Face à la hausse des températures mondiales, une nouvelle utilisation innovante du dioxyde de titane (TiO2) pourrait permettre à des millions de personnes de lutter contre la chaleur en milieu urbain.
Selon le Clean Cooling Collaborative, plus de 1,2 milliard de personnes dans le monde courent un risque élevé d’être menacées dans leur vie et leur bien-être à cause de la chaleur. Si les climatiseurs restent populaires pour rafraîchir les bâtiments, ils ne constituent pas une solution à eux seuls, en particulier pour les habitants des pays en développement, car ils peuvent être coûteux à l’achat et à l’usage. Un autre défi consiste à garantir une quantité suffisante d’énergie renouvelable pour faire fonctionner les climatiseurs dans le respect du climat.
Avec une moyenne de 12 000 personnes tuées chaque année par les vagues de chaleur, le défi est maintenant de trouver de nouvelles technologies de climatisation durables afin d’offrir aux gens des moyens pratiques et peu coûteux de rafraîchir leurs maisons et leurs lieux de travail.
Le défi « Million Cool Roofs » (un million de toits frais) est une initiative qui s’est engagée à résoudre le problème. Mis en place par le Clean Cooling Collaborative, en collaboration avec la Global Cool Cities Alliance, Sustainable Energy for All et Nesta Challenges, il s’agit d’un concours mondial d’une valeur de 2 millions de dollars visant à accélérer le déploiement de toits froids à forte réflexion solaire dans les pays en développement. Dix projets ont reçu 100 000 dollars chacun pour appliquer des revêtements réfléchissant l’énergie solaire afin de réduire la quantité de chaleur générée par l’énergie solaire absorbée par les bâtiments.
Une solution primée pour les établissements kenyans
L’une des entreprises ayant reçu 100 000 dollars est Steam Plant Ltd au Kenya, qui applique des revêtements de toits blancs « froids » sur les bâtiments des quartiers populaires de Nairobi, où vivent environ deux millions d’habitants de la ville. Ces habitations sont exiguës et thermiquement inefficaces, exposant les habitants au stress thermique et aux risques sanitaires associés, tels que les coups de chaleur et les éruptions cutanées.
« Nous nous sommes rendu compte que les personnes les plus touchées par la chaleur dans les villes sont les habitants des quartiers populaires », explique le Dr Nguchie Gathogo, directeur technique de Steam Plant Ltd. « Notre objectif était d’atténuer le stress dû à la chaleur, qui expose les gens à des risques extrêmes, et d’offrir des options de rafraîchissement aux habitants qui n’ont pas les moyens financiers d’utiliser des climatiseurs coûteux.
Une étude réalisée en 2017 par l’université Johns Hopkins a révélé que trois des quartiers populaires de Nairobi – Kibera, Mathare et Mukuru – ont connu des températures allant jusqu’à 4,8 °C de plus que la station météorologique officielle de la ville située à proximité. Cet « effet d’îlot de chaleur » est un problème croissant dans de nombreuses villes. Il est dû à l’absorption de la chaleur par le béton et d’autres matériaux de construction, ce qui rend les zones urbaines beaucoup plus chaudes que les zones rurales.
En partenariat avec Topps Products, Steam Plant Ltd applique le revêtement de toiture blanc Topps Seal® – un type de refroidissement passif – sur les toits en tôle ondulée des établissements. Le revêtement réfléchit le rayonnement solaire, réduisant ainsi les températures ambiantes à l’intérieur des bâtiments et l' »effet d’îlot de chaleur » dans les zones environnantes. Il est prouvé que le revêtement de toiture blanc Topps Seal® permet de réduire la température des toits de 10°C ou plus.
Le TiO2 est la clé
Le TiO2 est un ingrédient essentiel du revêtement de toiture blanc Topps Seal®. Ce pigment d’un blanc éclatant est ajouté à la peinture pour réfléchir la chaleur générée par les rayons infrarouges du soleil. En outre, les revêtements contenant du TiO2 sont opaques, ce qui signifie qu’ils n’ont pas besoin d’être appliqués en couches épaisses ou doubles, améliorant ainsi l’efficacité des ressources et permettant de réaliser des économies. Cette caractéristique est essentielle pour les établissements situés dans des pays comme le Kenya, où les ressources et les financements pour ce type de projet sont limités.
Il est prouvé que le revêtement de toiture blanc Topps Seal® réduit la température des toits de 10°C ou plus. L’élimination du rayonnement solaire protège également les toits des mouvements thermiques, qui sont une cause fréquente de dommages et d’effondrement des toits.
L'impact positif des revêtements de toits froids
Pour appliquer les revêtements blancs sur les toits, Steam Plant Ltd a fait appel à des jeunes de la région. « Le taux de chômage des jeunes est élevé dans les quartiers populaires », explique le Dr Gathogo. « C’était l’occasion de recruter des jeunes et de les employer économiquement. Nous leur avons montré que c’est quelque chose qu’ils peuvent faire et nous espérons que cela les encouragera à créer leur propre entreprise en utilisant des produits pour toits froids ».
Outre les maisons, les revêtements de toits froids sont appliqués à des écoles, des cliniques, des foyers pour enfants, des bâtiments sociaux et des installations administratives dans les quartiers populaires de Korogocho et de Kibera à Nairobi. « Nous prévoyons également de collaborer avec d’autres parties prenantes pour étendre le refroidissement passif à d’autres secteurs au Kenya », a déclaré M. Gathogo.
En effet, il est essentiel de faire connaître les avantages de cette technologie de toiture froide : « Nous voulons montrer aux gouvernements qu’il existe des alternatives aux coûteuses unités de climatisation. Nous pouvons introduire et mettre en œuvre des solutions de rechange durables et abordables en matière de refroidissement.
À ce jour, Steam Plant Ltd a appliqué le revêtement de toiture blanc Topps Seal® sur 11 000 m2 de toitures dans des quartiers populaires. Les réactions des habitants ont été extrêmement positives. « Les mesures et les images prises avant, pendant et après l’application du revêtement montrent une réduction significative des températures ambiantes dans les bâtiments revêtus, créant ainsi des conditions d’apprentissage, de travail et de vie confortables », a déclaré le Dr Gathogo.
Le projet pilote a connu un tel succès que le refroidissement passif a été ajouté au plan d’action national du Kenya en matière de refroidissement, un guide visant à permettre à tous les Kenyans d’avoir accès à un refroidissement durable.
« Notre projet montre que cette mesure relativement simple peut avoir un impact considérable sur la création d’environnements de vie et de travail plus frais pour la population », poursuit le Dr Gathogo. « La seule chose qui empêche un plus grand nombre de personnes dans les agglomérations d’appliquer des revêtements de toiture est le coût. Ils n’ont pas les moyens d’investir. Nous travaillons donc avec les communautés, les gouvernements et d’autres organismes pour voir si nous pouvons coopérer afin de les aider à financer ces projets et à les déployer dans un plus grand nombre d’agglomérations au Kenya ».
