaisseur de paroi extérieure de 3 mm et non des profilés de classe B d’une épaisseur de 2,7 mm (selon SN EN 12608-1+A1:2021).

D’un point de vue technique, il serait souhaitable d’« étuver » les profilés au préalable. L’étuvage déclencherait le retrait avant la découpe des profilés et il n’y aurait ainsi plus de retrait au moment de la pose. D’après ce que nous savons, ce sujet a déjà été abordé à plusieurs reprises par différents fabricants et fournisseurs de systèmes, mais n’a pour l’instant jamais fait l’objet d’une mise en œuvre généralisée par aucun fournisseur de systèmes ou fabricant de fenêtres en PVC.

Les profilés de fenêtre laqués ou filmés sombres sont donc soumis à des limitations techniques plus importantes que les profilés de fenêtre en PVC blanc. Il faut en tenir compte dès la planification et jusqu’à l’installation.

Habillages en aluminium foncé sur les fenêtres en PVC

Il va de soi que la question de l’échauffement des profilés se pose également pour les fenêtres en PVC pourvues d’habillages en aluminium foncé. Notre expérience nous a montré que la problématique de base décrite précédemment concerne aussi ces constructions de fenêtres. Cependant, les angles correspondants n’étant plus visibles et ne pouvant plus être contrôlés aisément après l’installation, nous manquons de valeurs empiriques plus complètes issues de la pratique. Pour cette raison, il est difficile d’effectuer une quantification appropriée et nous recommandons de réaliser ces constructions en utilisant uniquement des habillages aussi clairs que possible.

Nous continuerons à l’avenir à travailler intensivement sur cette question fondamentale et nous vous tiendrons au courant par ce biais dès que nous aurons des recommandations concrètes à vous communiquer au sujet des valeurs de clarté et de réflectance solaire totale (TSR) des profilés de fenêtre en PVC revêtus. D’ici là, il convient de continuer à définir ces valeurs en fonction de la situation et en concertation avec les fournisseurs des revêtements et des systèmes.

Vous avez des questions à propos de la planification des fenêtres ou des portes? Notre équipe se fera un plaisir de vous assister.