Les toits froids surpassent les toits verts dans une étude de modélisation du climat urbain

Peindre les toits en blanc ou les recouvrir d’un revêtement réfléchissant serait plus efficace pour refroidir des villes comme Londres que des « toits verts » recouverts de végétation, de la végétation au niveau de la rue ou des panneaux solaires, révèle une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’UCL.

À l’inverse, une utilisation intensive de la climatisation réchaufferait l’environnement extérieur jusqu’à 1 degré C dans le centre-ville dense de Londres, ont constaté les chercheurs.

La recherche, publiée dans Lettres de recherche géophysiquea utilisé un modèle climatique urbain tridimensionnel du Grand Londres pour tester les effets thermiques de différents systèmes passifs et actifs de gestion de la chaleur urbaine, notamment les « toits froids » peints, les panneaux solaires sur les toits, les toits verts, la végétation arborée au niveau du sol et la climatisation pendant les deux jours les plus chauds de l’été 2018, les plus chauds jamais enregistrés.

L’étude a montré que si les toits verts étaient largement adoptés dans tout Londres, ils pourraient réduire les températures extérieures de la ville d’environ 1,2 °C en moyenne, et jusqu’à 2 °C dans certains endroits. D’autres systèmes, comme une végétation extensive au niveau des rues ou des panneaux solaires, auraient un effet de refroidissement net plus faible, d’environ 0,3 °C seulement en moyenne dans toute la ville, bien qu’ils offrent d’autres avantages environnementaux. De même, si les toits verts offrent des avantages tels que le drainage de l’eau et les habitats fauniques, leur effet de refroidissement net sur la ville s’est avéré négligeable en moyenne.

La climatisation, qui transfère la chaleur de l’intérieur des bâtiments vers l’extérieur, réchaufferait l’environnement urbain extérieur d’environ 0,15 degré C pour l’ensemble de la ville, mais jusqu’à 1 degré C dans le centre dense de Londres. Les chercheurs ont également constaté que l’augmentation de la distribution des unités de climatisation dans leur modèle pourrait être entièrement alimentée par des panneaux solaires photovoltaïques s’ils étaient installés de la même manière dans toute leur étendue.

Pour évaluer l’effet potentiel de chaque méthode, l’équipe a modélisé chacune d’entre elles comme si elles avaient été adoptées aussi largement que théoriquement possible dans les bâtiments résidentiels, commerciaux et industriels du Grand Londres.

L’auteur principal, le Dr Oscar Brousse (UCL Bartlett School Environment, Energy & Resources), a expliqué : « Nous avons testé de manière exhaustive plusieurs méthodes que des villes comme Londres pourraient utiliser pour s’adapter et atténuer le réchauffement climatique, et nous avons découvert que les toits rafraîchissants étaient le meilleur moyen de maintenir les températures basses pendant les journées d’été extrêmement chaudes. D’autres méthodes présentaient divers avantages secondaires importants, mais aucune n’était en mesure de réduire la chaleur urbaine extérieure à un niveau presque équivalent. »

Avec le changement climatique, les citadins sont particulièrement vulnérables au réchauffement climatique. Les villes ont tendance à emprisonner la chaleur, ce qui provoque un effet d’îlot de chaleur urbain qui peut entraîner un plus grand inconfort et une mortalité accrue des habitants pendant les périodes de chaleur. Trouver des moyens d’adapter ou d’atténuer ces températures plus élevées est devenu une priorité absolue pour les urbanistes et les concepteurs, qui ont exploré des méthodes de refroidissement passives telles que les toits rafraîchissants, les toits verts et l’expansion de la végétation urbaine, ainsi que des méthodes actives pour l’intérieur des bâtiments comme la climatisation.

L’étude a apporté des éclairages supplémentaires sur la gestion de la chaleur urbaine en comparant de manière exhaustive plusieurs actions courantes d’atténuation de la chaleur passive et active.

En réfléchissant plutôt qu’en absorbant la chaleur, les toits froids présentent le double avantage de refroidir non seulement l’environnement urbain extérieur mais également l’intérieur des bâtiments.

Bien que l’effet des toits verts soit en moyenne négligeable, les chercheurs ont constaté que leur effet sur la température variait considérablement au cours de la journée. Pendant les heures les plus chaudes de la journée, l’adoption généralisée des toits verts pourrait faire baisser les températures urbaines de 0,5 °C en moyenne. Cependant, cela serait compensé pendant la nuit, car la masse thermique des toits retiendrait la chaleur pendant la journée, la libérerait lorsque le soleil se coucherait et augmenterait les températures nocturnes d’environ la même quantité.

La transformation des espaces verts urbains en zones boisées à feuilles caduques permettrait de refroidir les températures pendant la nuit, mais aurait au mieux des effets mitigés pendant la journée. De plus, elle augmenterait probablement la quantité de vapeur d’eau dans l’air, ce qui augmenterait effectivement l’humidité de l’air et pourrait affecter le confort thermique des résidents.