Modes d’entretien curatifs des matériaux de toiture

Modes d’entretien curatifs des matériaux de toiture

Obtention des informations auprès des professionnels 

Pour mettre en évidence les modes d’entretien employés dans la lutte contre le verdissement des toitures, une enquête téléphonique a été menée auprès de professionnels du secteur, en Ile de France (Laurent, 2010). Celle-ci a visé à :
• Identifier les principaux traitements de toiture et les hiérarchiser,
• Evaluer l’importance de cette pratique en Ile de France et les clients majoritaires (particuliers, entreprises ou collectivités),
• Mettre en évidence les pratiques liées aux différents traitements (type de produit majoritaire et dosage, mise en œuvre, préconisations apportées en lien avec la récupération d’eau de ruissellement,…) .

Pour cela, un questionnaire a été construit, divisé en 5 grandes parties portant chacune sur un aspect de l’activité. Afin que cette enquête ne soit pas rébarbative pour le professionnel sondé, la plupart des questions ont été de type QCM (Questionnaire à Choix Multiples).

Du fait de la disponibilité limitée des professionnels, nous avons privilégié un contact téléphonique. De même, lors de la rédaction des questions, nous avons porté attention à ce que la longueur de l’entretien soit assez courte pour ne pas décourager les sondés. La durée des appels a donc été comprise entre 4 et 20 minutes. L’ensemble des résultats obtenus est à considérer comme un retour d’expérience d’un nombre limité de professionnels sur les produits. Ceci est donc subjectif, et doit être manipulé avec précaution. Cependant, cette approche est tout à fait intéressante dans le but d’avoir une vue d’ensemble du marché de traitement de toiture et d’orienter le recensement des produits de traitement de toiture et d’en valider les résultats.

Résultats de l’enquête

Détails des entreprises interrogées 

Dans un premier temps, les professionnels franciliens ont été listés à l’aide d’un annuaire électronique, et de prospectus publicitaires distribués dans les boîtes aux lettres. La liste totale a compté 112 coordonnées. Grâce au démarchage téléphonique, 30 entreprises ont répondu à l’enquête. Celles-ci sont principalement localisées dans les départements de la grande couronne francilienne, à savoir la Seine et Marne, les Yvelines, l’Essonne et le Val d’Oise. Néanmoins 5 entreprises interrogées (17%) sont localisées dans les départements de Paris, de la Seine Saint Denis et des Hauts de Seine. Cette répartition géographique hétérogène peut s’expliquer par le simple fait que la plupart des maisons individuelles (et par conséquent les clients potentiels) en Ile de France sont concentrées dans la grande couronne. Les départements de la petite couronne et de Paris comptent beaucoup plus d’habitations collectives, à toiture terrasse ou métalliques, et par conséquent pas ou peu traités contre les mousses. En termes de taille, les entreprises ayant participé à l’enquête sont majoritairement de Très Petites Entreprises (TPE) .

Le résultat montre que 43% des entreprises sondées (13 sur 30) sont composées d’un seul employé / patron, et 60% (22 sur 30) comptent moins de 5 salariés. Ceci permet de se rendre compte que le traitement de toiture ne nécessite pas une grande main d’œuvre puisqu’une seule personne peut être suffisante. Par ailleurs l’activité principale des professionnels interrogés montre une forte disparité  de nature .

Cette répartition montre qu’à l’échelle de notre échantillon, 66% des entreprises pratiquant le traitement de toiture ont une activité en liaison direct avec la toiture en général (catégories « charpente / couverture / traitement de toiture » et « ramonage» sur la Figure 4). Les entreprises restantes sont soit spécialisées dans les travaux en hauteur comme l’élagage, dans le nettoyage en général (intérieur et/ou extérieur) ou encore plus globalement dans le bâtiment (maçonnerie / ravalement). Au final le traitement de toiture ne représente donc pas une spécialité à part entière, et peut être mis en œuvre par des acteurs très divers. Une précaution importante quant à cette répartition doit cependant être prise compte tenu de la faible taille de l’échantillon interrogé.

Durant les interviews, il a souvent été fait mention de l’existence de personnes non déclarées, et proposant un traitement de toitures. Il est difficile d’obtenir beaucoup de détails concernant ces personnes, mais les informations recueillies auprès des professionnels interrogés permettent de dresser un profil type. Il s’agit en général de personnes seules, se présentant spontanément au domicile (contrairement aux professionnels) et proposant un traitement rapide et peu cher, très souvent dans la journée même, avec un paiement en liquide. Les tarifs pratiqués ne sont pas connus, mais d’après les sondés, ils pourraient être 5 à 10 fois moins cher qu’un traitement pratiqué par un professionnel, soit de l’ordre de 2 à 5 €/m² de toiture. Dans le cas de cette activité non déclarée, nous n’avons pas de données sur les produits utilisés ou leur mise en œuvre. Toujours selon les sondés, il peut s’agir de javel, voir même d’acide, pouvant donc engendrer une forte détérioration des tuiles, et une faible durabilité du traitement.

Tout d’abord il est possible de voir que 3 types de traitement de toiture sont habituellement proposés par les professionnels :
• Le décrassage, dont le but est d’éliminer les mousses et les algues de surface,
• Le démoussage, qui vise à éliminer les végétaux (mousses, algues), champignons, lichens et bactéries présents sur la toiture,
• L’imperméabilisation, pour augmenter l’imperméabilité à l’eau des tuiles,
• La peinture, pour redonner une teinte neuve à des matériaux ternis par le temps.

Le démoussage est le traitement le plus demandé et le plus mis en œuvre par les professionnels (73% des entreprises interrogées réalisent ce traitement), suivi par l’imperméabilisation (53%). La peinture reste une activité marginale, voir même mal perçue par certains sondés. En effet, d’après ceux qui ne pratiquent pas la peinture, le fait de peindre une toiture peut avoir pour conséquences de coller les tuiles les unes aux autres, rendant ainsi les futurs remplacements de tuiles très difficiles.

En ce qui concerne les produits utilisés, une marque ressort pour le démoussage : Algimouss®. En effet, près de la moitié des entreprises ayant répondu à la question du produit déclare utiliser le produit anti-mousses de cette marque. Pour les autres types de traitement, il n’existe pas de produit privilégié. Le choix du produit par le professionnel se base soit sur une offre commerciale intéressante de la part du  fabricant, soit sur un retour d’expérience positif concernant un produit. La marque Algimouss® est connue dans le domaine, sans toutefois être utilisée majoritairement pour tous les traitements, à l’exception du démoussage.

Certains produits peuvent ainsi être utilisés les uns après les autres, notamment les produits antimousses et les imperméabilisants. En règle générale, l’imperméabilisation est réalisée uniquement après le nettoyage de la toiture (par jet haute pression ou par traitement anti-mousses). Concernant le choix des professionnels pour les différents scénarios, les explications avancées sont les suivantes :
• L’utilisation du karcher endommage la surface de la tuile et la rend poreuse,
• L’utilisation de produits anti-mousses n’est pas satisfaisante et/ou pas écologique,
• Les produits imperméabilisants protègent la tuile en surface mais empêchent sa «respiration», ce qui engendre une accumulation d’humidité sous la toiture.

Enfin, sur un plan de dosage des produits, il n’existe là encore pas de consensus entre les professionnels. Chacun utilise le produit de sa manière propre, qui peut être un suivi strict des préconisations du fabricant, ou un épandage adapté au niveau d’encrassement de la toiture. Il s’agit ici encore d’habitudes de travails et d’expérience qui justifient le choix de la dose appliquée. Ce retour d’expérience des professionnels montre qu’il n’existe pas une pratique de traitement de toiture qui pourrait être considérée comme référence. Au contraire, chacun des interrogés possède son propre protocole, basé sur une expérience propre des produits ou sur un avis plus ou moins objectif et documenté quand à l’effet négatif de tel ou tel traitement.

Clientèle et motivation du traitement

La clientèle est majoritairement représentée par des particuliers, vivant en maisons individuelles. En effet, la plus grande partie des traitements de toitures sont réalisés sur des toitures en tuiles. Or celles-ci se retrouvent pour la très grande majorité au niveau des maisons individuelles. Une autre part importante de client vient des entreprises et des bâtiments publics. Dans tous les cas, le facteur déclenchant du traitement est plus lié à l’esthétique et la protection préventive de la toiture que sur de réelles dégradations des fonctions techniques de la toiture, liées aux mousses et lichens. En effet, et c’est également un point souligné par le CTMNC, l’aspect esthétique est dégradé bien avant que les dégradations fonctionnelles de la toiture n’interviennent. Aussi, les toitures colonisées par les végétaux ayant engendré une perte d’étanchéité représentent des cas extrêmes et plutôt rares.

Traitement de toiture et récupération des eaux de ruissellement

Lors des entretiens, une question a porté sur la récupération des eaux de pluie, et plus particulièrement concernant les conseils du professionnel quant à la possibilité ou non de récupérer et réutiliser l’eau de pluie après le traitement. A ce niveau divers discours ont été relevés. Mis à part deux exceptions, il est recommandé de déconnecter la cuve de récupération de la gouttière après un traitement. Les durées préconisées sont variables et s’échelonnent de 3 jours à 3 mois, en passant par « le temps de 2 à 3 pluies ». Dans le cas des professionnels ne recommandant pas la déconnexion de la cuve, la raison invoquée vient de la biodégradabilité du produit, qui n’engendrerait donc pas d’effets néfastes. En effet la plupart des produits de démoussage notamment sont déclarés comme étant biodégradables (comme pour le produit Algimouss®).

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
I. Contexte de la thèse
I.1 Prise en compte des eaux pluviales comme une problématique environnementale en ville
I.2 Règlementation en lien avec notre cas d’étude
II. La thèse au sein du projet Qualico et du Programme OPUR
III. Objectifs de la thèse et plan du manuscrit
III.1 Objectifs du travail de thèse
III.2 Structuration du manuscrit
PARTIE I : LE TRAITEMENT DE TOITURE : IDENTIFICATION DES PRATIQUES, DES BIOCIDES UTILISES ET DE LEUR TOXICITE
I. Remise en contexte et objectifs
II. Altérations des matériaux de toiture non métalliques au cours de leur vie en œuvre
III. Modes d’entretien curatifs des matériaux de toiture
III.1 Obtention des informations auprès des professionnels
III.2 Résultats de l’enquête
III.2.1 Détails des entreprises interrogées
III.2.2 Types de traitements, produits utilisés et conditions de mise en œuvre
III.2.3 Clientèle et motivation du traitement
III.2.4 Traitement de toiture et récupération des eaux de ruissellement
III.3 Conclusion
IV. Recensement des produits de traitement et identification des substances actives
IV.1 Produits de nettoyage
IV.2 Produits anti-mousses
IV.3 Produits imperméabilisants
IV.4 Peintures
IV.5 Limites des informations fournies par les fabricants
IV.6 Choix de la pratique et des composés pour la suite de l’étude
IV.7 Le benzalkonium
IV.7.1 Propriétés physico-chimiques
IV.7.2 Propriétés biocides
IV.7.3 Toxicité et écotoxicité
IV.7.4 Source et devenir dans l’environnement
IV.7.5 Utilisation du benzalkonium dans les produits de démoussage de toiture
V. Conclusion de la Partie I
PARTIE II : MISE AU POINT DE LA TECHNIQUE D’ANALYSE DU BENZALKONIUM
I. Objectifs du protocole analytique en liaison avec les objectifs du projet
II. Bibliographie
II.1 L’analyse du benzalkonium : détection et quantification
II.2 Extraction du benzalkonium
II.2.1 Extraction de la fraction dissoute
II.2.2 Extraction de la fraction particulaire
II.3 Choix des molécules analysées
III. Mise au point de la partie chromatographie de l’analyse
III.1 Molécules et solvants utilisés
III.2 Préparation des solutions étalons
III.3 Paramètres utilisés au niveau du LC-MS/MS
III.4 Résultats de l’optimisation
III.4.1 Optimisation du spectromètre de masse
III.4.2 Séparation des composés
III.4.3 Quantification des échantillons
III.4.4 Limites de détection et de quantification de la LC-MS/MS
III.5 Suivi qualité de la méthode
IV. Développement et optimisation de l’extraction
IV.1 Phase dissoute
IV.1.1 Sélection de la cartouche d’extraction
IV.1.2 Optimisation du protocole SPE
IV.1.2.1 pH de l’échantillon
IV.1.2.2 Chargement de l’échantillon sur la cartouche SPE
IV.1.2.3 Linéarité de l’extraction
IV.1.3 Protocole SPE final et rendement
IV.1.4 Analyse d’échantillons très contaminés
IV.2 Phase particulaire
IV.2.1 Matériels et méthodes de la mise au point de l’extraction
IV.2.2 Choix du solvant d’extraction et premiers résultats
IV.2.3 Optimisation du protocole d’extraction particulaire
IV.2.4 Rendement de l’extraction particulaire
V. Calcul des LODs et LOQs du protocole global
V.1 LOD et LOQ de l’extraction SPE
V.2 LOD et LOQ de l’extraction particulaire
VI. Protocole en final utilisé en routine
VII. Incertitudes analytiques
PARTIE III : ETUDE EXPERIMENTALE DU COMPORTEMENT AU RUISSELLEMENT DU BENZALKONIUM EPANDU SUR UN TOIT
CHAPITRE I : SUIVI A PETITE ECHELLE DE L’EMISSION DE COMPOSES PAR LE BATI – SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
I. Etat des connaissances sur la contamination des eaux de ruissellement par les matériaux et produits d’entretien du bâti
I.1 Émission de métaux par les matériaux urbains
I.1.1 Émission de métaux par les toitures métalliques
I.1.2 Émission de métaux par le béton
I.1.3 Émission de métaux par les peintures
I.2 Émissions de molécules organiques par les matériaux urbains et produits d’entretien
I.2.1 Émissions de composés organiques par les bitumes et les goudrons
I.2.2 Émissions de micropolluants organiques par les toitures et les façades
I.2.3 Lessivage de pesticides épandus sur des surfaces imperméables
II. Méthodologies d’étude
II.1 Essais de lixiviation : analyses laboratoire en conditions contrôlées
II.2 Essais à l’échelle pilote : analyses in situ
III. Identifications des dynamiques d’émission des contaminants
III.1 Dynamiques d’émissions observées lors d’essais de lixiviation en conditions contrôlées
III.2 Dynamiques d’émission observées in situ
IV. Conclusion
CHAPITRE II : METHODOLOGIE MISE EN ŒUVRE POUR LE SUIVI DU LESSIVAGE DU BENZALKONIUM A PETITE ECHELLE
I. Réflexions sur le mécanisme de lessivage du benzalkonium après un traitement
I.1 Processus mis en jeu dans le devenir du composé
I.2 Création du stock lors de l’épandage du produit
I.3 Evolution du stock durant la pluie
I.4 Evolution du stock lors du séchage
I.5 Evolution du stock par temps sec
II. Objectifs des expérimentations et méthodologie générale
II.1 Ordres de grandeur des flux émis dans le ruissellement à l’échelle d’une année
II.2 Compréhension des facteurs influençant le lessivage
CHAPITRE III : ANALYSE PRELIMINAIRE DU LESSIVAGE D’UNE TUILE TRAITEE PAR UN PRODUIT BIOCIDE DE DEMOUSSAGE
I. Objectifs
II. Méthodologie
III. Résultats
III.1 Analyse du produit anti-mousse utilisé
III.2 Ruissellements réalisés
III.3 Concentrations dans le ruissellement et fraction de benzalkonium lessivée
III.4 Bilan de masse
III.5 Conclusion de l’analyse préliminaire
CHAPITRE IV : SUIVI DU LESSIVAGE DU BENZALKONIUM EN CONDITION IN SITU
I. Plan d’expérience du suivi du lessivage du benzalkonium par une approche in situ
I.1 Site d’étude et instrumentation
I.1.1 Descriptif du site d’étude
I.1.2 Instrumentation du site
I.2 Architecture des bancs d’essais et mise en place
I.2.1 Conception des bancs d’essais
I.2.2 Installation des bancs d’essais
I.2.3 Traitement des bancs d’essais
I.3 Echantillonnage
II. Bilan de l’efficacité du produit
II.1 Elimination des salissures
II.2 Recolonisation du support
III. Caractéristiques des évènements pluvieux échantillonnés
IV. Niveaux de concentration dans le ruissellement et inter-comparaisons des résultats obtenus
IV.1 Paramètres globaux
IV.1.1 pH et conductivité
IV.1.2 Matières En Suspension (MES)
IV.1.3 Carbone Organique Particulaire (COP) & Carbone Organique Dissous (COD)
IV.2 Concentration en benzalkonium mesurées
IV.2.1 Atmosphère et blancs
IV.2.2 Effet de l’orientation
IV.2.3 Influence de la nature du matériau
IV.2.3.1 Matériaux anciens
IV.2.3.2 Matériaux neufs
IV.2.4 Répartition dissous / particulaire
IV.2.5 Evolution de la concentration dans les particules
IV.3 Bilan massique
IV.3.1 Evolution de la masse cumulée de benzalkonium lessivée au cours du temps
IV.3.2 Fraction de benzalkonium présente au sein du matériau et ajout au bilan
V. Conclusion de l’analyse par bancs d’essais
CONCLUSION

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