Pendant les canicules estivales, les bâtiments subissent des surchauffes : les températures intérieures deviennent insupportables et la consommation de climatisation explose. Mais d’autres solutions existent et ont fait leurs preuves. L’une d’elle est de plus en plus populaire : le Cool Roof. De quoi s’agit-t’il et comment fonctionne-t’il ?

Le Cool Roof, quésako ?

Un Cool Roof (littéralement : toiture fraîche) est un toit conçu pour réfléchir le rayonnement solaire. L’intérêt d’un Cool Roof est de limiter le réchauffement du bâtiment en période estivale. Cela permet d’améliorer le confort thermique des occupants sans avoir recours à la climatisation, qui est onéreuse et source de gaz à effet de serre. C’est bien beau tout ça, mais comment ça marche ?

Un peu de physique (sans formule)

En été, les bâtiments chauffent car ils reçoivent énormément d’énergie solaire. Cette énergie nous parvient sous forme de rayonnements. Les scientifiques ont classé les rayonnements en différentes catégories, en fonction de leurs propriétés. Les rayons du soleil sont composés de trois types de rayonnements :

• Les ultra-violets (UV) : ils sont invisibles et très puissants mais sont majoritairement arrêtés par l’atmosphère. Ce sont eux qui, reçus en grande quantité, causent les coups de soleil.
• La lumière visible : elle nous permet de voir distinctement et en couleurs pendant la journée. Une ampoule ou un phare émettent également ce type de rayonnements.
• Les infra-rouges (IR), invisibles eux aussi, ils transportent l’essentiel de la chaleur. Vous-même en émettez en permanence ! C’est en les captant que fonctionnent les caméras thermiques qui permettent de « voir » la nuit.

Lorsque le rayonnement solaire atteint une surface (quelle qu’elle soit : sol, mur, toit…), trois types d’interactions se produisent. Tout d’abord la réflexion : une partie du rayonnement est renvoyée vers l’atmosphère. Ensuite, la réémission : une partie du rayonnement est absorbée par la surface puis réémise sous forme d’infra-rouges (qui sont invisibles, rappelez-vous). Enfin, l’absorption : une partie du rayonnement est stockée par la surface, sous forme de chaleur.

Les proportions des différentes interactions (réflexion, absorption, réémission) dépendent du matériau et de sa couleur. Vous avez sûrement déjà observé ce phénomène sans vous en rendre compte. Quand une voiture noire stationne au soleil l’été, la température dans l’habitacle grimpe beaucoup plus rapidement que dans une voiture blanche. Ceci est dû au fait que le blanc réfléchit la lumière, tandis que le noir l’absorbe (on dit que le blanc a un albédo élevé, c’est-à-dire un pouvoir réfléchissant élevé). Les pratiquants de sports d’hiver connaissent bien ce phénomène : quand le soleil illumine directement la neige, mieux vaut porter ses lunettes de soleil pour ne pas être aveuglé !

Le lien avec le bâtiment

Bon, très bien, une surface chauffe plus ou moins en fonction de sa couleur et du matériau qui la compose. Mais ça ne résout pas le problème de la chaleur suffocante dans les bâtiments en période caniculaire. Et bien…si, en partie ! La chaleur qui est stockée par un matériau ne reste pas immobile : elle se propage. A défaut de pouvoir baisser la quantité de rayonnement reçu (ça, ce sont le soleil et l’atmosphère qui l’imposent !), on va donc sélectionner des matériaux qui stockent peu de chaleur, c’est-à-dire des matériaux fortement réfléchissants et réémetteurs.

Le principe du cool-roofing est tout simplement d’appliquer un revêtement sur la toiture pour qu’elle capture moins de chaleur. L’idée n’est pas nouvelle, elle a déjà plusieurs milliers d’années ! La couleur blanche est particulièrement prisée car elle a naturellement un albédo élevé (elle réfléchit fortement la lumière).

Pourquoi le toit ?
Sur un bâtiment, toutes les zones ne sont pas exposées de la même manière au soleil. Le toit est particulièrement intéressant dans le but d’un rafraîchissement estival. C’est en effet la partie de l’enveloppe d’un bâtiment qui est directement exposée au soleil aux heures les plus chaudes de la journée (lorsque le rayonnement solaire est le plus intense). C’est donc l’entrée principale de chaleur dans le bâtiment à ces moments là, car la chaleur stockée par l’enveloppe du bâtiment se propage à l’intérieur. Ceci est d’autant plus vrai pour les toitures plates, pour lesquelles l’exposition directe est prolongée.De plus, en appliquant sur le toit plutôt que sur les murs, nous suivons la course du soleil : en été les apports de chaleur par la toiture sont limités et en hiver les apports par les murs sont conservés.

Le Cool Roof en 30 secondes
Lorsque le rayonnement solaire atteint un toit, diverses interactions se produisent et il en résulte un réchauffement de la toiture. La chaleur accumulée par celle-ci se propage ensuite dans le bâtiment. Grâce au Cool Roof, il y aura moins de chaleur stockée qu’avec une toiture classique. Le bâtiment sera in fine plus cool !

De manière imagée, ça donne ça :