Colloque toitures végétalisées

Centre Scientifique et Technique de la Construction

Colloque toitures vgtalises Paris 05/12/2007

Eau de pluie de toitures vgtalises: qualit, rtention et effet retard Karel De CuyperCentre Scientifique et Technique de la Construction

CSTC Belgique


Contenu de la prsentation1. 2. 3. 4. Ltude toitures vertes du CSTC Capacit de rtention long terme Leffet retard lors daverses intenses La qualit de leau rejete.

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1. Ltude toitures vertes du CSTCEtude mene de 2002 2004 Objectifs: vrifier les performances de 9 toitures vertes disponibles sur le march belge:

Rsistance des membranes dtanchit aux racines Comportement thermique et acoustique Performance hydraulique: Capacit de rtention (sur de longues priodes) Effet retardateur lors daverses intenses

Qualit de leau rejete.

Uniquement les deux dernires performances sont abordes dans cette prsentation.3


1. Ltude toitures vertes du CSTC (2) Etude sur des modles de 1x7.7m (pente 2%) exposs lextrieur de la station exprimentale du CSTC:9 toitures vertes, 1 toiture nue ( membrane), 1 toiture avec une couche de gravier.

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T2

T3

T45


T5

T6

T7

6


T8

T9

T10

7


Toiture n1

Toiture n11

8


Toiture verte = toiture composite

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Toitures vertes: diffrenciation

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11


Composition des toitures testes

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Composition des toitures testes (2)

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Couches drainantes


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Pluviomtres

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2. Capacit de rtention long termeUne mesure pour la capacit de rtention long terme est le ratio entre le volume deau vacu par la toiture pendant une certaine priode de temps et le volume deau tomb pendant la mme priode sur la toiture nue. ce ratio est la fraction deau rejete

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Fraction deau rejete pour diffrentes saisons120

Et100

automne

hiver

printemps

total

80 fraction d'eau rejete (%)

60

40

20

0 1 2 3 4 5 Toiture n 6 7 8 9 10

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Rtention long terme : conclusions (1) Les toitures vertes rejettent clairement moins deau quune toiture traditionnelle: une bonne partie est retenue. Toutes les toitures vertes nont cependant pas la mme performance: en gnral, on peut dire quau plus pais est le substrat, au plus importante est la rtention :Les toitures intensives (substrat de 140 200 mm) retiennent jusqu 50 % sur base annuelle. Les toitures extensives par contre ne retiennent que de lordre de 30 %.19


Fraction rejete: influence de lpaisseur du substrat1.2 1

0.8

fraction rejete(-)

0.6

0.4

y = -0.0197x + 0.8416 R2 = 0.6512

0.2

0 0 50 100 150 200 250 paisseur du substrat (m m )

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Rtention: conclusions (2)Cependant la combinaison dun substrat moins pais avec une couche drainante de composition adquate permet doptimiser la capacit de rtention, comme cest la cas de la toiture n2. Leffet de rtention est surtout prononc au printemps et moins en hiver.

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3. Effet retard lors daverses intenses

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Orage du 27/08/020.900 0.800

0.700

0.600 T11 dbit vacu (l/m.min) 0.500 T2(40mm) T7(200mm) T6(140mm) 0.400 T9(40mm)

0.300

0.200

0.100

0.000 27/08/2002 13:55 -0.100

27/08/2002 14:09

27/08/2002 14:24

27/08/2002 14:38

27/08/2002 14:52

27/08/2002 15:07

27/08/2002 15:21

27/08/2002 15:36

date, heures

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Effet retard: conclusions (1)Les toitures substrat< 0.275 (orage)500 450 400 350 volume cumule (l) 300 250 200 150 100 50 0 0 300 600 900 temps (s) 1200 1500 1800 2100

volume vacu volume arros

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Effet retard: remarques (3)Leffet retard dune toiture verte est fonction de ses dimensions, sa composition et de sa pente, mais aussi de son histoire: une toiture dj sature aura un effet retard plus faible que cette mme toiture aprs une priode de scheresse. Il nest donc pas vident de caractriser leffet retard par un simple indice. Il faut ce stade- tre trs prudent en appliquant des facteurs pondrateurs mme mesurs- dans le cas de toitures vertes.

En Belgique nous conseillons de prendre C=1 pour le calcul de linstallation dvacuation ceci afin dviter tout problme en cas de non ralisation de la toiture verte.31


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4. Qualit de leau rejeteLes toitures vgtalises filtrent leau pluviale

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Qualit: mesures CSTC avril-dcembre 2003 moyennes- (1)paramtre pH Couleur apparante conductivit Mat. dcant. Mat. en susp. duret DCO DBO DCO/DBO P total P205 germes 22C germes 37C Coli 37C unit

toiture n1 2 3 4 5 6

pluie 6.76 7.34 5.61

6.81Pt/Co S/cm ml/l mg/l F mgO2/l mgO2/l (-) mgP/l mgP/l UFC/ml UFC/ml % ch.pos

7.28 878.19 130.41 0.1 9.13 8.01 265.25 19.3 13.74 0.17 0.21 5800 2300 25

7.22

6.99

67.32 92.9 0.24 20.5 5 24.01 4.5 5.34 0.06 0.14 6100 3500 25

532.41 350.94 228.58 671.25 23.36 207.98 83.82 155.16 273.31 50.87 0 0 0.1 0.1 0 15.53 8.82 9.29 12.27 5 5.34 4.15 4.15 17.8 1.78 178.76 100.18 147.6 312.47 16.33 29.01 46.1 14.16 46.1 3.6 6.16 2.17 10.42 6.78 4.54 0.53 0.08 0.13 3.14 0.15 0.61 3.61 0.21 3.61 0.09 6400 3700 8400 11000 5900 2300 1300 1100 4500 4900 29 33 33 50 6734


Couleur des eaux rejetes

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Mesures CSTC avril-dcembre 2003moyennes- (2)paramtrepH Couleur apparante conductivit Mat. dcant. Mat. en susp. duret DCO DBO DCO/DBO P total P205 germes 22C germes 37C Coli 37C

unit7 8

Toiture n9 10 11

pluie 6.67 4.89 230.55 90.35 0.2 13.9 1.78 106.31 9.3 11.43 0.16 0.15 13000 6200 67 5.61 23.36 50.87 0 5 1.78 16.33 3.6 4.54 0.15 0.09 5900 4900 6736

5.4Pt/Co unit S/cm ml/l mg/l F mgO2/l mgO2/l (-) mgP/l mgP/l CFU/ml CFU/ml % ch. pos.

6.52 264.9 99.07 0 8.9 2.37 99.68 5.16 19.32 0.06 0.19 9900 3900 17

6.43 219.04 87.22 0.1 6.85 3.12 103.15 9.15 11.27 0.08 0.12 9300 3500 50

46.78 1727.8 0.15 37.5 5.34 35.31 8.26 4.27 0.24 0.35 12000 4700 0

250.17 160.93 0.24 12.83 4.15 116.08 33.39 3.48 15.25 4.46 10000 4100 44


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Mesures CSTC 09/11/2007pH Conductivit S/cm MES mg/l DCO mg/l Couleur apparente unit Pt-Co 2007 6 9 692 261 191 50 19 120 81 107 1438


2007 pluie T1 T2 T3 T4 T5 T7 T8 T9 T10 T11 4.5 4.15 6.87 6.93 6.8 6.25 4.54 6.36 6.76 6.93 4.27

2007 47.4 77.7 80.1 73.6 58.5 59.6 698 58.9 54 83.4 59.4

2003 51 93 130 208 84 155 1728 99 87 161 90

2007 16 20 16 16 36 28 32 16 20 24 4

2007 17 15 210 67 123 37 31 47 55 67 20

2003 16 24 265 179 100 147 35 100 103 116 106


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Qualit de leau : conclusionsOn ne peut donc certainement pas prtendre quune toiture verte filtre leau de pluie rejete. On constate par contre un enrichissement suite la percolation de leau travers un milieu contenant e.a. des engrais. Lutilisation de leau pluviale en provenance des toitures peut ncessiter, dans certains cas, un traitement pralable afin de corriger la coloration.40


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En savoir plus?Quelques publications du CSTCToitures vertes: vacuation des eaux pluviales. Les dossiers du CSTC 3/2006 (8 pages) Toitures vertes Note dinformation technique n229 (2006) (73 pages) www.cstc.be

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Merci de votre attention

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