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Mieux caractériser les performances des parois végétalisées

JULIE NICOLAS |  le 15/11/2013  |  ArchitectureAménagementTechniqueVienneEquipement

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Grâce à l’approfondissement des connaissances sur les toitures et façades végétalisées, les besoins en climatisation et chauffage des bâtiments seront optimisés. Les occupants gagneront en confort.

Le programme de recherche Agrobat (Agronomie et Bâtiment), portant sur l’incidence des toitures végétalisées sur la performance énergétique des bâtiments, est mené par l’université de La Rochelle. Il a permis non seulement de prédire le comportement thermique des édifices munis d’enveloppes végétalisées (toits et façades), mais aussi de distinguer les effets de l’évaporation du substrat de ceux de la transpiration des plantes. « Il sera ainsi possible d’évaluer de façon beaucoup plus fine l’impact d’une toiture végétalisée sur les performances environnementales et énergétiques d’une construction », explique Rafik Belarbi, directeur du département génie civil de l’université de La Rochelle et coordinateur du projet. Lancé en 2010, le programme a débuté avec la modélisation informatique d’une paroi végétalisée. Les paramètres d’entrée étaient les caractéristiques de cette paroi, liées aux propriétés intrinsèques du substrat qui varient en fonction de sa composition (proportions variables d’éléments organiques et minéraux), de la température et de son état hydrique : plus un substrat est humide, plus il sera conducteur de chaleur.

Cette première étape théorique devait ensuite être validée par l’expérience, avec le recours à la plate-forme Climabat : cinq parallélépipèdes de béton représentant des immeubles à l’échelle 1/10 e . Une des façades de ces maquettes a été végétalisée et deux toitures plantées respectivement de graminées et de sedums.

Validation du modèle théorique

Par ailleurs, deux autres toitures servent à étudier l’effet des traitements de surfaces par des peintures réfléchissantes et émissives, tandis que la dernière est laissée en béton brut et sert de références pour comparer les résultats. L’ensemble a été équipé de capteurs afin de mesurer la température et l’humidité de l’air et du substrat, ainsi que le rayonnement solaire, les précipitations et la vitesse du vent. Avec une station météo à proximité du site et deux pluviomètres, la quantité d’eau retenue par les substrats en cas d’épisode pluvieux a pu être évaluée.
Les mesures se sont déroulées pendant deux ans afin de valider le modèle théorique. « Cette expérimentation nous a permis de mettre en évidence des écarts inférieurs à 1 °C entre la simulation numérique et la réalité », se réjouit le coordinateur.
La troisième étape du projet a consisté à équiper trois bâtiments basse consommation. Situés à Fontaine-le-Comte (Vienne), ces bâtiments abritent onze logements occupés par des locataires. Les toitures instrumentées sont divisées en huit zones plantées de sedums, de graminées ou dotées d’autres revêtements comme des gravillons ou des peintures réfléchissantes. Les premiers résultats ont validé la performance énergétique des bâtiments, avec un confort thermique corrigé de 2 °C en été. Au-delà du bâtiment, les améliorations sont perceptibles au niveau du microclimat. Elles contribuent enfin à la réduction de l’effet d’îlot de chaleur urbain.

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