Les menuiseries extérieures — fenêtres, portes-fenêtres et baies vitrées — occupent une place particulière dans le bilan thermique d'un logement : ce sont à la fois les parois les moins isolantes de l'enveloppe et les seules à laisser entrer gratuitement de l'énergie sous forme de rayonnement solaire. Cet outil estime ces deux effets pour une menuiserie donnée : la chaleur qu'elle laisse s'échapper vers l'extérieur d'une part, et les apports solaires gratuits qu'elle capte d'autre part, selon son orientation. Mis en regard, ces deux résultats permettent de juger si une baie est plutôt un poste de déperdition à limiter ou une source d'apports utiles à valoriser.
La perte thermique par une menuiserie, exprimée en watts, se calcule sur le même principe que pour n'importe quelle autre paroi de l'enveloppe : elle est égale à la surface de la menuiserie multipliée par son coefficient de transmission thermique Uw (le U propre aux fenêtres, qui intègre à la fois le vitrage et le cadre), multipliée par l'écart de température ΔT entre l'intérieur et l'extérieur. Plus le Uw est faible, moins la menuiserie laisse fuir de chaleur pour une même surface et un même écart de température.
Les apports solaires gratuits reposent, eux, sur un second coefficient propre aux menuiseries : le facteur solaire Sw, qui exprime la part de l'énergie solaire reçue par le vitrage qui est effectivement transmise à l'intérieur du logement. L'outil calcule ces apports en multipliant la surface de la menuiserie par son facteur solaire Sw, par l'ensoleillement conventionnel associé à son orientation, puis par 0,35. Ce dernier coefficient traduit le fait qu'une partie du rayonnement solaire disponible n'est pas captée ou n'est pas valorisable en apport utile.
L'orientation de la menuiserie détermine directement la quantité d'ensoleillement conventionnel retenue dans le calcul des apports solaires : l'outil utilise une valeur de 420 pour une orientation sud, 280 pour l'ouest, 260 pour l'est, 250 pour une orientation mixte et seulement 120 pour le nord. L'écart entre ces valeurs illustre pourquoi le sud reste, de loin, l'orientation la plus favorable aux apports solaires gratuits en hiver, suivi de l'ouest et de l'est, tandis qu'une baie orientée au nord n'apporte quasiment aucun gain solaire, quelle que soit la qualité de son vitrage.
Des baies bien dimensionnées au sud favorisent donc des apports solaires utiles qui réduisent le besoin de chauffage en hiver, mais ce même atout peut se retourner en inconfort si elles ne sont pas associées à des protections solaires efficaces (brise-soleil, volets, débord de toiture) capables de limiter les apports en été. Pour approfondir ce lien entre dimensionnement des menuiseries, apports solaires et confort d'été, consultez le lien entre menuiseries, apports solaires et confort d'été (indicateur DH) dans le guide de la RE2020.
Cette page présente et explique la formule utilisée pour estimer les pertes et les apports solaires d'une menuiserie. Pour effectuer le calcul avec vos propres données de projet, rendez-vous sur l'outil interactif complet, qui regroupe treize onglets couvrant l'ensemble des indicateurs de la RE2020.
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À noter : cet outil de pré-dimensionnement est un simplificateur à visée pédagogique. Il ne remplace ni une étude thermique réglementaire ni un moteur de calcul RE2020 agréé. Les pertes et apports solaires réglementaires opposables sont calculés par un bureau d'études thermiques à l'aide du moteur Th-BCE, seul reconnu par l'administration pour attester la conformité d'un projet à la RE2020.
Contenu technique rédigé ou vérifié par le Dr T BOUACHE, dirigeant-fondateur et référent technique de LECOBAT, docteur-ingénieur en énergétique et génie des procédés.