Qu'est-ce qu'une toiture blanche ?

Une toiture blanche est un système de toiture muni d'une membrane ou d'un revêtement de couleur claire. Il réfléchit un grand pourcentage de la lumière du soleil et élimine rapidement toute la chaleur absorbée par la membrane ou le revêtement de toiture, contrairement aux toitures traditionnelles de couleur sombre. Une température de toiture plus basse signifie que moins de chaleur pénètre dans le bâtiment par la membrane ou le revêtement de toiture, ce qui réduit la nécessité et le coût de climatisation du bâtiment et prolonge la durée de vie du système. Une toiture blanche représente une stratégie éprouvée pour réduire le coûts énergétique d’un bâtiment, l’émission de gaz à effet de serre et l'effet d'îlot de chaleur urbain.

Comment fonctionnent les systèmes de toiture blanche ?

De la même façon que le fait de porter des vêtements de couleur claire par une journée ensoleillée peut aider une personne à rester au frais. Une toiture blanche est constituée de matériaux qui absorbent moins de lumière du soleil qu'une toiture sombre conventionnelle. Une absorption réduite de chaleur se traduit par une température de surface plus basse, ce qui limite le gain de chaleur de la toiture ainsi que le besoin de climatisation et permet d'économiser d'importantes quantités d'énergie. Une étude de cas a démontré qu'un bâtiment de 100 000 pieds carrés à Austin (Texas) doté d'une toiture blanche a permis de réduire de 14 % les coûts de climatisation aux heures de pointe, entraînant ainsi des économies annuelles de plus de 10 000 dollars.

De plus, des études menées par des scientifiques au département de l'Énergie du Laboratoire national Lawrence Berkeley, au National Center for Atmospheric Research in America (NCAR) et à l'université de Pérouse en Italie attestent les avantages en termes d'énergie et de carbone des produits et systèmes de toiture blanche, tant pour les toitures à pente faible que celles à pente élevée.
 

En quoi consistent les toitures blanches ?

Les membranes ou revêtements de toitures blanches peuvent être fabriqués à partir de divers matériaux ; ils contiennent des pigments spéciaux qui réfléchissent la lumière du soleil. Ces pigments permettent de protéger les membranes des rayons UV.

Cool roof with singly-ply PVC membrane of Sarnafil system installed on Griffin Hall in Highland Heights in USA

Quels sont les avantages des toitures blanches ?

Les toitures blanches peuvent contribuer à réduire les factures d'électricité en diminuant les besoins en climatisation, à améliorer le niveau de confort des espaces dépourvus de climatisation, et à diminuer la température de fonctionnement de la toiture, ce qui peut prolonger sa durée de vie. Elles présentent également une multitude d'avantages environnementaux tels que la réduction de la température de l'air local, ce qui améliore la qualité de l'air et diminue le smog, la réduction de la demande d'électricité en période de pointe, ce qui entraîne une diminution des pannes de courant, la réduction des émissions générées par les centrales électriques grâce à consommation d'électricité et de climatisation réduite dans les bâtiments, et la réduction du piégeage de la chaleur dans l'atmosphère en réfléchissant davantage de lumière solaire dans l'espace, ralentissant ainsi le changement climatique.

Comment les toitures blanches se distinguent-elles des autres types de toiture ?

Une toiture blanche, par rapport à une toiture de couleur foncée, constitue le choix optimal pour l'environnement et le portefeuille en raison des économies d'électricité qu'elle permet de réaliser et de sa capacité à réduire l'effet d'îlot de chaleur urbain ainsi que d'autres impacts négatifs sur l'environnement.


Toutefois, l'énergie solaire peut également être prise en considération lors de l'élaboration de stratégies énergétiques en matière de toiture.

Qu'en est-il d'une toiture blanche par rapport à une toiture végétalisée ?

Tout comme les surfaces blanches réfléchissantes, les toitures végétalisées peuvent contribuer à réduire l'effet d'îlot de chaleur urbain, à améliorer la qualité de l'air et à réduire la demande en énergie d'un bâtiment, ce qui permet à son propriétaire de faire des économies. Bien que les toitures végétalisées offrent un potentiel d'économie énergétique similaire, elles coûtent généralement plus cher, pèsent plus lourd et nécessitent plus d'entretien.

School building with a cool roof in a dry desert climate
A green roof on top of a skyscraper in Chicago

En quoi consiste l’effet d’îlot de chaleur urbain ?

Comme tous ceux qui vivent ou travaillent en ville pourront en témoigner, il fait plus chaud dans les zones urbaines que dans les secteurs ruraux environnants. Le phénomène d’effet d’îlot de chaleur urbain se produit lorsqu’une ville connaît des températures nettement plus élevées que les zones rurales avoisinantes. Les toitures et les trottoirs de couleur sombre, ainsi que le nombre limité d'arbres et d'arbustes permettant d’ombrager les bâtiments, sont quelques-uns des principaux facteurs qui contribuent à créer un effet d'îlot de chaleur urbain.

Les toitures de couleur sombre absorbent collectivement des quantités importantes d'énergie se dégageant du soleil, ce qui entraîne l’augmentation de la température moyenne locale. Ces températures plus élevées favorisent la formation de smog, qui est exacerbée de surcroît par l'augmentation des émissions de gaz à effet de serre résultant de la production d'électricité utilisée pour rafraîchir les espaces de vie et de travail qui subissent les effets des températures urbaines plus élevées.

Les surfaces de toiture de couleur foncée constituent des sources de chaleur inutiles qui contribuent à l’effet d’îlot de chaleur urbain en élevant la température de l'air et la demande en climatisation, entraînant ainsi la formation de smog, l’augmentation du coût des factures d'électricité et l’apparition de maladies liées à la chaleur.
 

Les toitures blanches constituent une solution économique et écologique. Le Laboratoire national Lawrence Berkeley prédit que l'installation de toitures blanches, de chaussées froides et d'arbres à travers environ 30 % du bassin de Los Angeles pourrait réduire la température ambiante locale de 5 °F. On estime que cela permettrait de réduire de 10 % la formation de smog. En raison de la température ambiante plus basse, les économies annuelles d'électricité liées à la climatisation des bâtiments totaliseraient près de 50 % de plus que prévu, rien que pour la toiture. La réduction des coûts futurs de climatisation entraînerait donc une réduction significative des gaz à effet de serre tels que le CO2.

 

Urban heat island effect drawing with temperature distribution in city

Les toitures blanches sont-elles réservées aux climats chauds ?

Un mythe réfuté au fil du temps est celui selon lequel les toitures blanches n'ont d'utilité que dans les climats chauds, et non dans les climats froids. Cette hypothèse erronée supposait que dans les climats plus frais, l'absorption de la chaleur provenant des rayons du soleil contribuerait à réchauffer les bâtiments en hiver. Des études ont démontré que, même dans les climats froids, les toitures blanches pouvaient aider un propriétaire de bâtiment à réaliser des économies d’énergie et d’argent sur une base annualisée par rapport aux toitures foncées.

Des études ont également révélé qu'une membrane de toiture blanche peut réduire de 14 % la demande de climatisation pendant les heures de pointe en été (entre 13 et 16 h), et de 11 % la consommation quotidienne totale d'électricité pour la climatisation. Les problèmes de demande aux heures de pointe ne se limitent pas qu'aux climats chauds. Les laboratoires nationaux d'Oak Ridge ont analysé la variation saisonnière de la demande de climatisation de pointe dans différents climats nord-américains. Leurs conclusions indiquent que, même si la demande de climatisation de base peut être plus élevée dans les climats chauds par rapport aux climats plus frais, le rapport entre la demande de pointe mensuelle et la demande de pointe annuelle demeure très similaire, peu importe le climat.

White cool roof being built over a data center

Qu'est-ce que le Cool Roof Rating Council ?

Le Cool Roof Rating Council (CRRC) a été créé en 1998 afin de développer les méthodes les plus précises possibles pour évaluer la réflectance solaire et l'émission thermique des produits de toiture et pour partager ces informations avec le public. Le CRRC a recueilli des données sur la réflectance solaire et l'émission thermique de plus de 2 000 produits et a établi des normes pour les produits de toiture froide basées sur la réflectance, l'émittance et l'indice de réflectance solaire (IRS).

La réflectance solaire mesure la fraction de l'énergie solaire qu'une toiture réfléchit. L'émittance thermique fait référence à la capacité de la surface d'une toiture à dissiper par rayonnement la chaleur qu'elle absorbe. L'indice de réflectance solaire (IRS) est une autre mesure permettant de comparer la « fraîcheur » d'une membrane ou d'un revêtement de toiture qui prend en compte à la fois la réflectance solaire et l'émittance thermique.

Les surfaces de toitures réfléchissantes de couleur claire, telles que la toiture EnergySmart® de Sika Sarnafil, sont recommandées par les communautés scientifiques et environnementales pour atténuer la hausse des températures ambiantes et des bâtiments et pour contribuer à améliorer la qualité de l'air.

 

Les bienfaits des toitures blanches sont-ils atténués lorsque la toiture devient sale ?

Non. La plupart des toitures blanches ne perdent pas leurs propriétés rafraîchissantes lorsqu'elles sont soumises à diverses formes de souillure par rapport aux toitures de couleur sombre ; toutes les surfaces extérieures sont sujettes à la saleté. Toutefois, un bilan de la base de données du CRRC sur les toitures blanches à faible pente démontre que 90 % de ces échantillons conservent encore une bonne proportion de leur réflectivité initiale après trois ans d'utilisation. Des études ont révélé que le nettoyage des toitures peut restaurer pratiquement 100 % de leur niveau de réflectivité initial, si un propriétaire souhaite maintenir ce niveau.

Une toiture mouillée peut-elle refroidir une maison ou un bâtiment ?

Si vous vous demandez comment rafraîchir une toiture de couleur foncée en été, le fait de la mouiller ne refroidira que temporairement ou à petite échelle le bâtiment qu'elle recouvre. En revanche, une toiture blanche constitue une solution à long terme idéale.

Ariel view of a white roof on top of a school

Quel est le coût d'une toiture blanche ?

En règle générale, les toitures blanches coûtent le même prix, voire moins, que les toitures foncées. Au bout du compte, les économies réalisées sur les coûts énergétiques dépendent de facteurs tels que le climat, la quantité d'isolation de la toiture, les coûts d'électricité et l'utilisation du bâtiment. Il est important de considérer que, outre les économies d'énergie, certains services publics et agences offrent des remises et des incitations pour encourager l'utilisation de toitures blanches. Des économies peuvent également être réalisées sur les équipements de CVCA lorsqu'une toiture blanche réduit suffisamment les périodes de pointe pour diminuer le niveau de climatisation nécessaire. La température plus basse de la toiture peut également prolonger la durée de vie de la membrane.

Cela vaut-il la peine d’investir dans une toiture blanche ?

Absolument. Les toitures foncées constituent des sources de chaleur inutiles qui contribuent à l'élévation de la température de l'air et à l'augmentation du besoin de climatisation. Cette élévation de la température de l’air se traduit par une diminution de la qualité de ce dernier. Les toitures blanches hautement réfléchissantes atténuent cette corrélation et ont récemment été identifiées comme étant la solution de toiture préférable du point de vue environnemental ; elles sont économiques, durables, efficaces en énergie et respectueuses de l’environnement.

 

Devrais-je installer une toiture blanche ?

Si vous prévoyez construire un nouveau bâtiment, remplacer ou restaurer une toiture existante, un système de toiture blanche constitue une solution durable, efficace sur le plan énergétique et rentable. Si vous vous demandez si l'installation d'une toiture blanche représente la bonne décision pour vous, procédez à une analyse des coûts et des avantages. Il a été démontré que ces surfaces réduisent la quantité d'énergie nécessaire au maintien d’une température confortable dans un bâtiment climatisé en diminuant le flux de chaleur qui circule à travers l'enveloppe du bâtiment. Notez que, si les matériaux de toitures blanches ont tendance à être de très bons réflecteurs solaires, les matériaux de toitures colorées peuvent également réfléchir davantage de soleil. La toiture EnergySmart de Sika Sarnafil est dotée d'une surface réfléchissante de couleur blanche, havane, grise ou vert patine. Les toitures réfléchissantes de Sika Sarnafil satisfont et dépassent également les critères de qualification pour les produits de toiture certifiés EnergyStar.

L'utilisation d'une membrane de toiture Sarnafil EnergySmart très réfléchissante peut permettre d'économiser des quantités d'énergie importantes, selon l'emplacement de la toiture. Si 80 % de tous les bâtiments commerciaux aux États-Unis étaient munis de toitures blanches, des économies d’énergie globales totalisant 735 millions de dollars pourraient être réalisées. Au final, il existe des produits de toitures blanches pour pratiquement toutes les sortes de toitures. Les systèmes de toiture blancs, tels que la toiture EnergySmart, permettent d'économiser de l'argent, d'accroître le confort des occupants, d'augmenter la longévité de la toiture et de protéger de manière fiable un bâtiment et son contenu ; tous ces avantages méritent d’être pris en considération.

Sustainability Base at NASA

En quoi consiste un produit de toiture blanche adéquat ?

La vaste gamme de membranes de toiture et d'étanchéité Sika Sarnafil pour les toitures commerciales à pentes faibles et élevées comprend des solutions pour pratiquement toutes les installations de toitures blanches.

Exigences Les systèmes de Sika Sarnafil répondent-ils aux exigences ?
Les systèmes de Sika Sarnafil répondent-ils aux exigences ?
Valeur de réflectance élevée après 3 ans d’utilisation
Les avantages des toitures blanches (consommation d'énergie considérablement réduite) sont préservés pendant toute leur durée de vie
Répond aux exigences LEED concernant les toitures blanches réfléchissantes
Des températures de surface plus basses augmentent l'espérance de vie de la toiture
Déclarations environnementales de produits (DEP) disponibles