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Les conséquences imprévues des toits frais

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Traduit de l’anglais par Melanie Beauchesne.

L’usage répandu des « toits frais » – généralement constitués de matériaux de couleur claire qui reflètent une grande partie des rayons du soleil – pourrait faire augmenter certains types de pollution de l’air, ont rapporté hier des chercheurs du South Coast Air Quality Management District et de l’Université du Sud La Californie dans Proceedings of the National Academy of Sciences.

Le code du bâtiment de l’État de la Californie a récemment été révisé pour exiger l’installation de toits frais lors de la rénovation ou lors de nouvelles constructions de certains types de bâtiments. Les toits frais sont connus pour être une bonne stratégie pour atténuer l’effet d’îlot thermique urbain, la tendance des villes à être plus chaudes de plusieurs degrés que les zones environnantes, puisque les bâtiments et les chaussées ont tendance à retenir la chaleur. Avec les toits frais, le refroidissement des villes peut permettre de réduire la demande en climatisation et de ce fait, diminuer les émissions de gaz à effet de serre.

Mais peu d’études ont observé l’effet des toits frais sur la qualité de l’air. Cette nouvelle analyse se penche sur la question avec des données du bassin aérien de la côte sud dans le sud de la Californie, qui comprend Los Angeles et Orange County, et est la deuxième région urbaine la plus peuplée aux États-Unis. Le bassin a également tendance à avoir une très mauvaise qualité de l’air et souvent des plus hauts niveaux d’ozone de la nation. Le respect des nouveaux codes du bâtiment aidera-t-il ou nuira-t-il aux efforts de la région de respecter les normes fédérales de qualité de l’air ?

Les chercheurs ont recueilli des informations à partir de bases de données gouvernementales sur les empreintes de différents bâtiments et ceux qui sont soumis aux nouvelles exigences de toit frais. Par la suite, ils ont utilisé des modèles informatiques sur la qualité de l’air et la météo pour prédire l’impact des changements vers des toits frais sur les niveaux de deux polluants atmosphériques avec des effets importants sur la santé : l’ozone et de très petites particules connues sous le nom de PM2.5.

L’adoption généralisée de toits frais diminuera la moyenne annuelle de température quotidiennement élevée dans le bassin, ont révélé les chercheurs – un effet généralement positif.

Cependant, la baisse de la température au sol est susceptible d’affaiblir les brises des océans et de modifier le mélange d’air dans différents niveaux de l’atmosphère. À leur tour, ces changements augmenteront légèrement les concentrations de PM2.5 dans tout le bassin.

Les études précédentes avaient supposé que les matériaux de toiture frais ne modifiaient pas la réflexion des longueurs d’onde ultraviolettes (UV). Les chercheurs de la présente étude ont testé divers matériaux de toiture frais et ont constaté qu’en fait, certains composés reflètent plus de rayons UV que les toits traditionnels.

Lorsqu’ils ont incorporé cette information dans leurs modèles, ils ont constaté que l’installation répandue de toits frais devrait faire augmenter la concentration d’ozone dans le bassin aérien de la côte sud, puisque les rayons UV contribuent à la formation de l’ozone.

L’étude indique également la nécessité de comprendre les effets de la qualité de l’air des chaussées fraîches, qui, à l’avenir, pourraient être installées encore plus largement que les toits frais. Dans le bassin aérien de la côte sud, la chaussée couvre presque deux fois la superficie des toits.

Il est probable que peu de choses puissent être faites pour remédier à l’augmentation de PM2.5 à partir de matériaux de toiture frais (et d’autres avantages des toits frais peuvent l’emporter sur cet inconvénient). Mais l’augmentation de l’ozone pourrait en grande partie être évitée en exigeant des matériaux de toiture frais qui minimisent la réflexion des rayons UV.

« Alors que dans l’avenir, l’utilisation répandue de certains types de matériaux de toiture frais pourrait légèrement faire augmenter les niveaux de pollution atmosphérique, nous ne voulons nullement décourager l’usage de cette technologie », déclare Wayne Nastri, membre de la haute direction du South Coast Air Quality Management District. « Cette étude montre ce qu’il faut faire pour contribuer à refroidir nos villes et éviter de faire involontairement augmenter les niveaux d’ozone ».

D’autres études seront nécessaires afin de déterminer si ces effets sur la qualité de l’air sont également probables dans d’autres régions géographiques. Mais en général, les efforts visant à prédire et à gérer les conséquences involontaires des nouvelles technologies avant qu’elles ne soient largement déployées semblent être un pas dans la bonne direction.

Source: Epstein SA et al. “Air-quality implications of widespread adoption of cool roofs on ozone and particulate matter in southern California.” Proceedings of the National Academy of Sciences. 2017.

Image: Los Angeles smog. Credit: Ben Amstutz via Flickr.

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