ConverLight® – Testé, documenté et éprouvé dans le cadre d’études en conditions réelles

Le projet Switch2Save, financé par l’UE, avait pour objectif d’étudier et de développer de nouvelles solutions visant à améliorer l’efficacité énergétique des bâtiments, en s’intéressant plus particulièrement à l’impact de la technologie des protections solaires dynamiques sur la consommation énergétique d’un bâtiment.En tant que leader européen de la recherche et du développement dans le domaine du vitrage dynamique, le système suédois de verre dynamique ConverLight® de ChromoGenics a été choisi comme référence.

Deux bâtiments ont été sélectionnés : un hôpital en Grèce et un immeuble de bureaux en Suède. Une étude comparative sur deux ans a été menée afin d’analyser la consommation d’énergie avant et après l’installation du vitrage dynamique ConverLight® de ChromoGenics. En parallèle, des chercheurs de l’Université technique nationale d’Athènes, en Grèce, et de l’Institut allemand Fraunhofer ont également réalisé des simulations détaillées à l’aide du même système.

Les grandes façades vitrées ont un impact significatif sur l’efficacité énergétique d’un bâtiment. En hiver, les bâtiments présentant un rapport fenêtre/mur (WWR) élevé peuvent voir leurs besoins en chauffage augmenter jusqu’à 35 %. En été, les besoins en climatisation peuvent être multipliés par cinq lorsque le WWR passe de 10 % à 90 %.

Deux facteurs principaux déterminent l’efficacité énergétique d’une fenêtre. Le premier est le pouvoir isolant (coefficient U) de l’unité de vitrage isolant (UVI), pour lequel les dernières technologies en matière de verre peuvent offrir les mêmes propriétés isolantes qu’un mur en briques isolé. Le second est le facteur de transmission thermique et lumineuse (coefficient g), dont le contrôle est plus difficile et plus complexe, puisque l’ensoleillement varie considérablement en fonction de la saison, de l’heure de la journée et de la situation géographique.

Les bâtiments non résidentiels, qui disposent souvent de grandes surfaces vitrées pour des raisons fonctionnelles et esthétiques, sont particulièrement concernés par ce phénomène. Pour relever ces défis, les technologies électrochromes telles que ConverLight® permettent d’ajuster et de réduire les besoins en chauffage en hiver et les besoins en climatisation en été.

Vasakronan, le plus grand propriétaire immobilier de Suède, salué pour son engagement en faveur du développement durable, a proposé d’utiliser son immeuble de bureaux Sleipner, situé à Uppsala, comme site d’essai pour cette étude. Après une année de collecte de données, le verre conventionnel* a été remplacé par plus de 50 fenêtres en verre dynamique ConverLight® sur une surface couvrant 200 mètres carrés. Les résultats furent impressionnants. En mars 2023, la consommation d’énergie liée à la climatisation a diminué de 80 %, un chiffre stupéfiant, par rapport à l’année précédente avec une installation classique.

Dans les immeubles de bureaux, le pic d’activité, et donc de consommation d’électricité, se produit généralement en milieu de journée, lorsque l’ensoleillement est à son maximum et que la demande de climatisation est la plus forte. C’est également à ce moment-là que les prix de l’électricité ont tendance à atteindre leur niveau le plus élevé. Réduire les besoins en climatisation pendant cette période peut donc rapidement s’avérer rentable pour les propriétaires immobiliers. De plus, le fait de moins solliciter la climatisation à midi diminue généralement la charge électrique et thermique maximale d’un bâtiment, ce qui permet de réduire les systèmes CVC et électriques. Dans certains cas, il est même possible de se passer complètement de la climatisation. Cela permet de réaliser des économies substantielles et d’améliorer l’efficacité énergétique globale du système CVC du bâtiment.

*Avant le passage au vitrage dynamique, le bâtiment était équipé d’une solution traditionnelle de protection solaire extérieure. Au vu des fortes réductions de la consommation d’énergie liée à la climatisation, on peut supposer que les stores traditionnels ne fonctionnaient pas correctement. L’usure et les exigences élevées en matière d’entretien sont des défis bien connus liés aux systèmes traditionnels de contrôle solaire.

L’hôpital général public de Nikaia, l’un des principaux établissements de santé d’Athènes, en Grèce, est confronté à des chaleurs extrêmes pendant l’été. Il est donc essentiel pour le bien-être et le rétablissement de ses patients et de son personnel de maintenir un bon confort thermique intérieur.

Dans le cadre du projet Switch2Save financé par l’UE, le verre dynamique ConverLight a été installé au dernier étage de l’hôpital, particulièrement exposé au soleil et connu pour rencontrer d’importantes difficultés en matière de climatisation. L’objectif était de tester sa capacité à améliorer le confort thermique tout en réduisant la consommation d’énergie dans des conditions extrêmes.

Par rapport à des journées présentant des conditions météorologiques similaires, les pièces équipées de ConverLight ont affiché une réduction de la température intérieure de l’ordre de 8 °C. Les besoins en climatisation ont été réduits de 28 %, ce qui a permis de diminuer considérablement les coûts énergétiques. En prime, le personnel hospitalier a également signalé une amélioration du rétablissement des patients (enfants) grâce à l’optimisation de l’environnement intérieur. Tant les représentants de l’hôpital que les experts évaluateurs de l’UE se sont montrés extrêmement satisfaits du résultat de l’essai, confirmant une nouvelle fois le potentiel de ConverLight à révolutionner la climatisation dans les établissements de santé.

Les scientifiques de l’organisme de recherche espagnol Leitat ont reçu des échantillons du verre dynamique ConverLight® afin de réaliser des tests de performance en conditions réelles et des simulations énergétiques en environnement contrôlé. Les simulations et les tests se sont concentrés sur trois critères clés :

• Minimiser la consommation énergétique annuelle globale.
• Maintenir le confort visuel avec un éclairage intérieur compris entre 300 et 3 000 lux.
• Garantir le confort thermique en maintenant les températures intérieures entre 20 °C et 26 °C.

Des simulations de performance énergétique menées dans divers climats européens ont démontré que ConverLight® permettait de réduire la consommation énergétique annuelle liée au chauffage, à la climatisation et à l’éclairage artificiel de 25 à 35 %. Cela représente une amélioration significative par rapport aux meilleurs vitrages statiques à contrôle solaire disponibles sur le marché. Les mesures réelles effectuées sur l’installation ConverLight® dans le bâtiment Sleipner ont dépassé les prévisions issues des simulations. Toutefois, les résultats réels dépendent de facteurs tels que l’état, l’emplacement et les caractéristiques spécifiques de chaque bâtiment ; ils peuvent être calculés pour un bâtiment donné à l’aide d’un logiciel de physique du bâtiment tel qu’IDA ICE.

La technologie ConverLight® a également démontré une capacité remarquable à ajuster la transmission lumineuse, comprise entre 14 % et 71 %. Cette large plage de modulation garantit un contrôle optimal de la lumière dans diverses conditions, améliorant à la fois le confort et l’efficacité énergétique.

Ces résultats mettent en évidence le potentiel du verre dynamique ConverLight® de ChromoGenics à améliorer de manière significative l’efficacité énergétique et le confort intérieur des bâtiments, le positionnant ainsi comme une solution de premier plan dans le domaine du vitrage intelligent.