Serres et panneaux solaires : l’ETFE remplace le polycarbonate et le verre

La pellicule d'ETFE, qui est minérale et recyclable comme le verre, est transparente à plus de 94 % du spectre solaire et cette qualité se dégrade très peu avec les années. Photo : edenproject.com

La pellicule d’ETFE qui recouvre ce dôme du Projet Eden, en Angleterre, est minérale et recyclable comme le verre. Elles est transparente à plus de 94 % du spectre solaire et cette qualité se dégrade très peu avec les années. © edenproject.com

Bayer MaterialScience vient de fermer ou vendre trois usines de polycarbonate pour demeurer concurrentielle « dans un marché très compétitif où la demande est en baisse », selon Chemistry World. Aujourd’hui, l’un des matériaux les plus populaires utilisés pour recouvrir les jardins botaniques et les serres commerciales est le film copolymère d’éthylène-tétrafluoroéthylène (ETFE). Celui-ci laisse passer au moins 94 % de la lumière solaire et environ 85 % des ultraviolets (UV) qui favorisent la croissance des plantes ainsi que leur résistance aux parasites, en plus de nous permettre de synthétiser la vitamine D. Comme il absorbe une grande partie des rayons infrarouges du soleil, il est très adapté « à la couvertures d’atriums, de piscines, de centres commerciaux, de restaurants et de jardins botaniques », selon le fabricant français High Point Structures.

Méconnu chez nous, l’ETFE est pourtant utilisé dans les serres depuis déjà 27 ans, selon greenhousemag.com. Au Japon, les pionniers du ETFE, il y a plus de 9 000 acres de telles serres en opération. « Malheureusement, nous n’avons aucun stock de disponible présentement car nous recevons une demande énorme pour de l’ETFE. Nous démarrerons une autre production le mois prochain et vous tiendrons au courant », écrivait par courriel le 28 août dernier Luigi Pezzon, gérant de l’exportation chez le fournisseur italien Pati. Reste à voir si le produit résistera à notre climat.

Couverture d'une maison individuelle à Lyon en coussins gonflables ETFE incluant un système de régulation de la lumière.  Plutôt qu'une verrière classique, des bulles ETFE imprimées de motifs dorés jungle donnent à la maison une esthétique avant-gardiste et une lumière chaude. Les coussins permettent également dans ces pièces ouvertes sur le ciel une meilleure isolation que n'aurait apporté une toiture en verre. Les motifs imprimés sur deux films ETFE des coussins permettent une occultation de la lumière qui varie au cours de la journée. © High Point Systems

Verrière d’une maison individuelle à Lyon en coussins gonflables ETFE avec régulation de la lumière par des motifs imprimés. Les coussins offrent une meilleure isolation que n’aurait apporté une toiture en verre.
© High Point Structures

Version thermoplastique (moulée à la chaleur) du Téflon (polytétrafluoroéthylène ou PTFE), l’ETFE fut inventée par DuPont pour l’industrie aérospatiale, en tant qu’isolant électrique extrêmement stable et résistant aux radiations cosmiques. Cette pellicule ne se détériore pas sous l’effet des UV ni de la pollution atmosphérique. Elle a été adoptée en construction en 1981 grâce au groupe allemand Vector Foiltech, concepteur du système en ETFE Texlon qui recouvre des centaines d’immeubles, dont le fameux Centre national de natation (ou cube d’eau) de Beijing. Il est offert en oreillers pneumatiques ultraminces qui sont isolants (U = 1,97 W/m²K pour trois épaisseurs d’ETFE selon High Point) et résistants aux charges du vent. Gonflés à l’air en circuit ouvert, à faible pression, les coussins Texlon sont sertis dans des cadres d’aluminium soutenus par une structure d’acier légère.

Rédacteur en chef du magazine français Les 4 saisons du jardinage bio, Antoine Bosse-Platière est sceptique. « Je ne suis pas chimiste, mais le nom ETFE et la référence à la fluorite m’ont fait penser à un article que nous avons publié dans le n° 179 (en 2009) page 72 sur les dangers des composés perfluorés. Selon l’auteur de cet article, Anne-Corinne Zimmer, journaliste d’investigation spécialisée en environnement, cette famille de produits qui comprend le Téflon, le Gore-Tex, des imperméabilisants, anti-poussières et autres produits ménagers sont des polluants extrêmement persistants qui se dégradent tous in fine en perfluorooctane sulfonate (PFOS), classé parmi les polluants organiques persistants (POP). Ils ne sont pas éliminés par l’organisme, se fixent sur de nombreux organes et auraient des effets très graves sur la reproduction. Je sais que le polycarbonate n’est pas non plus sans reproche puisqu’il contient du bisphénol A, perturbateur endocrinien reconnu. Mais je crains que cette famille de produits ne soit encore plus toxique. »

Mais selon Vector Foiltech, l’ETFE diffère du Téflon dont l’acide perfluorooctanoïque, soupçonné cancérogène, sera retiré du marché en 2015. « Chimiquement parlant, l’ETFE est le résultat de la substitution d’un atome de fluor du PTFE par un monomère d’éthylène. Il garde certaines des propriétés du PTFE, comme ses caractéristiques antiadhésives et autonettoyantes, mises à contribution pour les poêles antiadhésives, tout en renforçant sa solidité, en particulier sa résistance aux déchirures. »

L'ETFE est transparent à 94 % du spectre solaire, dont la plupart des ultraviolets essentiels à la croissance des plantes. Image fournie par hortimax.biz

L’ETFE est transparent à 94 % du spectre solaire, dont la plupart des ultraviolets essentiels à la croissance des plantes. Image fournie par hortimax.biz

Le revêtement Texlon fut utilisé pour fabriquer les dômes de 50 mètres de hauteur qui recouvrent la plus grande forêt tropicale intérieure au monde (photo ci-contre), celle de l’entreprise sociale Eden Project, située à Cornwall, en Angleterre. « Nos experts en horticulture confirment que l’ETFE laisse passer jusqu’à 35 % plus d’UVA et d’UVB que le verre et a une transmission plus uniforme de l’intensité lumineuse, ce qui permet aux plantes de pousser de façon plus égale. De plus, l’ETFE est un matériau incroyablement inerte et stable; il est très peu probable qu’il lessive quoi que ce soit dans le sol », affirme Varshana Trudgian, porte-parole d’Eden Project.

« Il est fabriqué à partir d’une pierre, la fluorite. C’est donc un polymère de source minérale et non pétrolière », souligne Luc Lachapelle, propriétaire du distributeur québécois HortiMax.  M. Lachapelle ne vend pas le film d’ETFE seul et préfère ne pas discuter du prix de ses oreillers pneumatiques en ETFE sur mesure. « Ils sont idéaux pour fermer une véranda, s’offrir un solarium ou se doter d’une serre, tous quatre saisons, explique Luc Lachapelle. Ainsi le jour vous bénéficiez de la chaleur et de la lumière solaire qui combat la dépression saisonnière, comme si vous étiez dans le sud, et la nuit vous profitez d’un espace tampon qui isole le bâtiment. »

L’ETFE présente plusieurs avantages sur le verre, selon une étude de faisabilité réalisée pendant trois ans par le cabinet d’architectes américain Populous Holdings qui l’a choisi pour recouvrir le stade néo-zélandais Forsyth Barr, le seul stade fermé au monde où pousse du gazon naturel. Selon cette étude, l’ETFE coûte jusqu’à 70 % moins cher à installer, est plus isolant, 99 % plus léger, peu réfléchissant. Il transmet jusqu’à 30 % plus de lumière et de chaleur et est plus résistant. Il peut soutenir 400 fois son propre poids, est réparable et est plus étanche que les vitrages, car il s’étire jusqu’à trois fois sa longueur sans fissurer ni perdre son élasticité. L’ETFE remplace d’ailleurs de plus en plus le verre dans les panneaux solaires photovoltaïques car son espérance de vie utile est de 50 ans. Sa fabrication consomme 90 % moins d’énergie que celle du verre, selon High Point.

Il requiert aussi moins d’entretien que le verre, car il retient moins les saletés, la neige et la glace. Cette pellicule minérale ne s’enflamme pas, ne dégoute pas si elle fond et se rétracte dans une flamme intense. Sa face intérieure peut être traitée pour prévenir la condensation ou diffuser la lumière pour éliminer l’ombrage.

Les désavantages de l’ETFE, selon un article rédigé en 2007 par la journaliste en architecture Jackie Craven du site about.com : il transmet le bruit extérieur davantage que le verre (mais le réverbère beaucoup moins à l’intérieur), il doit être gonflé et requiert une pression d’air stable, ce qui en fait un matériau plus complexe que le verre pour les petits projets résidentiels.

Pour sa part, le spécialiste québécois des bâtiments écologiques Yves Perrier demeure sceptique. « Pour l’instant, le produit ne me convainc pas en tant que produit durable pour les serres résidentielles. Il me semble fragile et sujet à toutes sortes de possibilités : perte d’étanchéité à l’air par le tuyau, dommages externes (oiseaux, écureuils, insectes, moisissures, glace coupante accumulée sur les structures d’acier) », relate le bachelier en architecture et ancien chroniqueur à La Presse. Mais l’ETFE a déjà démontré sa durabilité en climat très froid, selon le livre ETFE Technology Design : « Des coussins en ETFE pour toitures ont été construits pour résister à des charges de neige de 3 000 kilos par mètre carré, équivalent à trois mètres de neige. »

Pour en savoir davantage

Building with foil cushions (Vector Foiltec)
Fiche technique sur l’ETFE publiée par le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (France)
Pati Films (fabricant italien)
Acton Tech (distributeur américain de Pati)

Les limites du polycarbonate

Le polycarbonate jaunit rapidement avec les années. Image fournie parhortimax.biz

Le polycarbonate jaunit rapidement avec les années. Image fournie parhortimax.biz

Comme la fine couche anti-UV qui le protège est fragile, s’égratigne et s’écaille facilement, le polycarbonate jaunit rapidement en quelques années. Bayer recommande d’ailleurs d’ajouter une couche intérieure afin qu’il puisse durer 15 à 20 ans (lire ici une comparaison des propriétés du verre, du polyéthylène et du polycarbonate). De plus, les aliments cultivés en serre sans spectre UVA et UVB contiennent moins de nutriments bénéfiques comme la chlorophylle et les caroténoïdes, selon une étude publiée en 2009 par l’US Department of Agriculture.

Au centre Terre Vivante, pionnier français du jardinage biologique et de la construction écologique, la jardinière Geneviève Nicolas et l’expert en bricolage écologique Luc Valentin soulignent que le polycarbonate a comme avantages sa grande résistance thermique, sa résistance aux chocs, sa grande transparence et sa capacité à absorber la chaleur. Voici leurs propos transmis par la porte-parole Agathe Béon : « Si le polycarbonate n’est pas indiqué pour contenir des aliments, il n’a a priori pas de conséquence sur les plantes. Il peut durer une quinzaine d’années, même s’il a effectivement tendance à jaunir (en particulier s’il est épais). Souvent, il est biface : au moment de la pose, il faut bien mettre la face traitée contre les UV à l’extérieur (on la reconnaît car elle est recouverte d’un film protecteur qu’il faut retirer). En comparaison, il est moins cher, plus léger (et donc plus facile à mettre en œuvre) et moins fragile que le verre. » 

 

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10 Responses

  1. Malheureusement, les films ETFE sont très très chers et je n’ai pas trouvé de distributeur au Québec, seulement aux USA. Il faut de plus acheter des rouleaux de grandes quantités.
    Pour les serres résidentielles, le polycarbonate à double parois ou les vitres thermos standard (sans low-e) de portes-patios font un bon travail. On peut parfois en trouver usagées.

  2. bonjour amateurs de serres.
    pour une bonne source à bon prix de ETFE: le fabriquant en Italie. Un rouleau mesure environ 200 mètres par 2m. C’est vendu au poids. Mon calcul du coût de revient est d’environ 1.25$ le pied carré plus transport ( autour de 800$) pour du 100 micron d’épaisseur. Attention informez-vous pour un bon mode d’installation. Cette membrane est vendue comme très antiadhésive…

  3. Michel Loisel

    Bonjour à tous.
    Me spécialisant présentement en construction de maisons écologiques, je travaille actuellement sur un projet personnel d’une résidence avec serre et j’ai été surpris de lire l’article sur le ETFE, autant dans la revue que sur le blog. Ceci m’a emmené à vérifier le mérite de certains détails importants que j’aimerais partager avec vous tous.
    J’ai appris qu’il-y-a sur le marché plusieurs qualités de ETFE, et la plus basse est lorsque le film est fabriqué en employant la technique connu sous le nom anglais &&blown film extrusion&& comme le fait Pati, ce fabriquant Italien. Les défauts de cette technique sont principalement le faible contrôle de l’épaisseur, les perforations et les saletés incrustés. Parlez-en avec Jo Slegers de chez « Slegers Hydroponics » en Ontario. Il a acheté pour plus de 150,000 $ de ETFE ( 4 mils, le plus épais ) de Pati pour couvrir ses 30,000 pi2 de serre et il a encouru une perte nette de plus de 30 % en matériel. Ça fait maintenant plus de 5 ans de cela et Pati encore aujourd’hui ignore ses réclamations malgré la garantie qu’ils annoncent. C’est compliqué et très coûteux de poursuivre une compagnie à l’international. Il dit aussi que la demande en ETFE chez Pati est si basse qu’ils ne font qu’une ou exceptionnellement deux petites productions annuellement. Je n’ai trouvé aucune autre référence d’installation de ETFE pour Pati sur notre continent.
    J’ai aussi cherché à faire la lumière sur les deux projets d’auto-constructeurs qui ont faillis pour apprendre que dans un premier cas, à Grondines, le ETFE n’a pas été employé et que le projet n’a pas abouti pour la raison que la structure en épinette du toit plat, conçu et construite par la propriétaire mexicaine, n’aurait jamais pu supporter le poids de la neige, au dire des employés. Dans le deuxième cas, à Lantier sur un autre projet de serre fait maison, l’installation a été faite par des membres d’un groupe de jeunes qui se spécialisent dans les Earthships, et ceux-ci malheureusement n’avaient aucune expérience préalable avec ce matériel et il n’y avait aucun système à pression fonctionnel.
    Selon moi, les extraordinaires propriétés du ETFE, telles que décrites par Hortimax de St-Adèle, en valent la chandelle et notre serre en annexe sera un élément central important de notre résidence ainsi que de notre vie.
    Je n’arrive pas à m’expliquer le geste de dénoncer une source potentielle ainsi que le prix à la source du matériel. C’est à se demander ce que cette personne cherche à y gagner, et je suis convaincu que cela va ouvrir la porte à plusieurs opportunistes qui vont s’improviser génie en la matière du jour au lendemain.
    Pour notre part, nous allons faire affaire avec une compagnie d’ici dûment incorporé qui ne disparaitra pas dans quelque mois, qui a les compétences et qui se spécialise sur l’utilisation du ETFE, qui comprend bien les enjeux de notre climat Québécois et qui offre des garanties.

      1. Réjean Latulippe

        Bonjour .
        Nous avons installé un dôme de 30 pied par 18 de haut en ETFE l’an passé :
        très mauvaise décision, aucune ouverture au plafond, donc très chaud.
        Les parois doubles (les joints) qui relient le tout pour la circulation de l’air sont toutes décollées, donc laissent passer l’eau entre elles et plusieurs autres défauts en font notre insatisfaction de ce produit que nous ne recommandons pas.
        Impossible de trouver du matériel pour le réparer. Photos disponibles.
        Merci
        Réjean

  4. Samuel

    Bonjour M. Loisel,

    J’aimerais bien aussi avoir réponse à la question de Real. Quelle est cette compagnie dont vous faite mention dans votre article qui en passant est très intéressant.

    Merci

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