Une recherche appelle à considérer l’aménagement de toitures végétalisées sur les bâtiments en bois.
Réduction de l’effet d’îlot de chaleur urbain, rétention des eaux pluviales, rehaussement de l’efficacité énergétique des bâtiments… Les bénéfices des toitures végétalisées par rapport à un toit conventionnel ne sont plus à démontrer. Bien qu’en croissance continue, l’intégration de tels systèmes se heurte toutefois encore à certaines restrictions, au premier chef sur le plan de la sécurité incendie. Et d’autant plus sur des bâtiments pourvus d’une structure en bois.
Si les toitures végétalisées riment déjà avec résistance au feu dans certains pays, elles trouvent encore un écho différent en sol québécois. C’est donc pour mettre en lumière leurs véritables impacts en matière de sécurité incendie que Nataliia Gerzhova a approfondi le sujet dans le cadre de ses travaux de doctorat à la Chaire industrielle de recherche sur la construction écoresponsable en bois (CIRCERB) de l’Université Laval.
L’étude visait entre autres à déterminer si les systèmes de toitures végétalisées tendent à favoriser les risques d’incendie, ou encore à les restreindre. Puis à savoir si la structure d’un toit en bois peut être affectée lors d’un incendie. Des six composantes communes à toute configuration, c’est le substrat de croissance qui a été retenu pour les fins de l’expérimentation. Menée au moyen d’un calorimètre à cône, celle-ci a d’abord permis de mesurer l’inflammabilité du substrat de croissance selon deux paramètres, soit la production d’énergie lors de la combustion (débit calorifique) et le temps d’allumage.
Les résultats obtenus pour deux types de substrat de croissance ont été comparés avec ceux obtenus avec une membrane en bitume modifié traitée avec un retardateur de flamme, l’une des couvertures les plus couramment utilisées au Québec. Une comparaison qui s’est soldée par l’observation d’une plus grande quantité d’énergie libérée chez cette dernière, notamment avec un débit calorifique maximal de deux fois supérieur à celui des substrats.
Bien qu’ils soient sujets à produire davantage d’énergie lors des secondes initiales de la combustion, les substrats de croissance en produiront beaucoup moins que la membrane en bitume dans le temps. Un avantage qui se voudra d’autant plus marqué en présence d’humidité, car celle-ci favorisera également un temps d’allumage moindre, la persistance des flammes étant réduite de moitié lorsque le substrat est humide.
Transfert de chaleur
L’étude cherchait également à analyser la performance des toitures végétalisées en cas de chaleur extrême, ou plus précisément à déterminer les conditions et le temps nécessaires à l’atteinte d’une température qui se voudrait critique pour la structure d’un toit en bois. Les résultats, obtenus par le biais d’une modélisation numérique, ont démontré que les toitures végétalisées affichent une bonne performance lors d’un incendie, assez pour immuniser la structure de tout dommage potentiel lié au feu.
Cette simulation du processus de transfert de chaleur dans l’assemblage a d’emblée établi à 300 degrés Celsius la température critique à partir de laquelle des défaillances seront observées dans la structure d’un toit en bois. En faisant varier l’épaisseur du substrat de croissance et l’intensité des charges thermiques sur une durée maximale de quatre heures, l’étude démontre que les toitures végétalisées retardent la propagation de la chaleur de façon efficace.
Le période de temps durant laquelle un substrat sera en mesure de freiner la propagation de la chaleur est intimement liée à son épaisseur. En effet, plus le sol sera épais, plus la chaleur pourra être contenue longtemps. Les travaux de Nataliia Gerzhova démontrent d’ailleurs que le substrat peut conserver une efficacité relative avec une épaisseur de seulement 50 millimètres.
Bien loin de favoriser les risques d’incendie, les toitures végétalisées constitueraient plutôt un excellent frein à la propagation de la chaleur. L’étude de la CIRCERB conclut que les substrats utilisés pour la croissance des végétaux libèrent une moins grande quantité d’énergie qu’une membrane en bitume modifié (que l’on retrouve fréquemment sur les toits plats) en pareille situation. Un constat qui se veut d’autant plus vrai en présence d’humidité dans le substrat, alors que celle-ci réduit le dégagement de la chaleur et augmente le temps d’allumage.
À cela s’ajoute en plus la démonstration d’un risque quasi inexistant d’une propagation de chaleur pouvant affecter la structure d’un toit en bois lors d’un incendie. Et ce, même lorsque cette chaleur se veut importante et que la combustion s’étend sur une longue période de temps.
Ndlr : Un article technique sur cette recherche peut être consulté sur le site Web de Cecobois
