Characterization of the thermo‑hydric functioning of in situ green roof

Caractérisation du fonctionnement thermo-hydrique in situ d'une toiture végétalisée extensive

Ryad Bouzouidja (1) , Geoffroy Séré (2) , Remy Claverie (1) , David Lacroix (3)

1 Cerema Direction Est - Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement - Direction Est
2 LSE - Laboratoire Sols et Environnement
3 LEMTA - Laboratoire d'Energétique et Mécanique Théorique et Appliquée

There are several issues related to the development of green roofs : a better understanding and estimation of their thermic and hydric performances as well as the strong necessity to develop innovations. This study is primarily based on the monitoring of a large-scale in situ green-roof that instrumented with temperature sensors, capacitive tensi-ometers and dielectric sensors. This experimental device was completed by a weather station monitoring few microcli-matic parameters (ambient temperature, humidity, wind speed and direction). The analysis of the results has lead to a better understanding of the seasonal behavior of the extensive green roof (EGR). Indeed, EGR contribution for thermal insulation has been estimated and reached maximum reduction of temperature of 24°C in summer and a temperature gain of 5°C in winter. In spring, the EGR succeeded in storing almost the whole rainfall. The substrate appeared to play an important role on the coupled thermo-hydric performances of the EGR and needed further characterization.

Il existe aujourd'hui plusieurs enjeux liés au développement des toitures végétalisées à la fois pour une meilleure connaissance et évaluation de leurs propriétés (e.g. performance énergétique des bâtiments équipés, rétention en eau), mais aussi sur un réel besoin d'innovation. Ces travaux s'appuient sur le monitoring d'une toiture végétalisée équipée de grande taille, mise en place sur un bâtiment. Elle est instrumentée à l'aide de capteurs de température, de tensiomètres capacitifs et de sondes diélectriques. Ce dispositif expérimental est complété d'une station météorologique mesurant les paramètres microclimatiques (température extérieure, hygrométrie, vitesse et direction du vent). L'analyse des résultats des expériences in situ ont permis de dégager des résultats sur le comportement saisonnier de la toiture végétalisée (TVE). En effet, il est possible d'estimer la contribution de ce type de système à l'isolation thermique dans des conditions climatiques extérieures qui varient en hiver avec un gain de 5°C et en été avec une réduction de 24°C. Le suivi des données a aussi démontré qu'au printemps la TVE pouvait stocker l'essentiel des précipitations. La contribution forte du substrat au fonctionnement thermo-hydrique est ensuite évoquée ainsi que la nécessité de mieux caractériser ce couplage.

Mots clés: teneur en eau; Green roof; water content; Toiture végétalisée extensive; eaux pluviales; milieux poreux; porous media; storm water

Domaines: Ingénierie de l'environnement; Thermique [physics.class-ph]; Eco-conception

Ryad Bouzouidja, Geoffroy Séré, Remy Claverie, David Lacroix. Caractérisation du fonctionnement thermo-hydrique in situ d'une toiture végétalisée extensive. La Houille Blanche - Revue internationale de l'eau, 2013, 5, pp.62-69. ⟨10.1051/lhb/2013044⟩. ⟨hal-02173872⟩