La dilatation de l'acier et du verre, et ce qu'elle impose

Deux matériaux qui ne bougent pas au même rythme

Tous les matériaux se dilatent en chauffant et se rétractent en refroidissant. L'ampleur du mouvement dépend de trois choses seulement : la nature du matériau, l'écart de température subi et la longueur de la pièce concernée. Une pièce courte bouge peu. La même pièce trois fois plus longue bouge trois fois plus, pour un écart identique.

L'acier et le verre ont la particularité d'être assez proches sur ce point, ce qui explique qu'on puisse les assembler durablement dans un même ouvrage. Proche ne veut pas dire identique : à écart de température égal, l'acier s'allonge un peu plus que le verre. Sur une traverse courte, la différence reste invisible. Sur un montant de plusieurs mètres, elle devient une réalité qu'il faut loger quelque part.

Le point important n'est pas l'amplitude, il est la force. Un matériau empêché de se dilater ne renonce pas à bouger : il pousse. Les efforts développés par une dilatation contrariée sont considérables, sans commune mesure avec ce qu'on imagine en regardant un profilé fin. C'est pour cette raison qu'un ouvrage serré de partout finit toujours par céder quelque part, et que le maillon faible est presque toujours le verre.

Un matériau empêché de bouger ne renonce pas, il pousse.

Le bâti participe au mouvement, et souvent plus que l'ouvrage lui-même. Le bois d'un plancher gonfle en saison humide et se rétracte quand le chauffage assèche l'air, un enduit frais continue de bouger pendant des semaines, une dalle béton travaille lentement. Une verrière prise entre un plancher bois et une retombée de plâtre subit donc trois mouvements différents, dont le sien n'est pas nécessairement le plus grand.

D'où vient la chaleur sur une verrière d'intérieur

Dans un logement chauffé, les écarts de température restent modestes et les mouvements avec eux. Les ennuis ne viennent jamais de la température moyenne de la pièce : ils arrivent aux endroits où une partie de l'ouvrage chauffe nettement plus que le reste. C'est l'écart entre deux zones voisines qui crée la contrainte, pas la température absolue.

• Le soleil direct, en particulier sur une verrière placée face à une baie. La partie éclairée chauffe, la partie à l'ombre non, et la limite entre les deux se déplace au fil de la journée.
• La teinte de la structure. Un profilé laqué dans un noir profond absorbe beaucoup plus de rayonnement qu'un profilé clair et monte plus haut en température au soleil. Le choix d'un RAL n'a donc pas que des conséquences esthétiques.
• Une plaque de cuisson, un four, un insert ou un poêle situés à proximité, qui chauffent l'ouvrage de façon très localisée et par à-coups.
• Un radiateur placé juste sous la verrière, dont le panache d'air chaud lèche le vitrage sur une bande étroite.
• Un plancher chauffant, qui réchauffe en permanence la traverse basse pendant que le haut reste à la température de la pièce.
• Une verrière donnant sur une véranda, un jardin d'hiver ou une pièce non chauffée, qui voit deux climats différents sur ses deux faces.

Une pergola, une verrière extérieure ou un portail vivent tout autre chose : plein soleil l'après-midi, nuit fraîche, gel possible. Les écarts y sont plusieurs fois supérieurs à ceux d'un intérieur, et les principes exposés ici y prennent une importance directe, jusque dans le dessin des assemblages.

Les jeux, ces vides que l'on dessine exprès

La réponse à la dilatation ne consiste pas à empêcher le mouvement, elle consiste à lui laisser de la place. Sur une verrière, ces places s'appellent des jeux, et chacune a une fonction précise. Elles figurent au plan de fabrication : ce ne sont pas des approximations de chantier.

Ces jeux disparaissent visuellement une fois l'ouvrage terminé, ce qui trompe beaucoup de monde. Ils sont refermés par un joint souple ou par un couvre-joint métallique, deux solutions qui laissent le mouvement se produire au lieu de l'interdire. Le rôle exact de chaque joint est détaillé dans l'article qui leur est consacré.

Le verre ne touche donc jamais l'acier, nulle part. C'est la règle la plus simple du métier et la plus souvent enfreinte par les montages improvisés. Entre les deux, il y a toujours quelque chose de souple : une cale, un joint préformé, un cordon de mastic.

Ce qui casse quand on serre trop

Un ouvrage trop serré ne se voit pas le jour de la pose. Tout paraît net, plaqué, sans jour visible, et c'est même ce qui le rend séduisant. Il se voit des mois plus tard, souvent après le premier vrai coup de soleil de la saison ou après la première mise en chauffe de l'hiver.

• Une parclose vissée à fond, qui écrase le joint et bloque le panneau. Le verre n'a plus de mou et travaille en compression dès qu'il chauffe.
• Une vis de fixation trop serrée, qui déforme localement le profilé et vrille le cadre. L'ouvrant qui allait bien se met à frotter d'un seul côté.
• Un blocage rigide en pied et en tête simultanément, qui interdit tout allongement du montant. La contrainte se reporte alors sur les angles et sur les soudures.
• Un mastic dur passé tout autour de l'ouvrage, au plâtre ou au ciment, qui transforme le jeu périphérique en encastrement définitif.
• Une cale oubliée, qui laisse le chant du verre porter directement sur le métal, en un point et pas sur toute sa longueur.

La casse thermique, un mécanisme à part

Il existe une casse qui ne doit rien au serrage ni à un choc : la casse thermique. Son principe est simple. Le centre d'un panneau exposé au soleil chauffe et cherche à s'agrandir. Son chant, protégé par la parclose et par le profilé, reste à l'ombre et donc plus froid. Le verre chaud tire sur le verre froid, et la rupture part du bord vers l'intérieur.

Plusieurs situations aggravent nettement le risque, et toutes se rencontrent chez des particuliers sans que personne n'y voie malice.

• Un adhésif, un film ou un autocollant posé sur une partie du panneau, qui crée une zone chauffant plus que sa voisine.
• Un meuble haut, un canapé ou un carton poussé contre le vitrage, qui bloque la circulation d'air et fabrique une poche chaude.
• Un store ou un rideau plaqué contre le verre côté soleil, qui piège la chaleur entre le tissu et le vitrage.
• Une ombre portée qui coupe le panneau en deux, celle d'un poteau, d'une menuiserie ou d'un garde-corps par exemple.
• Un chant de coupe irrégulier ou ébréché, qui offre un point de départ tout trouvé à la fissure.

Le verre trempé résiste beaucoup mieux à ce mécanisme, ce qui explique son emploi sur les vitrages proches d'une plaque de cuisson ou d'un insert. Sur un panneau exposé au soleil, la qualité du façonnage du chant compte aussi : un bord net et régulier ne fait pas naître de fissure là où un bord écaillé le fait volontiers.

C'est l'une des raisons pour lesquelles Métallier Verre 44 demande, pendant l'étude sur place, par où passe le soleil dans la pièce et ce que vous comptez poser contre la verrière. La question paraît anodine, elle décide parfois de la composition d'un vitrage.

Les grandes longueurs et les jonctions avec le bâti

Plus une pièce est longue, plus son allongement devient sensible. Une verrière qui court sur toute la largeur d'un séjour, ou qui monte du sol au plafond sous une hauteur généreuse, ne se traite pas comme un panneau de dimensions ordinaires. La question se pose aussi sur les traverses continues, qui relient plusieurs travées d'un seul tenant.

• Le découpage en modules, qui coupe les grandes longueurs en éléments plus courts assemblés sur place. Chacun bouge de son côté et la jonction absorbe la différence.
• Les fixations à trous oblongs, qui tiennent le profilé sans lui interdire de coulisser très légèrement.
• Le point fixe unique : on bloque franchement l'ouvrage en un endroit choisi, et on laisse les autres appuis libres de glisser, plutôt que de tout bloquer partout.
• Un jeu haut plus généreux qu'en partie basse, parce que le plafond est l'endroit où l'on souhaite le moins voir apparaître une contrainte.
• Des soudures et des assemblages placés hors des zones les plus sollicitées, pour ne pas cumuler deux points durs au même endroit.

Les jonctions avec le bâti méritent le même raisonnement. Un plancher bois se déforme au fil des saisons, une retombée de plâtre suit les mouvements de la structure, un mur ancien enduit à la chaux vit lentement. Un joint souple correctement dimensionné encaisse cela sans se déchirer. Un mastic dur, non. La différence entre les deux se lit dans l'article sur les joints et le calfeutrement, et les écarts propres au bâti sont détaillés dans celui consacré aux tolérances.

Un dernier point concerne les ouvrants. Une porte est une pièce mobile insérée dans un cadre, avec des jeux de fonctionnement de quelques millimètres seulement. C'est donc l'endroit où un mouvement du bâti ou de la structure se manifeste en premier, bien avant qu'un joint ne se fende. Une porte qui commence à frotter au retour des beaux jours est un signal, pas un caprice de quincaillerie.

Ce qui se joue à la pose, et ce que vous verrez ensuite

La dilatation n'est pas un sujet théorique le jour du montage. Elle dicte des gestes précis, dont aucun ne prend beaucoup de temps mais dont l'oubli se paie longtemps après le départ de l'équipe.

1. Poser le vitrage en dernier, une fois la structure fixée, réglée et contrôlée, pour vérifier les logements réels avant l'arrivée du verre.
2. Caler chaque panneau sur ses cales, jamais directement sur le métal, et contrôler que le chant ne touche nulle part.
3. Serrer les parcloses jusqu'au contact du joint, sans forcer, en vérifiant que le panneau ne bouge plus sans être comprimé.
4. Laisser le jeu périphérique prévu au plan, y compris quand la tentation est grande de plaquer l'ouvrage contre le mur pour gagner un trait.
5. Refermer ce jeu avec un produit souple ou un couvre-joint métallique, en évitant les mortiers et les mastics durs.
6. Ne pas mettre en charge un scellement chimique avant sa prise complète, surtout dans une pièce fraîche ou humide.

Ensuite, une verrière bien conçue vit sans rien demander. Quelques signes valent quand même la peine d'être signalés plutôt que gardés pour soi : une porte qui frotte à une saison et plus à l'autre, un léger claquement au moment où le soleil arrive sur l'ouvrage, un joint qui se refend toujours au même endroit après avoir été refait proprement. Aucun n'est grave pris isolément, tous parlent d'un mouvement empêché.

Ces choix se prennent au dessin, avant la fabrication : sections, découpage en modules, mode de fixation, nature des joints. Le montage ne fait que les appliquer. Chez Métallier Verre 44, l'ouvrage est fabriqué à l'atelier, à Nantes, avec les jeux portés au plan, puis posé par ceux qui l'ont dessiné. L'étude sur place, le devis et le déplacement à domicile sont gratuits.