L’industrie canadienne des portes et fenêtres en bois a vu sa part de marché fondre considérablement en Amérique du Nord au cours des dernières années. Cette diminution s’explique principalement par l’installation répandue de produits en PVC et autres matériaux qui sont faciles à fabriquer et nécessitent peu d’entretien au cours de leur durée de vie utile. De plus, les exigences d’efficacité énergétique toujours plus sévères, exprimées par des règlements gouvernementaux et le programme Energy Star, constituent une autre menace pour l’industrie des portes et fenêtres en bois.
L’objectif du projet consiste en le développement de portes et de fenêtres en bois de nouvelle génération offrant un meilleur rendement énergétique. Dans le cadre de projets de recherche antérieurs, une revue de la littérature a révélé l’existence, du côté européen, de portes et de fenêtres en bois offrant un rendement énergétique amélioré comparativement aux produits traditionnels. Des prototypes ont ainsi été développés au cours du présent projet en s’inspirant des produits européens : fenêtre avec cadre et châssis en bois, incluant un matériau isolant; porte d’extérieur de type plane avec matériau isolant à haute efficacité énergétique.
À partir de la version AutoCad des dessins techniques de la fenêtre à crémone, offerte par un partenaire industriel, des modifications ont été apportées aux composants du seuil, des montants et de la tête (cadre et châssis) afin de permettre l’insertion de matériel isolant de type Polyuréthane caractérisé par une conductivité thermique de 0,02 W/m K. Des composants en lamellé-collé ou avec barrière thermique ont permis des réductions du coefficient de transmission thermique Uw de l’ordre de 7 à 8 %. Cette réduction permettrait un reclassement de la fenêtre à crémone de la zone A vers la zone B selon le programme Energy Star. L’amélioration de la performance énergétique de la fenêtre à crémone, par l’insertion de matériel isolant dans les composants, représente un coût additionnel estimé par le manufacturier de l’ordre de 50 à 60 %, augmentation qui peut s’avérer un frein à la fabrication et la mise en marché de la nouvelle fenêtre avec composants isolés.
Dans le cadre du projet, une porte pleine a été conçue, en collaboration avec un manufacturier québécois, en s’inspirant d’un modèle français de porte-plane. Un matériau isolant à haute efficacité énergétique, un aérogel de silice, a été utilisé pour le prototype. La construction du prototype de la porte a été précédée par l’évaluation de son rendement énergétique, plus précisément son coefficient de transmission thermique globale (U), par modélisation informatique. Le rendement énergétique de trois versions différentes du prototype a été évalué en considérant deux épaisseurs de porte et deux épaisseurs d’isolant. Selon les résultats de simulation, la version la plus performante du prototype se compare avantageusement aux portes de PVC et acier actuellement sur le marché, rencontrant même les contraintes les plus sévères établies par Energy Star et le Code du bâtiment du Québec. Le projet a donc démontré le potentiel de fabrication d’une porte en bois offrant un haut rendement énergétique.