Pendant des décennies, les tours entièrement en verre symbolisaient la transparence, la modernité des entreprises et les superbes vues sur la ville. Aujourd’hui, cet éclat a disparu. Les intérieurs surchauffés et énergivores, ainsi que la lumière éblouissante qui se reflète sur les trottoirs, révèlent les inconvénients de ces tours, tandis que des milliards d’oiseaux perdent la vie en se heurtant à ces vitres invisibles. Avec les réglementations sur le carbone et l’augmentation des changements climatiques extrêmes, les immenses bâtiments en verre ont commencé à être repensés.
Une tour entièrement en verre peut-elle dépasser les limites carbone de 2030 sans recourir à des systèmes extraordinaires ?
Non, cela ne serait pas possible sans une enveloppe quasi surhumaine. Les nouvelles réglementations imposent des performances beaucoup plus strictes pour les façades. À New York, la loi locale 97 (2019) limite les émissions annuelles de CO₂ des bâtiments de plus de 25 000 pieds carrés. La première période de conformité commence en 2024 (les sanctions débutent en 2025) et des limites beaucoup plus strictes seront mises en place d’ici 2030. L’objectif final est d’atteindre zéro émission nette d’ici 2050. Environ 50 000 propriétés (soit environ 60 % de la superficie totale de la ville de New York) sont concernées par cette réglementation. Par conséquent, les immeubles de grande hauteur aux surfaces vitrées non étanches devront faire l’objet de rénovations importantes de leur système de chauffage, ventilation et climatisation, sous peine de sanctions financières.
Normes de base américaines : ASHRAE 90.1-2022 (et IECC 2021) a considérablement renforcé les règles relatives aux fenêtres. Ils ont réduit les coefficients U et les coefficients de gain de chaleur solaire (SHGC) autorisés dans toutes les zones climatiques et obligent désormais les concepteurs à documenter les valeurs U, SHGC et de transmission lumineuse apparente du vitrage pour chaque orientation de façade. Dans la pratique, cela comble de nombreuses « lacunes » qui conduisaient autrefois à privilégier des vitrages bon marché et à haut rendement.
La situation au Royaume-Uni : La réglementation britannique Part L (2021) réduit également les valeurs U de manière similaire et les nouvelles règles Part O (surchauffe) exigent une évaluation dynamique des gains d’énergie solaire (CIBSE TM52/TM59). Le CIBSE indique que de nombreuses maisons neuves ou rénovées « ont une forte proportion de vitrage (gain d’énergie solaire excessif) », ce qui entraîne une surchauffe. En bref, la réglementation britannique exige désormais que même les conceptions commerciales prouvent leur capacité à évacuer la chaleur (par exemple, par ombrage, ventilation nocturne, etc.), mais une structure entièrement vitrée a du mal à y parvenir.
Carbone tout au long du cycle de vie : Les murs en verre génèrent également des émissions de carbone élevées. Une étude réalisée par Arup rappelle que l’amélioration des performances thermiques entraîne généralement une augmentation de l’utilisation de matériaux supplémentaires et donc des émissions de carbone. Par exemple, l’épaississement des murs ou l’ajout de brise-soleil réduit la consommation d’énergie, mais augmente l’utilisation de béton/acier. Arup a montré que les émissions de carbone des façades varient considérablement en fonction de leur type et que, par conséquent, les plus grandes ne sont pas toujours les meilleures. Aujourd’hui, les équipes de conception (et les guides tels que LETI) utilisent dès le premier jour la comptabilité carbone sur l’ensemble du cycle de vie : plus de murs et moins de verre est généralement la solution la plus appropriée en termes de carbone net.
Exemple d’application : Ces compromis ont été illustrés dans l’analyse réalisée par Arup pour le 55 Bishopsgate (Londres). L’équipe de conception a coordonné la surface vitrée avec le contrôle solaire afin d’« optimiser la façade en termes de carbone tout au long de son cycle de vie » : elle a modifié la taille des vitrages en fonction de la surface et de la hauteur, et a ajouté des ombrages lorsque nécessaire afin d’équilibrer la lumière du jour et le gain de chaleur. En bref, l’enveloppe du bâtiment est devenue une décision carbone plutôt qu’un choix de rendu.
Leçons à tirer de la conception : Pour atteindre les objectifs de 2030 sans recourir à une immense installation de refroidissement, il faut que les bâtiments de grande hauteur aient généralement un rapport fenêtre/mur (WWR) beaucoup plus faible sur chaque façade et soient équipés de dispositifs d’ombrage extérieur (brise-soleil, volets, stores). Utilisez du verre à sélectivité spectrale SHGC faible (réglé pour un VLT visible élevé mais offrant un faible gain solaire). Considérez chaque façade comme un budget carbone : ajoutez des murs ou des panneaux spandrels isolés si nécessaire et calculez toujours comment la surface vitrée s’équilibre avec l’énergie du bâtiment.
2) Quelle quantité de verre est réellement nécessaire pour laisser passer la lumière du jour sans provoquer d’éblouissement ni de surchauffe ?
Les avantages de la lumière naturelle ne nécessitent pas partout des vitrages du sol au plafond. Les meilleures pratiques actuelles utilisent des critères (autonomie spatiale de la lumière naturelle, DGP, etc.) plutôt que l’ancienne règle. En particulier, le potentiel d’éblouissement par la lumière naturelle (DGP) mesure le pourcentage de personnes qui seront gênées par l’éblouissement provenant des fenêtres. Il classe les niveaux d’éblouissement comme suit : imperceptible (<35 %), perceptible (35-40 %), gênant (40-45 %), insupportable (>45 %). Dans la pratique, les grandes fenêtres à contraste élevé font facilement passer le DGP dans la catégorie « gênant ».
Que disent les mesures : Une fenêtre qui semble parfaite peut perturber la concentration si sa valeur DGP dépasse environ 0,40. Les concepteurs effectuent désormais des simulations annuelles de sDA (autonomie de la lumière du jour) en plus du DGP afin de trouver le juste équilibre entre lumière et confort. L’objectif est de fournir suffisamment de lumière naturelle dans les espaces de travail sans éblouir les yeux.
Stratégies d’enveloppe : Limitez le WWR en fonction des orientations (utilisez moins de verre sur les façades est/ouest, où l’éblouissement est le plus important). Privilégiez les verres à haute transmission lumineuse apparente mais à faible gain de chaleur solaire (revêtements spectraux). Utilisez toujours un ombrage extérieur fixe/dynamique (rideaux ou auvents) pour empêcher le soleil de frapper les vitres avant. Les volets intérieurs réduisent la luminosité, mais ne réduisent pas la chaleur.
Verre dynamique : Les verres électrochromiques/colorables sont un outil utile pour les façades durables. Les recherches du Lawrence Berkeley Lab montrent que les vitrages EC « double bande » avancés peuvent réduire les charges annuelles de chauffage, de refroidissement et d’éclairage de 6 à 30 % kWh/ft²-fenêtre-an par rapport aux vitrages standard. Dans les climats chauds, les fenêtres EC peuvent réduire considérablement les besoins en climatisation maximaux et totaux. (Toutefois, l’énergie et les émissions de carbone du système de coloration lui-même doivent être prises en compte et les contrôles doivent être réglés avec précision.)
Leçons à tirer de la conception : Combinez les métriques : visez une autonomie élevée en lumière du jour tout en maintenant le DGP sous la barre des 0,40. En pratique, cela signifie un WWR beaucoup plus faible que celui d’une tour entièrement vitrée, généralement de 30 à 50 % au lieu de 80 à 100 %. Utilisez toujours le verre en combinaison avec un système d’ombrage (volets fixes ou stores automatiques). N’utilisez pas les matériaux électrochromiques comme une panacée, mais utilisez-les intelligemment dans les endroits les plus ensoleillés. L’important est d’utiliser d’abord une bonne géométrie, puis un vitrage intelligent, et non l’inverse.
3) Quel est l’impact des façades réfléchissantes sur les rues, les voisins et la faune sauvage ?
Les tours entièrement vitrées ont tendance à poser des problèmes à la ville. Éblouissement et chaleur : lorsque le soleil frappe une surface réfléchissante concave, les résultats peuvent être spectaculaires et dangereux. En 2013, le bâtiment « Walkie-Talkie » (20 Fenchurch St) à Londres a produit un tel effet : sa façade en verre incurvée a réfléchi un rayon brûlant sur la rue. Des piétons ont signalé que leurs chaussures avaient fondu et des témoins ont pris une photo montrant le panneau de carrosserie d’une Jaguar gonflé sous la lumière réfléchie. (Les médias ont même fait cuire des œufs sur le trottoir.) Il y a quelques années, le Vdara Hotel de Las Vegas a connu un sort similaire : son atrium miroitant a projeté un intense rayonnement solaire sur la terrasse de la piscine, brûlant les nageurs et faisant littéralement fondre les gobelets en plastique.
Collisions d’oiseaux : Le verre cause la mort de centaines de millions d’oiseaux. Selon les estimations classiques, le nombre d’oiseaux qui se heurtent aux fenêtres aux États-Unis se situe entre 365 et 988 millions par an, mais une étude réalisée en 2024 a révélé que ce chiffre était en réalité inférieur à la réalité. Les chercheurs qui suivent les oiseaux amenés dans les centres de réhabilitation et leurs taux de survie affirment désormais que plus d’un milliard d’oiseaux meurent chaque année aux États-Unis après avoir percuté des bâtiments. Les oiseaux ne voient pas le verre transparent : ils voient le reflet du ciel ou des arbres et tentent de voler à travers. Cette crise mondiale a encouragé l’adoption de mesures politiques : par exemple, la loi locale 15 (2020) de New York impose désormais l’utilisation de vitres respectueuses des oiseaux (vitres frittées ou imprimées) sur toutes les nouvelles façades jusqu’à une hauteur de 75 pieds (11 mètres) (à l’exception de petites surfaces de 10 pieds carrés (0,9 mètre)). Des règles similaires se répandent dans le monde entier.
Recommandations de conception : Pour la sécurité des piétons : Évitez les courbes concaves et les revêtements ultra-réfléchissants qui peuvent concentrer les rayons du soleil. Au début de la phase de conception, simulez les reflets du soleil au niveau de la rue. Si le bâtiment utilise des vitres brillantes, envisagez d’utiliser des écrans de protection (tels que des brise-soleil) ou de modifier le revêtement du verre. Pour les oiseaux : utilisez toujours des vitres « sans danger pour les oiseaux » (par exemple, des motifs en fritte céramique, des guides UV imprimés ou des écrans à points millimétriques). Respectez les réglementations locales en matière de densité des motifs (New York exige un facteur de menace ≤ 25 jusqu’à 75 pieds). De plus, réduisez l’éclairage extérieur la nuit (en particulier pendant les saisons de migration) afin de réduire l’attrait. Avec les lois et les outils actuels, une tour brillante peut s’intégrer harmonieusement dans la vie urbaine, mais pour cela, les concepteurs doivent tenir compte directement de ces facteurs externes.
4) Si ce n’est pas « entièrement en verre », qu’en sera-t-il des façades longues à haute performance en 2025 ?
Nouvelle devise en matière de façade : transparence, oui – partout, non. La tendance est aux revêtements hybrides qui combinent intelligemment des murs solides, des ombrages et du verre. Par exemple, de nombreux designs récents combinent des murs opaques à haute valeur R (spandrel isolé, brique ou panneaux composites) avec des fenêtres perforées/à bandes et des volets extérieurs profonds ou des persiennes. Dans les climats froids, cela réduit les pertes de chaleur ; dans les climats chauds, cela ombrage le panneau situé en dessous. Les bureaux pionniers équilibrent désormais clairement l’utilisation de l’énergie avec le carbone utilisé dans la façade : ils ajoutent de la masse et de l’ombrage à l’avance afin de réduire les émissions de l’entreprise.
Structures hybrides : Une analyse de façade réalisée en 2024 a révélé qu’un mur-rideau composite typique (entièrement en verre) contient beaucoup plus de carbone que des murs ou des cadres isolés. C’est pourquoi les kits hybrides, tels que les panneaux isolés opaques et les ouvertures étroites à haute performance, sont de plus en plus populaires. L’orientation est également importante : on peut utiliser davantage de verre sur les murs nord, tandis que les façades ouest/sud, moins exposées au soleil, doivent être davantage ombragées.
Façades à double peau (DSF) : Ces systèmes de « fenêtres-boîtes » dotées d’un espace ventilé donnent des résultats mitigés. Ils permettent une ventilation et un contrôle solaire importants dans certains environnements frais ou bruyants, mais des études montrent que leurs avantages dépendent largement du climat et de la stratégie de contrôle. De plus, le verre et les cadres supplémentaires doublent les coûts d’entretien et les émissions de carbone. Les DSF ne sont donc pas une panacée ; leur utilisation doit être justifiée par des besoins réels (par exemple, des objectifs en matière de pollution, d’acoustique ou de ventilation naturelle).
Rénovation (tours existantes) : De nombreuses recherches ont été menées sur la manière d’améliorer les anciennes tours en verre sans les démolir complètement. Les stratégies vont de l’installation d’un double vitrage interne à l’ajout d’un pare-soleil/volets extérieurs ou de panneaux isolants, en passant par l’utilisation de films à faible émissivité et de meilleurs matériaux d’étanchéité (solutions peu coûteuses et à faible empreinte carbone). Une étude universitaire menée sur un bâtiment à mur-rideau construit dans les années 1950 a montré que toutes les options de rénovation (du film au nouveau mur-rideau) permettaient de réaliser des économies nettes de carbone en quelques années, tandis que la démolition ne s’amortissait jamais. En bref, les travaux de rénovation (en particulier les films solaires ou les fenêtres secondaires) sont presque toujours plus avantageux que de repartir de zéro sur une période d’environ 20 à 30 ans.
Étapes de conception : Commencez par créer la géométrie : évitez les dalles de sol larges qui sollicitent l’éclairage profond du verre. Prévoyez plutôt des sols de profondeur moyenne et des bureaux périphériques. Extérieur : veillez à l’ombrage/aux saillies (ils permettent de réaliser des économies d’énergie tout au long de l’année). Utilisez des spandrels haute performance (épais, R élevé) sous les fenêtres. Dans les climats tempérés, une façade haute performance type se compose généralement de : spandrels isolés + vitrage spectralement sélectif + brise-soleil extérieur fixe + structure étanche à l’air + ventilation nocturne optionnelle – au lieu d’utiliser par défaut des murs à double paroi. Dans la pratique, les tours à consommation énergétique nette zéro construites aujourd’hui combinent judicieusement des murs épais et des brise-soleil en verre, plutôt que de tout recouvrir de verre.
5) Que deviendront les tours de verre construites hier lorsque les bureaux seront vides ?
Après la pandémie, les bureaux vitrés ont été les plus durement touchés. La transformation des anciens bureaux cloisonnés en appartements figure parmi les sujets à l’ordre du jour à New York et à Londres. (Même la Maison Blanche américaine a lancé un fonds de 100 millions de dollars pour la conversion de bureaux en logements.) Cependant, la faisabilité de cette mesure est variable. Les guides de conception et les études de cas soulignent qu’il ne suffit pas de modifier l’usage prévu du bâtiment sur le papier, mais qu’il faut généralement repenser la façade pour un usage résidentiel.
Transformation des bureaux en logements : Les villes révisent leurs réglementations afin de faciliter les transformations. En 2023, le groupe de travail sur la réutilisation adaptative des bureaux de la ville de New York a recommandé des modifications des plans d’urbanisme afin de faciliter les transformations. À l’heure actuelle, des dizaines d’immeubles de bureaux sont en cours de conversion à Manhattan et à Brooklyn. Selon le rapport du contrôleur de la ville de New York (mi-2025), 44 projets de conversion sont en cours, représentant une superficie totale de 15,2 millions de pieds carrés. Cette superficie est suffisante pour accueillir environ 17 400 appartements (pour la plupart des studios/appartements 1 chambre). Des programmes similaires (généralement par le biais de droits de développement autorisés) sont également mis en œuvre à Londres et sur d’autres marchés, ce qui augmente considérablement l’offre de logements.
Logique carbone : Des études (par exemple « Carbon Story » d’Arup) montrent que la préservation et la rénovation d’un bâtiment sont généralement plus avantageuses en termes de carbone sur l’ensemble de son cycle de vie que sa démolition complète. Une analyse réalisée à New York montre que l’extension de la réutilisation pourrait permettre d’économiser environ 5 à 11 millions de tonnes métriques de CO₂ d’ici 2050. Cependant, les transformations des murs-rideaux restent soumises aux normes en matière d’incendie, de sismisme et d’acoustique. Les façades doivent généralement être rénovées (ou partiellement fermées) pour se conformer aux nouvelles règles en matière d’évacuation et d’isolation. Le bilan carbone dépend de la quantité de verre remplacée ou rénovée.
Le point de vue du Royaume-Uni : Au Royaume-Uni, le permis de construire a ouvert la voie à de nombreuses conversions de bureaux en appartements, mais des études indépendantes soulignent de sérieux problèmes de qualité. De nombreuses conversions réalisées sans étude préalable approfondie aboutissent à des couloirs intérieurs profonds, des unités à façade unique et des appartements sans balcon ni lumière naturelle. Les détracteurs soulignent que les appartements enfreignent généralement les normes minimales en matière de superficie ou ne disposent pas de systèmes de ventilation adéquats. Cela montre qu’il est impossible de contourner les lois de la physique : un immeuble de bureaux construit dans les années 1960 n’a pas été conçu pour être habité.
Étapes de conception : Avant de dessiner un plan d’aménagement plat, effectuez une analyse de la lumière du jour et de la ventilation dans le plan d’étage existant. Les réglementations en matière de construction exigent généralement la présence de lumière naturelle dans chaque espace de vie. Si la lumière directe provenant des fenêtres n’est pas possible, vous devrez ajouter des puits de lumière ou des lucarnes. De même, chaque unité doit disposer d’une ventilation conforme à la réglementation (généralement des fenêtres ouvrables ou des conduits mécaniques). Dans la pratique, de nombreux bureaux vitrés auront besoin de nouveaux murs extérieurs ou de fenêtres perforées, d’une isolation supplémentaire et d’une ventilation hybride naturelle/mécanique pour se conformer aux réglementations en matière de logement. Effectuez également des rénovations avec des vitrages et des auvents sûrs pour les oiseaux : vous ne pouvez pas vous attendre à un logement sûr et confortable en réutilisant une coque vitrée réfléchissante.
Liste de contrôle de conception
- Politique prioritaire : Définissez un budget carbone (opérationnel et concret) conforme à la législation.
- Critères de confort : Respecter les objectifs climatiques en matière de lumière du jour/autonomie (sDA/DA) et d’éblouissement (DGP) ainsi que les critères de surchauffe totale (CIBSE TM52/TM59 ou équivalent).
- Éclairage et écologie : Modélisez les reflets du soleil le long des rues et des trottoirs. Utilisez des vitrages adaptés aux oiseaux (frits, films ou motifs) aux étages inférieurs afin de respecter les réglementations telles que NYC LL15.
- Hiérarchie des rénovations : Il convient en priorité de colmater les fuites et de remplacer les anciens joints, puis d’installer des films à faible émission ou des vitrages secondaires isolants, ensuite des stores extérieurs et enfin de procéder à un remplacement sélectif des fenêtres ou à une rénovation du revêtement. À chaque étape, les émissions de carbone doivent être suivies tout au long du cycle de vie. (En particulier, les travaux de rénovation montrent que les interventions minimales permettent généralement de compenser plus rapidement les émissions de carbone que le remplacement complet des murs-rideaux.)
Sources et lectures complémentaires :
Loi locale 97 de New York (conformité en 2024 ; sanctions en 2025 ; durcissement en 2030)
Règles ASHRAE 90.1-2022 relatives à l’enveloppe et aux fenêtres.
CIBSE TM52/TM59 (surchauffe) et directives britanniques Partie O.
Guide LETI sur l’urgence climatique ; études Arup sur le carbone des façades.
Principes fondamentaux du DGP/éblouissement.
Rapports sur les vitrages dynamiques du LBNL.
Incidents liés aux talkies-walkies et aux reflets du Vdara.
La science des collisions d’oiseaux et la norme LL15 de New York (verre respectueux des oiseaux).
Groupe de travail sur la réutilisation des bureaux à New York (2023) et études sur le carbone.
Notes sur le code SF Adaptive Reuse (lumière du jour/ventilation).
McMillian (Université de Pennsylvanie) sur le cycle de vie de la rénovation des murs-rideaux.