Quel est l'impact réel des procédés réflectifs (dits cool roof) en toiture ?

* Ecarts présentés entre deux valeurs de SRI « extrêmes »

(1) Gains annoncés uniquement pour le dernier niveau sous toiture. Pas d’impact pour les niveaux inférieurs

x : besoins de référence peu significatifs pour évaluer un gain

Concernant les besoins de refroidissement, l’étude révèle que :

• Une hausse de la réflectivité implique toujours une baisse des besoins de froid,
• Moins la toiture est isolée, plus l’impact des procédés réflectifs est important sur la baisse des besoins de froid,
• Les régions les plus chaudes (Marseille) présentent le gain le plus élevé,
• Les gains sont faibles ou peu significatifs pour les usages et régions avec très peu de besoins de froid (exemple : Nantes et Paris en logements collectifs),
• Les gains sont les plus importants pour les bâtiments de notre étude qui présentent les besoins de froid les plus élevés : le bâtiment commercial, et dans une moindre mesure, le bâtiment industriel,
• Pour les bâtiments à plusieurs niveaux (exemple : logements et bureaux étudiés), le revêtement en toiture a un impact uniquement sur le niveau sous la toiture, il n’y a pas d’impact sur les niveaux inférieurs

Si les bâtiments sont uniquement climatisés et non chauffés, l’application d’un procédé réflectif peut s’avérer très bénéfique, notamment pour les configurations où les besoins de froid sont importants (par exemple, le bâtiment industriel ou commercial de l’étude).

Pour les bâtiments existants climatisés et non chauffés dont la toiture est peu isolée, le revêtement réflectif peut s’avérer aussi intéressant qu’une réhabilitation avec isolation (ce qui ne sera pas le cas sur un bilan thermique total dans le cas d’un bâtiment chauffé et refroidi). À la vue des résultats sur le bâtiment peu isolé, on peut estimer que les gains de besoins froids engendrés seraient supérieurs pour des bâtiments très peu ou pas isolés.

Les bénéfices projetés sur un climat à horizon 2050 (RCP8.5) sont accentués et détaillés dans la suite du rapport.

Bilan thermique (hiver/été) : impact variable au cas par cas

Le tableau suivant présente l’impact sur le bilan thermique total (hiver et été) de passer d’un SRI 5 à un SRI 115 pour les 4 usages de bâtiments et 3 fichiers météorologiques sur un climat contemporain :

* Ecarts présentés entre deux valeurs de SRI « extrêmes »

(1) Gains annoncés uniquement pour le dernier niveau sous toiture. Pas d’impact pour les niveaux inférieurs

• Pour les bâtiments dont les besoins de chauffage représentent a minima 75% des besoins totaux (ex : bureaux à Paris et Nantes), l’application d’un procédé réflectif en toiture peut s’avérer défavorable,
• Pour les bâtiments dont les besoins de froid sont supérieurs à 30% des besoins totaux (bâtiments commerciaux par exemple), un revêtement réflectif s’avèrera positif sur le bilan global,
• Pour les régions chaudes (Marseille), quel que soit l’usage, le bilan sera toujours en faveur des procédés réflectifs,
• Pour les logements présentant une toiture légère (sans dalle béton), ces derniers sont plus sujets aux hausses de températures et apports solaires et l’application d’un procédé réflectif peut être intéressante dans certaines configurations,
• Pour les bâtiments à plusieurs niveaux (exemple : logements et bureaux), le revêtement en toiture a un impact uniquement sur le niveau sous la toiture, il n’y a pas d’impact sur les niveaux inférieurs.

Les bénéfices projetés sur un climat à horizon 2050 (RCP8.5) sont accentués et détaillés dans la suite du rapport.

Nombre d’heures supérieures à 28°C en occupation

Le tableau suivant présente l’impact sur les heures supérieures à 28°C en occupation à passer d’un SRI 5 à un SRI 115 pour les 4 usages de bâtiments et 3 fichiers météorologiques sur un climat contemporain :

* Ecarts présentés entre deux valeurs de SRI « extrêmes »

(1) Le gain annoncé est limité car les durées d’inconfort du projet de référence sont faibles → couverture totale des temps d’inconfort

(2) Une ventilation naturelle par ouverture des fenêtres a été considérée pour ces résultats. Gains annoncés uniquement pour le dernier niveau sous toiture. Pas d’impact pour les niveaux inférieurs

x : inconfort peu significatif pour évaluer un gain

• L’impact des procédés réflectifs est 2 à 3 fois plus important pour le bâtiment commercial par rapport au bâtiment industriel modélisé (type entrepôt),
• Pour le bâtiment de bureaux, la prise en compte d’une ventilation naturelle par ouverture des fenêtres en période d’occupation, l’impact de la modification du revêtement réflectif va être peu ou pas significatif. Dans une configuration où ce levier n’est pas possible (zone de bruit fort, mauvaise gestion de l’occupant), la modification du revêtement réflectif pourra s’avérer plus intéressante,
• Pour les bâtiments résidentiels, le recours à une ventilation naturelle n’est pas possible en journée lorsque le logement est inoccupé. Les températures peuvent s’avérer plus élevées dans le logement au retour des occupants en fin de journée, ce qui explique des gains plus conséquents, notamment sur des régions plus chaudes.

Température opératives maximales (en occupation)

La modification d’un revêtement sombre par un procédé réflectif, pour un bâtiment industriel ou commercial, peut présenter une réduction de la température opérative maximale de 3°C pour une toiture non isolée et de 1°C pour une toiture isolée. L’écart n’est pas significatif sur les usages bureaux ou résidentiels. A noter qu’il s’agit de la température ressentie par l’occupant et que ce n’est pas un gain sur la valeur moyenne d’une saison chaude.

En convertissant les gains globaux en consommation énergétique, l’étude révèle que les économies d’énergie réalisées grâce aux procédés réflectifs de toiture sont à relativiser.

La rentabilité est à étudier de manière plus approfondie. Celle-ci doit tenir compte, d’une part des coûts d’investissement et, d’autre part, des coûts d’entretien et d’exploitation auxquels s’ajoutent les coûts de consommation d’eau pour le nettoyage.

L’étude démontre que les procédés réflectifs en toiture sont une solution à envisager pour améliorer le confort d’été, mais qu’il ne s’agit en aucun cas d’une solution universelle.

Il est important de considérer l’impact global chauffage et climatisation des procédés réflectifs de toiture :

• En effet, les gains sur les bilans globaux sont faibles à significatifs suivant les cas,
• Il n’est pas possible de généraliser les conclusions de cette étude à tous les types de bâtiment,
• Seul un bureau d’études thermiques peut évaluer les gains globaux thermiques pour chaque bâtiment.

De plus, cette étude ne prend pas en compte la dégradation de la réflectivité due à l’encrassement de la toiture. Une étude est en cours de réalisation par le CSTB pour évaluer l’impact de l’encrassement sur la réflectivité de la toiture, avec ou sans entretien.

Dans le climat contemporain actuel, l’intérêt des procédés réflectifs n’est réellement significatif que pour les bâtiments dont les besoins de froid sont supérieurs aux besoins de chauffage, c’est le cas par exemple de bâtiments peu isolés localisés dans des zones géographiques chaudes. Dans la perspective du climat 2050, l’intérêt des procédés réflectifs sera renforcé sur l’ensemble de la France métropolitaine.

D’autres leviers tels que l’isolation, la végétalisation des toitures, les protections solaires extérieures (stores, volets, films …), la ventilation naturelle, l’aération nocturne, le rafraîchissement naturel comme le géocooling ou la maîtrise des apports de chaleur interne ont également un impact possible sur l’amélioration du confort et des besoins thermiques des bâtiments.