Avec la RT 2012, applicable dans le neuf depuis

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1 28 DOSSIER CONFORT D ÉTÉ ÉTANCHÉITÉ.INFO #34 JUIN 22 Le confort d été, partie intégrante de la RT 22 Assurer une température maximale dans les bâtiments tout en optimisant leur efficacité et leur consommation énergétique sont aujourd hui des obligations auxquelles les toitures-terrasses peuvent contribuer à répondre. Adeline Dionisi Avec la RT 22, applicable dans le neuf depuis le 28 octobre 21 pour les secteurs tertiaires et publics (enseignement et accueil petite enfance) et au 1 er janvier 23 pour tous les autres bâtiments, la performance énergétique s appréhende en termes de résultats et non plus de moyens. Le BBC est aujourd hui la norme. Pour l atteindre, trois exigences sont à respecter. L efficacité énergétique du bâti tout d abord, définie par le coefficient Bbiomax. Exprimé en valeur absolue (et non plus en comparaison avec un bâtiment de référence), il prend en compte la qualité de la conception bioclimatique du bâtiment (éclairage naturel, orientation ) et son isolation, indépendamment des systèmes énergétiques mis en œuvre. La consommation énergétique du bâtiment ensuite. Elle considère l ensemble des consommations de chauffage, d éclairage, de production d eau chaude sanitaire et d auxiliaires (pompes et ventilateurs). Ainsi, la consommation conventionnelle maximale d énergie primaire, exprimée par le coefficient Cepmax, ne doit pas dépasser 50 kwhep/m² par an. Cette valeur est modulable en fonction du type de bâtiment et de sa catégorie (CE1 et CE2, voir encadré), sa localisation géographique et son altitude, la surface moyenne des logements, si logements il y a, et les émissions de gaz à effet de serre des énergies utilisées (bois ou réseau de chaleur). Le confort thermique d été enfin qui, repris de la RT 2005, impose une température intérieure conventionnelle. Ce coefficient Tic ne doit pas dépasser un certain seuil (Ticmax) en cas de séquence de 5 jours très chauds consécutifs. DR - SDED & Pour atteindre le niveau BBC, les bâtiments doivent respecter trois exigences : l efficacité énergétique du bâti, la consommation énergétique du bâtiment et le confort thermique d été. Pour les atteindre, les solutions existent, comme ici la végétalisation et les brise-soleil. Limiter le recours à la climatisation C est par l arrêté du 20 juillet 21 qu a été validée la méthode de calcul retenue par le CSTB (voir encadré) permettant de vérifier la conformité du bâtiment à ces exigences. Baptisée Th-BCE 22, elle utilise comme données d entrée les éléments descriptifs du bâtiment et de ses équipements à l intérieur desquels sont distingués les paramètres intrinsèques (caractéristiques propres du composant) et les paramètres d intégration (correspondant à la mise en œuvre dans le projet DR - SDED

2 ÉTANCHÉITÉ.INFO #34 JUIN 22 CONFORT D ÉTÉ DOSSIER 29 CE1 ou CE2? Un bâtiment est classé CE2 quand le recours à un système de refroidissement s avère nécessaire pour assurer un bon confort thermique d été tout en gardant les fenêtres fermées. C est le cas par exemple lorsqu il est situé à proximité d un aéroport ou d une voie rapide. La plupart de ces bâtiments se retrouvent dans le Sud de la France. La consommation des équipements de climatisation sont alors pris en compte dans le calcul réglementaire. Tous les autres bâtiments sont classés CE1. Pour les locaux relevant de cette catégorie, il sera difficile voire impossible (du moins en restant dans des coûts acceptables) de mettre en place une climatisation compte tenu des niveaux d exigence demandés. étudié). Les éléments fournis après réception et/ou indépendants du bâtiment sont définis de manière conventionnelle. En définissant des coefficients exprimés en valeur absolue, la nouvelle réglementation impose d intégrer, dès la phase de conception du bâtiment, toutes les contraintes inhérentes à la performance de son enveloppe et de ses équipements. Appréhender un bâtiment de façon globale avant même qu il n ait été construit, c est en réduire la consommation énergétique, notamment en termes de refroidissement. Car en matière de confort d été, la climatisation ne peut plus être envisagée comme une solution systématique. Si, pour certains bâtiments à usage particulier (catégorie CE2), sanitaire notamment, ou très exposés au bruit, elle est indispensable, pour les autres (catégorie CE1), elle entraîne des surconsommations énergétiques difficilement compatibles avec la RT 22. Si l offre en matière de climatisation s adapte aux contraintes réglementaires à travers des solutions moins énergivores, limiter leurs usages pendant les périodes chaudes reste un enjeu majeur. Les toits-terrasses offrent des perspectives Conséquence : les concepteurs s intéressent de plus en plus à l inertie thermique de leurs ouvrages, à commencer par celle des toitures-terrasses qui restent l élément du bâtiment le plus exposé à l ensoleillement. Elles contribuent à 30 % des échanges thermiques. Limiter ou maîtriser ces échanges permet d influer sur la température intérieure. Pour cela, l isolation et l étanchéité du toit peuvent être associées en jouant sur trois leviers : la limitation du facteur solaire, l augmentation de la réflectivité et la mise en place d une surventilation via notamment des ouvertures telles que les lanterneaux. La première atténue l influence des conditions climatiques extérieures. La seconde réfléchit la chaleur (réflectivité solaire), en absorbe et en rayonne une partie (émissivité thermique). La troisième consiste à rafraîchir un bâtiment grâce à l air extérieur tout en évacuant la chaleur accumulée. l

3 ÉTANCHÉITÉ.INFO #34 JUIN 22 CONFORT D ÉTÉ DOSSIER 31 TTV et confort d été : une méthode de calcul validée L épaisseur et l humidité du substrat sont les deux paramètres clés pour évaluer le facteur solaire des TTV. C est le résultat d une étude qui, pour la première fois en France, quantifie l apport de ces toitures-terrasses sur le confort d été. A.D. Aller plus loin L étude pourrait être affinée en intégrant des paramètres ici ignorés. Ainsi, le phénomène de rosée n a pas été intégré. Le cas des toituresjardins, avec une épaisse couche de terre, n a pas été analysé. Enfin, l impact des toitures végétalisées sur l environnement thermique proche et notamment les îlots urbains reste à étudier. La toiture végétalisée est d autant plus efficace en matière de réduction de la consommation de climatisation que la surface de lanterneaux est faible. Sika En France, les toitures végétalisées ont commencé à se développer au début des années Si leurs effets bénéfiques sur la rétention et le stockage des eaux pluviales et la biodiversité sont aujourd hui mieux connus, leur impact sur le confort d été n avait, pour le moment, pas été véritablement quantifié en France. C est aujourd hui chose faite grâce à la publication de l étude «Comportement énergétique des toitures végétalisées» initiée par les professionnels de la CSFE, de l Adivet (association des toitures végétales) et de l UNEP et réalisée par le CSTB et Armines, laboratoire de l école des Mines, avec le soutien du Ministère de l écologie et de l Ademe. Grâce aux règles de calcul Th-S, il est désormais possible d évaluer et d intégrer dans les calculs réglementaires, l impact d une toiture végétalisée sur la température intérieure d un bâtiment en fonction de la composition de la toiture, du bâtiment concerné et de sa situation géographique. À noter que cette méthode sera applicable aux bâtiments existants et aux bâtiments neufs soumis à la RT 22. Calculer le facteur solaire des TTV Un modèle numérique a été développé pour reproduire le comportement des toitures étudiées. Il a notamment permis d isoler les paramètres influant sur le facteur solaire des toitures végétalisées (part du rayonnement solaire incident pouvant pénétrer dans l ambiance intérieure). C est en effet ce dernier qui permet de calculer l impact des toitures végétalisées sur la température intérieure des bâtiments mais aussi sur les consommations de refroidissement en période chaude. L objectif étant de se rapprocher de la valeur nulle. Premier constat : l humidité présente dans le substrat est déterminante. Si elle est importante, elle limite les apports solaires grâce à l évaporation

4 32 DOSSIER CONFORT D ÉTÉ ÉTANCHÉITÉ.INFO #34 JUIN 22 L humidité présente dans le substrat est déterminante. Si elle est importante, elle limite les apports solaires grâce à l évaporation et la transpiration du végétal. Epaisseur du substrat et humidité influent sur le facteur solaire des toitures végétalisées. et la transpiration du végétal. Or, le temps de séchage du substrat dépend fortement de la chaleur et du vent, et donc de l emplacement géographique. L étude a répertorié 8 zones climatiques distinctes. Les résultats montrent que, par exemple, en végétalisation extensive en période estivale, le substrat reste humide 5 % du temps à Carpentras (zone H2d) et à Nice (H3) et entre 35 et 40 % du temps à Macon (H1c). En cas de substrat sec, c est l épaisseur du tapis végétal (fonction du type de végétalisation, extensive ou semi-intensive) qui fait partiellement écran au rayonnement solaire incident. À laquelle on peut ajouter la résistance thermique additionnelle due à la plaque de drainage. Ainsi, l étude constate qu en condition estivale, «l ajout d une végétalisation permet de réduire le facteur solaire de la toiture au maximum de 45 à 85 % selon le niveau d isolation de celle-ci. Néanmoins, le gain en valeur absolue reste faible, surtout pour un niveau d isolation important.» En conclusion, à partir d une analyse de la pluviométrie de chacune des zones climatiques et du pourcentage de temps durant lequel le substrat reste humide, l étude a déterminé que, pour des niveaux d isolation thermique importants (RT 22), le facteur solaire estival S fe_vk (fiches algorithmes de la RT 22) varie de 0,009 à 0,0 selon la zone et le type de végétalisation. Il varie de 0,126 à 0,047 en cas de toiture végétalisée non-isolée. «Ces valeurs représentent un gain de 30 à 75 % par rapport à une toiture sans végétalisation, ce gain étant d autant plus important que la toiture est mal isolée», conclut l étude. Néanmoins, ces résultats sont à nuancer. Cas pratique En effet, dans la pratique, d autres paramètres, tels que les apports solaires (baies ) et les apports internes, restent à considérer. L étude s est penchée sur le cas d une grande surface commerciale de m² possédant un ratio de surface de toiture par rapport aux surfaces verticales très favorable (80 %). Plusieurs cas de figure ont été analysés : le niveau d isolation thermique (RT 2005 et RT 22), la zone climatique (Trappes et Carpentras) et la surface de lanterneaux (5 et 20 % de la toiture). Les gains apportés par une toiture végétalisée sur la Publication de la méthode de calcul du CSTB : 716 pages : c est dire si le calcul de la vérification de la conformité réglementaire d un bâtiment est complexe. Dans les grandes lignes : outre la méthode Th-BCE qui calcule le coefficient Bbio (exprimé en points), le coefficient Cep (exprimé en kwh/ (m 2.SHON RT ) par an d énergie primaire) et le coefficient Tic (exprimé en C), le CSTB a également mis à jour : Les règles Th-I qui évaluent la classe d inertie quotidienne d un bâtiment à partir des caractéristiques des parois. Les règles Th-S qui calculent le facteur solaire S des composants d un bâtiment. Les règles Th-U qui déterminent des caractéristiques thermiques utiles des éléments de construction pour le calcul des transferts de chaleur par transmission à travers l enveloppe. Soprema

5 ÉTANCHÉITÉ.INFO #34 JUIN 22 CONFORT D ÉTÉ DOSSIER 33 consommation de systèmes de refroidissement sont plus importants s il y a peu de lanterneaux, dans le cas d un niveau d isolation RT 2005 et pour un bâtiment situé en région méridionale. Au final, «pour les niveaux d isolation thermique importants (RT 22), l utilisation d une toiture végétalisée permet de faire chuter la consommation de refroidissement de 10 % en zone climatique chaude». Soit une réduction de 4 % de la consommation totale (Cep). En revanche, il est important de souligner que la réduction du facteur solaire est également effective l hiver, avec les surconsommations de chauffage que cela implique. Par conséquent, le bilan annuel peut être neutre en zone climatique froide. En outre, du fait du ratio très favorable de la surface de toit par rapport aux surfaces verticales, la toiture végétalisée est ici au maximum de ses capacités pour ce type d usage. Cette configuration se retrouve finalement sur une minorité de bâtiments climatisés (surfaces commerciales, complexes sportifs, bâtiments logistiques, hôpitaux ). La présence courante de baies favorisant les forts apports solaires limite également l efficacité de ces toitures. Ces dernières doivent alors être couplées à des apports internes faibles, à une forte inertie thermique et à une surventilation. De plus, sur les bâtiments non-climatisés (bureaux, logements collectifs ), l impact des TTV se limitera certainement au dernier niveau sous la toiture. «L impact sur la température intérieure de confort global du bâtiment entier sera donc limité.» Cette démonstration de l impact des toitures-terrasses végétalisées en matière de confort d été, alliant théorie et pratique, est une première en France. La méthode employée a été validée et intégrée aux règles de calcul de la RT 22. Une reconnaissance qui constitue un argument supplémentaire en faveur des TTV. l «Comportement énergétique des toitures végétalisées» : la méthodologie La réalisation de l étude a été scindée en cinq étapes distinctes : Une étude bibliographique des travaux théoriques et expérimentaux existants. Une phase d expérimentation en extérieur en période chaude sur cinq maquettes de toiture de 2 m x 2 m. Deux sont sur support léger en bac acier et trois sur support lourd en béton. Pour chaque type de support, une maquette «témoin» sans végétation (étanchéité sur isolant uniquement) permet une comparaison objective des transferts de chaleur résultant du rayonnement solaire incident entre toitures-terrasses végétalisées ou pas. Une modélisation des phénomènes physiques et de transferts énergétiques en fonction des paramètres déterminants. Ce modèle est comparé aux résultats expérimentaux. Une simplification du modèle et une intégration dans la méthode réglementaire. Une simulation paramétrique pour évaluer l impact énergétique des toitures végétalisées à l échelle du bâtiment.

6 34 DOSSIER CONFORT D ÉTÉ ÉTANCHÉITÉ.INFO #34 JUIN 22 Le Cool Roof fait son effet Pour déjouer les phénomènes d îlots de chaleur urbains, améliorer le confort d été et réduire les consommations énergétiques liées à l utilisation de climatisation, la pose de membranes réfléchissantes sur les toits-terrasses est une solution qui pourrait se développer pour les bâtiments climatisés. A.D. Soprema Cool Roof en français se traduit par toiture froide. Son principe est d apposer sur une toitureterrasse une membrane d étanchéité au fort pouvoir de réflectivité et d émissivité. Cette dernière pouvant être constituée d un revêtement bitumineux, synthétique (PVC, FPO ) ou liquide. La technique est utilisée depuis plus de plus de dix ans en Amérique du Nord. L Union européenne commence juste à s y intéresser avec la création en 22 du European Cool Roof Council. Cet organisme, rassemblant l ensemble des acteurs du secteur, est destiné à en faire la promotion. De même, afin d en évaluer ses effets concrets, plusieurs études ont été menées aux États-Unis. En France également, notamment au sein du LaSIE de l Université de La Rochelle et des départements R&D des fabricants. Ces derniers se positionnent depuis deux ou trois ans sur ce créneau, qu il s agisse de Soprema-Flag (Sopra star et Flagon Energy +), Siplast-Icopal (Paradiene CR), Axter (Topreflect), Derbigum (Derbibrite NT), Sika Sarnafil (Solar Reflective) ou Renolit (Alkorbright). Car le procédé a fait ses preuves en matière de confort d été, notamment pour les bâtiments faisant usage de système de refroidissement. Ses avantages s expriment principalement en termes de limitation des phénomènes d îlots urbains et d économie d énergie, les deux étant en partie liés. En effet, «une étude européenne de 2003* a montré qu il existait des écarts de température pouvant aller jusqu à 12 C entre les centres villes des grandes métropoles urbaines et leur périphérie, explique Abdelkrim Trabelsi, maître de conférence au Centre thermique de Lyon. Or, il a été prouvé par une En été, la température de surface d un Cool Roof monte jusqu à environ 35 C alors qu elle peut grimper jusqu à 70 C sur une membrane classique. Pourquoi tant de réflectivité? Le Cool Roof est composé d une membrane constituée d un revêtement bitumineux, synthétique (PVC, FPO ) ou liquide. Système monocouche ou bicouche selon les cas, il est, comme les membranes classiques, fixé mécaniquement ou posé en adhérence (collé à froid ou soudé à la flamme). Les membranes bitumineuses sont recouvertes de laque, d un coating acrylique ou d un enduit élastomère latex, blanc le plus souvent. C est en effet la couleur la plus réflective. Pour les membranes synthétiques, ce sont les pigments directement intégrés aux matériaux qui lui donnent sa couleur et ses propriétés. La plupart des produits disponibles sur le marché offrent des coefficients de réflectivité supérieurs à 0,7. Un chiffre parlant quand on sait que, par exemple, la réflectivité d une membrane bitumineuse auto-protégée classique s élève à 0,2 pour les couleurs sombres et 0,5 pour les couleurs claires. Les valeurs diminuent légèrement avec le temps, le blanc perdant de son éclat à cause, notamment, de la pollution atmosphérique. Pour limiter ces effets, les revêtements bénéficient généralement d un traitement de surface facilitant leur nettoyage.

7 ÉTANCHÉITÉ.INFO #34 JUIN 22 CONFORT D ÉTÉ DOSSIER 37 Sika étude américaine de 20** que, pour chaque degré au-dessus de 20 C, la demande électrique à l échelle de la ville augmente de 2 à 4 %.» En cause : le recours à la climatisation pour rafraîchir l intérieur qui fait augmenter la température extérieure. «Le système est donc entretenu», conclut le chercheur. Lutter contre les îlots urbains Le Cool Roof et sa surface blanche s avère être une solution efficace contre ce phénomène, s il est utilisé à grande échelle (un seul bâtiment équipé ne suffit pas pour impacter l effet d îlot urbain). En effet, ses propriétés réflectives et émissives permettent de maintenir fraîches les toitures. «Si on le compare à une membrane dite classique, la température de surface peut être réduite de moitié. En plein mois d août, on peut passer de 70 C à 35 C», précise Philippe Bonnet, Directeur des ventes de l activité membrane chez Sika-Sanarfil. Avec comme deuxième effet bénéfique de ralentir le vieillissement d une membrane moins sollicitée thermiquement. Car, réduire la température de surface signifie également limiter les variations de température entre le jour et la nuit. Moins de stress thermique pour la toiture donc mais également pour les équipements techniques en terrasse Le Cool Roof est fixé mécaniquement, collé à froid ou soudé à la flamme selon la nature de la membrane. Définitions Réflectivité : capacité d un matériau à réfléchir le rayonnement solaire. Emissivité : capacité d un matériau à absorber et réémettre l énergie rayonnée. Albedo : indice du pouvoir de réflexion d une surface exposée au rayonnement solaire. Toit blanc à Rungis Sur le marché de Rungis (Val-de-Marne), le pavillon A4 est dédié aux produits de la mer. D où son surnom de «Pavillon de la marée». Construit en 1969, c est l un des plus anciens bâtiments du site. Depuis quinze ans, il est en travaux de réhabilitation pour mise aux normes. En janvier 21 a débuté l ultime phase : la réfection des m 2 de toiture. L élément porteur d origine en bois est remplacé par des tôles d acier nervurées. Les panneaux d isolant sont en laine de roche (80 mm). Le choix d une membrane d étanchéité réfléchissante s est imposé car, à l intérieur du bâtiment, la température ne peut dépasser 12 C. Le gain de quelques degrés sur la température ambiante qu elle engendre permettra notamment de réduire la consommation d énergie nécessaire à la production d eau glacée destinée à conserver la fraîcheur du bâtiment. C est le système monocouche Derbibrite NT de Derbigum, composé d une couche inférieure en bitume modifié copolymère armé, et recouverte d acrylique blanche à fort pouvoir réfléchissant (0,76) qui a été retenu. Les travaux d étanchéité, réalisés notamment par la société Auboise d étanchéité, ont pris un peu de retard à cause de mauvaises conditions météorologiques. La livraison est prévue à l automne. (climatisation, centrale de traitement d air ) dont l efficacité dépend aussi de la température de leur environnement. Un calcul au cas par cas Ne pas réchauffer l extérieur, c est bien. Si en plus, on peut rafraîchir l intérieur, c est mieux. «Réduire la température en surface de toiture permet de gagner un ou deux degrés à l intérieur. Le confort d été est amélioré», déclare Rémi Perrin, Directeur de la R&D chez Soprema. Mais selon la nature et l usage du bâtiment, ces quelques degrés ne sont pas forcément suffisants et le recours à la climatisation peut rester nécessaire. C est justement là que le Cool Roof joue tout son rôle avec, pour principal argument, des économies d énergie réalisées grâce à une limitation de l usage de système de refroidissement. Le niveau de ces économies varie selon le climat, la typologie du bâtiment, son orientation, l isolation thermique de la toiture, son albedo ou encore la surface de vitrage Par conséquent, le calcul ne peut se faire qu au cas par cas à l aide de logiciels dédiés. Il est ainsi possible d évaluer la balance entre les pertes dues à l augmentation des besoins de chauffage l hiver et les gains en matière de climatisation. A Marseille, par exemple, l étude (convention de recherche entre le LaSIE et Soprema achevée en mars 22) sur un bâtiment tertiaire de plain-pied de 36 X 36 mètres à faible résistance thermique de toiture a estimé les économies d énergie sur le poste chauffage / climatisation à 11 % (17 % de perte en chauffage, 23 % de gain en climatisation). À Pointe-à-Pitre, où l on ne chauffe pas du tout et où l on climatise beaucoup, l usage de système de climatisation est réduit jusqu à 56 %. S il est impossible de donner des chiffres globaux, on peut néanmoins dévoiler une grande tendance : «Pour un bâtiment conforme à la réglementation thermique et dont les besoins s expriment d avantage en termes de climatisation, l utilisation d un Cool Roof permet de réaliser des économies d énergie, quelle que soit la résistance thermique de la toiture, pour différentes conditions climatiques en France»,

8 38 DOSSIER CONFORT D ÉTÉ ÉTANCHÉITÉ.INFO #34 JUIN 22 remarque Abdelkrim Trabelsi. A contrario, «si le bâtiment n est pas climatisé, les économies d énergie sont nulles», rappelle Rémi Perrin. En effet, la membrane réfléchissante limite les apports solaires également en hiver et à la mi-saison, pouvant augmenter les besoins en chauffage. Aujourd hui, la technologie Cool Roof est aboutie, quelle que soit la nature de la membrane. Les recherches se concentrent sur les progrès en matière de couleur notamment, le blanc ne s intégrant pas toujours dans son environnement architectural. Ces développements apporteront peut être un nouveau souffle au Cool Roof qui peine encore à recouvrir les toitures-terrasses françaises. l * M. Santamouris and C. Georgakis, «Energy and indoor climate in urban environments : recent trends» ** H. Akbari, «Urban heat island effects and mitigation techniques» Quel est l impact de l isolant thermique sur le confort d été? L inertie thermique est la capacité d un matériau à accumuler la chaleur et à la restituer avec un décalage dans le temps. C est ce qu on appelle le déphasage. Son rôle positif en matière de confort d été est aujourd hui démontré, notamment si on l associe à la ventilation nocturne. Qu en est-il de l isolant associé aux parois? Première remarque : «la présence d une forte épaisseur d isolant empêche la chaleur emmagasinée dans le bâtiment (d autant plus importante s il y a de l activité interne) de s évacuer», précise Abdelkrim Trabelsi, maître de conférence au Centre thermique de Lyon. L Epma (institution suisse de recherche et de services interdisciplinaires en science des matériaux et développements technologiques) a réalisé en 2008 une étude comparant, à l aide d un programme de simulation (Helios), différents isolants présentant la même résistance thermique mais aux densités plus ou moins fortes (laine de verre, laine de roche, panneaux de fibres de bois et cellulose). Les résultats montrent que c est la présence d isolant qui limite les variations de température intérieure en cas de pic de chaleur à l extérieur et non sa densité. En effet, les niveaux de température interne ne varient que d un degré maximum selon son type. Conclusion : la densité de l isolant n a que très peu d impact sur le confort d été. Des lanterneaux pour améliorer le confort d été La ventilation naturelle est loin d être une solution nouvelle pour faire baisser la température interne d un bâtiment. Quelque peu oubliée depuis les années 1950, elle revient aujourd hui sur le devant de la scène. A.D. L été, un bon usage des lanterneaux peut faire baisser la température interne de presque 10 C. Ecodis L été, les ouvrants de toit sont plus connus pour leur capacité à chauffer un bâtiment qu à le refroidir. D où la nécessité de maîtriser leur impact par l étude précise, au cas par cas, du «nombre de lanterneaux positionnés en toiture, de leur dimensionnement et de leur orientation, explique Bernard Lepage, directeur technique chez Hexadome. Le fabricant ou l installateur a ici un rôle de conseil primordial.» Depuis plusieurs années, tous les fabricants proposent également des solutions pour diminuer le facteur solaire de leurs produits et intègrent non seulement une isolation renforcée de la costière mais aussi des remplissages de capots ou de coupoles minimisant le rayonnement direct ou encore des brise-soleil. Désormais, ils s intéressent également à l une des fonctions d origine des lanterneaux : la ventilation naturelle. Celle-ci apparaît plus que jamais indispensable, notamment dans les bâtiments tertiaires à l intérieur desquels l importance des charges internes (nombre d occupants, bureautique ) ajoutée à une surisolation augmentent généralement le recours aux systèmes de refroidissement. Bernard Lepage renchérit : «Très utilisée dans les années 1950, la ventilation naturelle est une solution actuellement redécouverte avec la

9 40 DOSSIER CONFORT D ÉTÉ ÉTANCHÉITÉ.INFO #34 JUIN 22 Sur chaque bâtiment, le nombre, le dimensionnement et l orientation des lanterneaux doivent être étudiés pour limiter le facteur solaire. Hexadome RT 22.» Les raisons? Son atout économique (l air est gratuit), ses apports en matière de confort (régulation thermique et renouvellement d air naturel dans des bâtiments de plus en plus étanches) et son impact positif sur la performance énergétique globale du bâtiment grâce, notamment, à une utilisation moindre de la climatisation. Le GIF, groupement des fabricants et fabricantsinstallateurs de matériels coupe-feu et d évacuation des fumées, a créé, fin 2009, un groupe de travail dédié, entre autres, à cette problématique. «Nous participons au développement des solutions de ventilation naturelle. En 23, nous communiquerons de manière encore plus active sur le sujet», assure Romain Canler, délégué général du syndicat. Gains réels Pour améliorer le confort d été, il a été prouvé que la ventilation naturelle, via les lanterneaux est efficace : «en plein mois d août, on peut faire baisser la température interne de presque 10 C», affirme Francis Binisti, Directeur général de Souchier. Cette affirmation est confirmée par une étude réalisée par le Leptiab et Soprema en 21*. Sur un bâtiment commercial en acier de deux étages situé à Poitiers et comprenant 4,5 % de lanterneaux en toiture, l usage de la ventilation naturelle maintient une température moyenne de 20,6 C contre 27,3 C si l on n utilise pas les ouvrants de toit. La configuration idéale voudrait même que la surface de lanterneaux soit comprise entre 9 et 18 % de la surface totale de toiture. Avec comme conséquence, là encore, de limiter le recours à la climatisation ou d améliorer le confort si l on n utilise pas de système de refroidissement. En cas de surface trop importante, il peut s avérer nécessaire d ajouter aux ouvrants des protections solaires. Le principe de la ventilation naturelle est simple, «c est celui de la cheminée» résume Francis Binisti. Pour évacuer l air chaud par le haut, il faut faire entrer l air frais par le bas. D où l obligation d intégrer, en plus des lanterneaux, des entrées d air en partie basse de la façade (fenêtres motorisées par exemple). systèmes automatisés intelligents La ventilation naturelle regroupe deux grandes fonctions : le free cooling et le night cooling (ou purge nocturne). Le premier correspond à une ventilation pendant la période d occupation des locaux. Une sonde mesure la température externe et la température interne. Les lanterneaux et les amenées d air en partie basse s ouvrent automatiquement lorsqu une température palier interne est atteinte dans le bâtiment et qu il fait plus frais à l extérieur qu à l intérieur. Le night cooling s effectue lorsque les locaux sont vides, donc généralement la nuit. Le procédé s appuie sur l inertie thermique du bâtiment. Quand la chaleur accumulée pendant la journée est restituée, soit plusieurs heures après selon les propriétés des matériaux utilisés, les lanterneaux et entrées d air s ouvrent. «L air est ainsi purgé gratuitement», explique Francis Binisti. Ou presque car ces systèmes automatisés sont électriques et donc consommateurs d énergie. «Mais cela n a rien à voir avec la consommation des climatisations ou même des ventilateurs.» Les lanterneaux à commande pneumatique sont moins recommandés quand il s agit de confort d été. Car, contrairement aux systèmes électriques, «ils répondent au principe du tout ou rien», précise Sylvain Belloir, responsable marketing et communication de Skydôme. Ils ne proposent pas de position intermédiaire, intéressante pour moduler les ouvertures en fonction de l heure de la journée. «En effet, ajoute Francis Binisti, il ne faut pas confondre aération et ventilation naturelle. Un système automatisé intelligent avec capteurs prend en compte différents scenarii et agit en conséquence.» Il permet également d y intégrer d autres paramètres intéressants tels que, par exemple, la gestion de la lumière artificielle. l *«Roof design and skylights effects on the energy performance and comfort of low energy industrial buildings» La ventilation naturelle regroupe deux grandes fonctions : le free cooling et le night cooling (ou purge nocturne).