Épaisseur de vitrage : comment elle se calcule selon le NF DTU 39 P4

Un grand vitrage de hall qui vibre par jour de mistral, une verrière qui se creuse sous la neige d'un hiver exceptionnel : ces inquiétudes reviennent souvent en réunion de conception. Elles ont une réponse précise. L'épaisseur d'un vitrage se calcule, ouvrage par ouvrage, à partir des efforts qu'il recevra, et ce calcul donne au maître d'ouvrage la tranquillité d'une façade qui tient, saison après saison.

En France, la méthode de référence pour les vitrages posés en feuillure sur chantier est la norme NF DTU 39 P4, dont la version en vigueur date de juillet 2012. Sans entrer dans les formules, voici sa logique, les données d'entrée à réunir et les vérifications qui font la différence sur un grand vitrage.

De quoi dépend l'épaisseur d'un vitrage ?

Quatre familles de données entrent dans le calcul :

• la charge que le verre doit reprendre, principalement la pression du vent ;
• les dimensions du vitrage : plus il est grand, plus il travaille ;
• les conditions d'appui : un verre tenu sur ses quatre côtés se comporte bien mieux qu'un verre tenu sur deux côtés avec des bords libres ;
• la composition : simple ou isolant, monolithique ou feuilleté, recuit, durci ou trempé.

À cela s'ajoutent, selon les ouvrages, des exigences qui relèvent d'autres textes : protection contre les chutes, sécurité des personnes en cas de bris, acoustique, effraction. L'épaisseur finale est celle qui satisfait toutes ces exigences à la fois.

Comment détermine-t-on la charge de vent sur un vitrage ?

La pression de vent dépend du lieu et de la position du vitrage dans le bâtiment. Le calcul tient compte de :

• la région de vent où se situe la construction ;
• l'environnement immédiat : centre urbain dense, périphérie, rase campagne, bord de mer ou de grand plan d'eau ;
• la hauteur du vitrage au-dessus du sol, la pression augmentant avec la hauteur ;
• les situations particulières : bâtiments élancés, constructions en surplomb d'un talus, zones exposées aux cyclones outre-mer.

Selon la littérature technique, la version 2012 du NF DTU 39 P4 s'appuie sur les Eurocodes pour la définition du vent et de la neige. En pratique, ces données d'entrée sont les mêmes que celles qui servent à choisir le classement au vent de la fenêtre, comme nous l'expliquons dans notre article sur le choix du classement AEV. Le vitrage et le châssis se dimensionnent pour la même exposition.

Vitrage vertical ou incliné : quelles différences ?

Un vitrage vertical est calculé pour le vent. Un vitrage incliné, celui d'une verrière ou d'une toiture vitrée, reçoit en plus son propre poids et la neige : le calcul retient la plus défavorable des combinaisons. Au-delà d'une certaine inclinaison, le verre redevient assimilable à un vitrage vertical. Les vitrages intérieurs, à l'abri du vent, sont calculés pour une pression conventionnelle fixée par la norme.

Les verrières demandent une attention particulière en phase d'études : la neige, l'accès pour l'entretien et la sécurité des personnes situées dessous orientent à la fois l'épaisseur et la composition, avec en général un verre feuilleté en face intérieure.

Le principe du calcul, étape par étape

Une épaisseur de base

À partir de la charge et des dimensions, la norme fournit, pour chaque mode d'appui, une épaisseur de référence : verre tenu sur toute sa périphérie, sur trois côtés, sur deux côtés opposés, avec ou sans maintiens ponctuels sur les bords libres.

Un facteur lié au châssis

Pour certains vitrages simples fixes, un facteur de réduction tient compte de leur situation. Il vaut en général 1, et descend légèrement dans des cas bien délimités par la norme.

Un facteur lié à la composition

Le résultat est ensuite multiplié par un facteur d'équivalence propre au type de vitrage. Il traduit, par exemple, la façon dont les deux verres d'un vitrage isolant se partagent la charge, le comportement d'un feuilleté, ou la résistance accrue d'un verre trempé par rapport à un verre recuit. La somme des épaisseurs des verres retenus doit atteindre la valeur ainsi obtenue.

Pourquoi vérifier aussi la flèche ?

Un vitrage peut résister sans casser tout en se déformant trop : il inquiète les occupants, fatigue ses joints ou laisse l'eau stagner sur une toiture. La norme impose donc une vérification de flèche pour les vitrages qui présentent un bord libre, et pour les verrières de très faible pente.

Un point surprend souvent : la flèche dépend de l'épaisseur du verre et de sa composition, et la trempe n'y change rien. Un verre trempé résiste mieux à la casse, mais il fléchit autant qu'un verre recuit de même épaisseur. Pour limiter la déformation, on augmente l'épaisseur.

La norme ajoute enfin des limites dimensionnelles pour les grands vitrages monolithiques recuits, et des règles propres aux vitrages collés et aux stabilisateurs en verre des façades tout verre.

Qui fait le calcul, et quand ?

Le dimensionnement des vitrages relève de l'entreprise qui exécute l'ouvrage, sur la base des données du marché : localisation, hauteur, exposition, exigences de sécurité. Il se mène en phase d'études d'exécution, avant la commande des verres. Sur un grand ensemble vitré, il conditionne aussi les profilés, les parcloses et la profondeur de feuillure : mieux vaut l'engager tôt, comme nous le recommandons pour les murs rideaux.

Lorsque le vitrage doit aussi protéger d'une chute, l'épaisseur au vent se double d'une exigence de résistance aux chocs : voir notre article sur les vitrages garde-corps.

Notre approche

Notre bureau d'études dimensionne les vitrages de chaque ensemble à partir de l'exposition réelle du chantier, et met la note de calcul à disposition de la maîtrise d'œuvre et du contrôleur technique. Les châssis aluminium sont fabriqués dans nos ateliers de Lunel, les verres commandés aux compositions retenues, et l'ensemble posé par nos équipes. Découvrez nos façades et murs rideaux.

Questions fréquentes

Un double vitrage 4/16/4 convient-il pour une grande baie ?

Cela dépend de ses dimensions, de son mode d'appui et de l'exposition du site. Sur une grande baie fixe, en étage ou en bord de mer, le calcul conduit souvent à des verres plus épais ou feuilletés. Seul le dimensionnement selon le NF DTU 39 P4 permet de trancher.

Le verre trempé permet-il d'amincir le vitrage ?

Il améliore la résistance à la rupture, ce que traduit son facteur d'équivalence. La flèche, elle, reste celle de l'épaisseur choisie : sur un vitrage à bord libre, c'est souvent elle qui fixe l'épaisseur.

Le calcul couvre-t-il les vitrages des menuiseries industrielles ?

Les fenêtres marquées CE déclarent leurs performances sous la responsabilité de leur fabricant. Le NF DTU 39 P4 vise les vitrages mis en œuvre sur chantier ; pour les ouvrages hors de son domaine, la justification passe par le fabricant ou une étude spécifique.

Un ensemble vitré à dimensionner ? Confiez-nous vos plans : un chargé d'affaires vous rappelle pour en parler.