Cet article fait partie du dossier : Le Cerema mobilisé pour adapter le bâti au changement climatique
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Lancée en 2025, cette expérimentation est menée en partenariat avec la Ville de Paris et prendra fin en 2030. Conformément au cahier des charges de l'opération, le site d'expérimentation est un établissement scolaire situé au 94, rue des Couronnes, dans le 20ème arrondissement de Paris.
Comparer plusieurs modalités de toiture sur un même site urbain
L'école, qui accueille des élèves de maternelle pendant l'année scolaire, fonctionne également comme un centre de loisirs durant les périodes de vacances. Cette double vocation offre un cadre d'étude pertinent pour évaluer les solutions proposées sous différents régimes d'occupation.
Le bâtiment principal d'étude est une structure de plain-pied, d'une seule orientation sud-est/nord-ouest (SE-NO). Sa configuration en forme de "T", combinée à ses dimensions de 33 mètres de long sur 10 mètres de large, a été spécifiquement choisie pour accueillir les différentes modalités de toitures expérimentales.
Bien qu’en environnement urbain, la structure d’étude est entourée par une végétation arboricole, permettant une analyse approfondie des interactions entre les aménagements de toiture et l'écosystème local.
Le site offre l’opportunité de mettre en place une expérimentation, comparant plusieurs modalités d’aménagement : une toiture végétalisée avec Arrosage Automatique (AA), une autre avec Arrosage Manuel (AM), ainsi qu’une toiture réfléchissante, dite Cool Roof (CR). Deux toitures témoins l’une en situation ensoleillée (TS) et l’autre en situation ombragée (TO) sans aucun aménagement, serviront de référence pour évaluer l’efficacité de ces dispositifs.
Pour garantir des données fiables en tenant compte des variations climatiques, cette étude sera menée sur une période de cinq ans (2025‑2030). Les résultats devraient permettre de mieux comprendre le fonctionnement des différentes solutions et de fournir des informations essentielles pour éclairer les choix techniques. Les années à venir devront comparer les différentes modalités de toiture en termes de confort intérieur, durabilité et maintenance, afin d’identifier les solutions les plus performantes et les mieux adaptées aux contextes urbains. Le confort extérieur sera aussi évalué sur quelques modalités de toiture.
Une instrumentation complète en toiture et dans le bâtiment
Le dispositif d'expérimentation repose sur un ensemble d'instruments de mesure, installés aussi bien sur la toiture que dans les pièces intérieures du bâtiment, afin de recueillir des données complètes sur les performances thermiques et énergétiques.
Instrumentation en toiture
L'instrumentation en toiture est conçue pour évaluer les performances de chaque parcelle.
Pour toutes les sections, on retrouve :
- Sonde de température : permet de mesurer la température à la couche d'étanchéité et de comprendre la propagation thermique à travers les différentes couches de la toiture
- Capteur de température de surface à infrarouge : fournit une mesure précise de la température de surface.
- Bilanmètre (radiomètre net) : mesure le rayonnement net et l'albédo de la surface, quantifiant le degré de réflexion.
Pour les zones de toiture végétalisée, des équipements supplémentaires sont installés afin de caractériser leurs spécificités :
- Deux sondes de température supplémentaires : l'une placée entre le substrat et la couche de drainage, et l'autre à la surface du substrat, pour évaluer les variations de température au sein même du système végétal.
- Sonde de teneur en eau : Installée au milieu du substrat pour comprendre l'impact de la rétention d'eau sur l'inertie thermique.
- Une station météo complète (température et humidité de l'air, vitesse et direction du vent, rayonnement solaire, pluviomètre) est également en place, avec un pluviomètre supplémentaire pour mesurer l'incidence de la végétation sur l'ombrage. Le suivi de la consommation d'eau est également assuré par des compteurs sur les points de distribution.
Instrumentation à l'intérieur du bâtiment
Chaque pièce du bâtiment est instrumentée pour évaluer le confort intérieur et la performance thermique :
- Sonde T°/HR/CO2 : fixée au mur, elle permet de surveiller la température, l'humidité relative et le niveau de CO2, ce dernier indicateur servant à évaluer le taux d'occupation et l'impact de la ventilation.
- Globe noir : mesure la Température Moyenne Radiante (TMR), en se concentrant sur le rayonnement émis par les parois.
- Capteur de flux thermique : fixé au plafond, il évalue la quantité de chaleur transmise par les différentes toitures vers l'intérieur.
- Sonde de température : complète les données en mesurant la température de la dalle.
Les données de ces différents capteurs sont collectées par des centrales d'acquisition, assurant un suivi en continu de l'expérimentation. L'ensemble de l'installation est détaillé dans le schéma ci-dessous.
Les premiers tests permettent de confirmer le bon fonctionnement de l’instrumentation mise en place (outils, méthodes, procédures de traitement des données recueillies, etc.).
Les analyses à venir pourront être consolidées ou nuancées notamment lors d’éventuels épisodes de fortes chaleurs, et ce avec une végétalisation plus développée.
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