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Les toits verts peuvent réduire la demande de refroidissement dans les zones climatiques chaudes

L'impact des toits verts sur la performance énergétique des bâtiments a été évalué dans 15 zones climatiques. Dans la plupart des régions, la réduction de la demande d'énergie pour le refroidissement est plus importante que pour le chauffage. 

Dans le contexte du changement climatique, la hausse des températures entraîne une augmentation de la demande de conditionnement d’air et donc de la demande d'énergie. Les solutions d’adaptation fondées sur la nature sont présentées comme une solution alternative pour améliorer la performance énergétique des bâtiments. Des données sont nécessaires pour quantifier le potentiel d'économies d'énergie en matière de refroidissement et de chauffage offert par les solutions basées sur la nature. 

 

image credits @Flickr

He Q. et al ont passé en revue les études disponibles sur le potentiel d'économie d'énergie des solutions d’adaptation fondées sur la nature.[1] L'impact des toits verts sur la performance énergétique des bâtiments a été étudié dans 15 zones climatiques. Les toits verts extensifs sont généralement constitués d'une fine couche de substrat (de 8 à 15 cm) ou d'un autre milieu de plantation avec des plantes à racines peu profondes comme le sedum, les herbes, les mousses et les graminées.[2] Cette solution nécessite un entretien minimal et est la plus fréquemment étudiée.[1, 2] En revanche, les toits verts intensifs sont beaucoup plus grands, ils peuvent souvent servir de parcs ouverts au public et doivent être planifiés au moment de la construction du bâtiment.[3]

 

 

Selon He Q. et al., les toits verts ont un impact positif sur la diminution de la demande en énergie de refroidissement des bâtiments dans presque toutes les zones climatiques. Cependant, des facteurs tels que la dimension du toit vert, le type de végétation utilisé, la hauteur des plantes ou l'indice de surface foliaire peuvent avoir un impact significatif sur les résultats, en particulier dans les zones climatiques où les étés sont plus chauds. La hauteur des plantes peut faire office d’isolation et de masse thermiques additionnelles, ce qui pourrait réduire efficacement le flux de chaleur à travers le toit.

 

Dans la zone climatique de la savane tropicale (code Aw), où il fait chaud toute l'année, les toits verts extensifs ont été associés à une réduction de 45 % de la demande d'énergie de refroidissement. Cette zone climatique est présente en Amérique centrale, dans certaines parties de l'Amérique du Sud, dans la majeure partie de l'Afrique centrale, en Inde et en Australie (par exemple, Brasilia, Brésil ; Bangkok, Thaïlande ; Bamako, Mali ; Bangalore, Inde ; Miami, États-Unis). Dans les déserts chauds (code BWh), les économies d'énergie vont de 3,2 % à 45 %.

 

En revanche, les toits verts extensifs ont été associés à une réduction minimale de la consommation d'énergie pour le refroidissement dans les climats continentaux humides à été chaud (code Dfb) et les climats continentaux humides (code Dfa), de 10 % et 2,7 % respectivement.

(Régions à climat DFa : Nord-est et centre-ouest des États-Unis, centre-est de l'Europe, nord de la Chine et nord de la Corée. Régions à climat DFb : autour des Grands Lacs aux États-Unis, centre-sud et sud-est du Canada, sud-est de la Scandinavie, Europe de l'Est, centre-ouest de l'Asie et nord-est de la Chine).

 

De nombreuses études se sont concentrées sur les zones climatiques suivantes : climat subtropical humide (code Cfa), climat méditerranéen à été chaud (code Csa), climat des déserts chauds (code BWh) et climat océanique tempéré (code Cfb). Ces quatre zones climatiques ont en commun des étés chauds et correspondent respectivement au sud de la Chine, à l'ouest des États-Unis, à la côte méditerranéenne, au Moyen-Orient et à l'Europe occidentale. Dans ces régions où la densité de population et de construction est relativement élevée, la réduction la plus importante de la demande d'énergie associée aux toits verts extensifs pourrait dépasser les 50 % pour le refroidissement et 40 % pour le chauffage.

 

En ce qui concerne la demande en énergie de chauffage, les toits verts extensifs ne sont pas une solution performante. Dans cinq zones climatiques, les toits verts extensifs ont eu un impact négatif sur la réduction de la demande en énergie de chauffage. Par exemple, dans le climat des déserts chauds (code BWh) et le climat semi-aride chaud (code BSh), les toits verts extensifs peuvent entraîner une augmentation de la consommation d'énergie de chauffage allant jusqu'à 25 %.

 

Les toits verts extensifs n'ont permis de réduire la demande combinée de chauffage et de refroidissement (jusqu'à 26 %) que dans les climats subarctiques influencés par la mousson, où les étés sont froids et les hivers secs (par exemple, en Mongolie et au Tibet en Chine ; dans la région de l'Oblast d'Irkoutsk en Sibérie orientale, en Russie).

 

 

Carte de classification climatique de Köppen–Geiger. DOI

 

 

Sources

[1] He, Q., Tapia, F., & Reith, A. (2023). Quantifying the influence of nature-based solutions on building cooling and heating energy demand: A climate specific review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 186, 113660. https://doi.org/10.1016/j.rser.2023.113660 
[2] Extensive green roof. https://www.adaptation-changement-climatique.gouv.fr/sites/cracc/files/inline-files/Extensive_green_roof.pdf

[3] Intensive green roof. https://www.adaptation-changement-climatique.gouv.fr/sites/cracc/files/inline-files/Intensive_green_roof.pdf
[4] The Köppen climate classification. https://en.wikipedia.org/wiki/K%C3%B6ppen_climate_classification