L'effet albédo : un phénomène physique allié de la rénovation énergétique
Dernière mise à jour : 3 août
L'effet albédo désigne la capacité d'une surface à réfléchir une partie du rayonnement solaire qu'elle reçoit. Il est souvent évoqué dans le contexte du changement climatique et de l'élévation des températures mondiales.
Ce phénomène influence le bilan radiatif de la surface terrestre et, plus largement, l'équilibre du système climatique. Il a également des implications majeures dans les domaines de la construction neuve et de la rénovation énergétique. En effet, il contribue à modifier la performance énergétique des bâtiments tertiaires comme résidentiels.
Son utilisation est de plus en plus récurrente, notamment au travers de stratégies de rénovation dites de “coolroofing”. Ces stratégies utilisent des surfaces de réflexion afin de limiter les effets du réchauffement global.
De la calotte glaciaire aux serres d’Almeria : un même phénomène à l’oeuvre
L'albédo, exprimé par un coefficient allant de 0 à 1, mesure la proportion d'énergie lumineuse issue du flux solaire et réfléchie par une surface. Une surface parfaitement réfléchissante, comme un miroir, a un albédo de 1, tandis qu'une surface noire absorbante a un albédo de 0.
Ce phénomène joue un rôle crucial dans les équilibres thermiques planétaires. La diminution de l’albédo liée à la fonte des glaces accentue le réchauffement climatique et contribue, à terme, à l’élévation du niveau des océans.
L'effet albédo repose sur le phénomène de réflexion-absorption. Le flux d’énergie incident, par exemple sur la toiture d’un bâtiment tertiaire, est ainsi exactement égal à la somme d’un flux absorbé par la toiture et d’un flux réfléchi dans l’atmosphère terrestre. C’est le rapport entre le flux réfléchi et le flux incident qui permet de calculer l’albédo.
Deux exemples bien connus illustrent ce phénomène :
La calotte glaciaire et les glaciers
Les régions polaires, comme l'Arctique et l'Antarctique, présentent un albédo élevé, jusqu'à 0,9.
Les glaces réfléchissent la majeure partie des rayonnements solaires et de la lumière visible reçue. Cela contribue au refroidissement planétaire.
Leur fonte, provoquée par l'augmentation des gaz à effet de serre (GES) tels que le dioxyde de carbone (CO₂) et le méthane, aggrave le dérèglement climatique. Cette fonte contribue à l'élévation du niveau des mers ;
Les serres d'Almeria en Espagne
Cette région est couverte de serres blanches sur environ 40 000 hectares. Cette vaste surface claire augmente l'albédo local et contribue à réduire modérément les températures à cette échelle. L’impact de ces surfaces réfléchissantes artificielles donne une idée de la façon dont l’effet albédo peut être exploité pour modérer les conséquences du réchauffement global.
L’effet albédo dans la rénovation énergétique
Lorsqu’il est question de rénovation énergétique, la thématique des apports bioclimatiques est centrale. L’intégration de l’effet albédo peut permettre l’amélioration de la performance énergétique et environnementale des bâtiments.
L’augmentation de l’albédo des toits et des façades, par l’application de peintures claires, de matériaux réfléchissants ou de revêtements d'étanchéité blancs contribue à réduire la chaleur absorbée par les bâtiments en été. Cela a aussi un effet sur leur température de surface. Cette stratégie permet de limiter l’usage de systèmes de climatisation, souvent énergivores et sources d'émissions de dioxyde de carbone ;
Dans les zones urbaines denses, l'augmentation de l'albédo des chaussées et des bâtiments contribue à la réduction des températures locales en favorisant la réflexion des rayons du soleil. Ces stratégies collectives participent à la lutte contre le réchauffement planétaire en atténuant les effets des vagues de chaleur.
Les premières pistes d’actions pour le socle évoquées dans le groupe de travail collectivités du PNACC sont : - L’intégration des enjeux de confort d’été dans la conception de la voirie et du stationnement (pistes cyclables, cheminements piétons, parkings, aires de covoiturage, etc.) avec une végétalisation sur plusieurs niveaux de hauteur et/ou des ombrières, et des revêtements perméables à fort albédo dès que possible. (France PNACC 3 2025)
Limites et perspectives de l’effet albédo
Si l'effet albédo est bénéfique en été, il présente certaines limites, notamment dans les climats froids ou en hiver. L'utilisation de matériaux à fort albédo peut être problématique dans ces situations. En effet, les surfaces réfléchissantes limitent, symétriquement, l'absorption du rayonnement et l’apport d’énergie dans le bâtiment. Cette réduction des apports bioclimatiques peut nécessiter une consommation plus importante du ou des systèmes de chauffage en hiver.
Les revêtements statiques et monochromes ont donc un inconvénient. Leur utilisation correspond à un cas d’usage unique : absorption ou réflexion. Les revêtements à fort albédo, généralement clairs ou blancs, sont efficaces pour réduire les apports naturels en énergie en été. Ils ne permettent toutefois pas d'optimiser la performance énergétique tout au long de l'année. Un tel revêtement ne peut pas s'adapter aux variations saisonnières : l’étude des conditions bioclimatiques dans lesquelles se trouve le bâtiment rénové est ainsi essentielle lorsqu’une telle solution est envisagée. Cet arbitrage est d’autant plus important qu’on estime qu’environ 25 % des Français déclarent souffrir du froid l’hiver et 55 % de la chaleur en été.
Les peintures dites “thermochromiques” pourraient permettre de surmonter les contraintes de saisonnalité associées aux solutions monochromes. Ces revêtements changent de couleur selon la température du milieu dans lequel ils se situent. Ils peuvent ainsi devenir plus sombres en hiver afin de maximiser l'absorption des flux d’énergie lumineuse et plus clairs en été afin de favoriser la réflexion de ces flux, permettant ainsi d'adapter l'albédo en fonction des conditions météorologiques.
Un enjeu d’envergure : limiter le dérèglement climatique
L’effet albédo est un outil majeur pour lutter contre le dérèglement du climat mondial du fait de son rôle dans la réflexion d'une partie du rayonnement solaire, principalement dans le domaine de la lumière visible. Le GIEC, dans le cadre de son travail prospectif concernant l’élévation des températures moyennes et les risques associés (sécheresses et inondations notamment), considère l’albédo comme un levier important dans la lutte contre ce dérèglement.
L’utilisation de matériaux à fort albédo dans le bâtiment est une solution qui complète ainsi d'autres initiatives permettant de réduire notre impact sur l’environnement : le déploiement d’énergies renouvelables, la réduction concomitante de l’usage des énergies fossiles ou encore l’électrification des usages.
Sources
Page du Office of Satellite and Product Operations (Etats-Unis) rappelant le calcul de l'albédo de la surface terrestre
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