TER06 - R©aliser des toitures verte - Bruxelles Environnement

SUR 19 – REALISER DES TOITURES VERTES - JUILLET 2010

GUIDE PRATIQUE POUR LA CONSTRUCTION ET LA RENOVATION DURABLES DE PETITS BATIMENTS

- RECOMMANDATION PRATIQUE TER06 -


- RECOMMANDATION PRATIQUE TER06 -

REALISER DES TOITURES VERTES Augmentation des surfaces vertes et de la biodiversité et rétention de l’eau en

recouvrant les toits plats et inclinés de végétaux à croissance lente, ou, mieux encore, de véritables jardins.

PRINCIPES

CONTEXTE

Vue aérienne de Bruxelles, quartier densément bâtis à Forest. Et si toutes ces toitures plates devenaient vertes ?

Toitures « vertes » et parkings imperméables recouvrent

régulièrement les intérieurs d’îlots -

A Bruxelles, comme dans d’autres agglomérations, beaucoup de quartiers manquent de jardins. Les nuisances telles que la pollution, les poussières, le bruit et les inondations prennent de plus en plus d’ampleur. Les toitures vertes contribuent à augmenter la présence de la nature dans la ville et à solutionner les problèmes environnementaux.

ORIENTATION

On distingue 3 types de toitures vertes:

> Les toitures vertes extensives

Immeuble de bureaux de Greenpeace,

Schaerbeek – photo : F. Luyckx

Leurs végétaux, à enracinement superficiel, se limitent à des mousses, sedums et herbacées. Leur poids est réduit du fait de la minceur des couches de support et de la légèreté des végétaux. Les toitures extensives sont souvent placées en toiture plate mais conviennent également pour les toitures inclinées sur des pentes allant de 15° à 45° dans c ertains cas. Elles ne sont pas praticables, leur végétation ne supportant pas le piétinement, à moins d’être aménagées pour y circuler. Elles ne nécessitent généralement pas la construction d’un toit adapté et peuvent être réalisées sur des bâtiments existants moyennant quelques adaptations. Elles demandent un entretien restreint.

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SUR 19 – REALISER DES TOITURES VERTES – JUILLET 2010


RECOMMANDATION PRATIQUE TER06

> Les toitures vertes intensives simples et intensi ves élaborées

Immeuble de bureaux, Ixelles. Arch-paysagiste:

Bernard Capelle 2003

Immeuble de bureaux, Ixelles : toiture verte intensive au

dessus du niveau parking – photo : E. Gobbo

Toitures vertes intensives simples ou toitures-jardin « légère »

Leurs végétaux sont des herbacées, des arbustes et plantes basses, du gazon. Ces toitures diffèrent des toitures vertes intensives élaborées par leur épaisseur de substrat (et donc leur charge) excluant la plantation d’arbres ou grands arbustes au système racinaire important. Il est possible de les rendre accessibles et praticables et via quelques aménagements ces toitures peuvent être appropriées à la détente privée ou collective : création de chemins, terrasses, agrémentées de reliefs, pièces d’eau et mobiliers,… Elles nécessitent souvent un toit adapté ainsi qu’un renforcement de structure du bâtiment. L’implantation se fait principalement sur des toitures plates, les toitures inclinées recouvertes de gazon peuvent cependant aller jusqu’à une pente de 15° L’entretien est similaire à un jardin en terre pleine traditionnel. Les toitures vertes intensives élaborées ou toitures-jardin

Les caractéristiques sont similaires aux toitures intensives simples si ce n’est que l’épaisseur de substrat plus importante permet la plantation d’arbres ou arbustes.

Toitures vertes extensives, plates ou inclinées, et toitures vertes intensives peuvent être combinées entre elles.

OBJECTIFS

�� Minimum conseillé: Toiture verte extensive pour tout toit plat de superficie > 100 m2 (application du Règlement Régional d’Urbanisme du 21/11/2006 – Titre I, art 13)

�� Optimum: Toiture verte extensive ou intensive (si la structure le permet) sur tout toit plat ou incliné, selon les conditions locales, caractéristiques du lieu et du bâtiment, et dont le choix des plantations se porte vers des espèces indigènes (ce choix dépendra également de l’épaisseur et du type de substrat).




APERCU GENERAL DES DISPOSITIFS

TOITURE VERTE INTENSIVE CRITERES DE CHOIX

TOITURE VERTE EXTENSIVE

SIMPLE ELABOREE

Pour construction neuve

oui oui (structure à étudier) oui (structure à étudier)

Pour rénovation oui difficile (structure à étudier) souvent impossible

Support toit plat ou incliné (inclinaison de 15° voir 45°

moyennant quelques adaptations)

toit plat ou légèrement incliné si engazonnement (max 15°)

toit plat

Structure portante normale renforcée renforcée

Etanchéité résistant aux racines

préférable fortement conseillé indispensable

Epaisseur < 10 cm

(un minimum de 5 cm est conseillé mais l’épaisseur dépendra aussi du type de

végétaux utilisés)

entre 10 cm et 25 cm > 25 cm

Type de végétaux mousses, sedums, graminées et vivaces

(ne supportent pas le piétinement)

mêmes types que toiture verte extensive + arbrisseaux,

plantes basses, gazon MAIS pas d’arbres ni de grands

arbustes

choix presque illimité de plantes soit les mêmes types que les autres toitures vertes + arbustes et certains arbres

Praticable non, sauf si aménagé pour

oui, si aménagé pour oui, si aménagé pour

Charge permanente 30 – 100 kg/m² 100 – 400 kg/m² > 400 kg/m²

Protection incendie limitée oui oui

Impact sur le cycle de l’eau

appréciable relativement important important

Impact sur la qualité de l’air

appréciable relativement important important

Isolation acoustique moyenne performante très performante

Mise en œuvre simple complexe plus complexe

Surcoût (incluant le. renforcement de la structure portante)

16-32% selon la superficie pour nouvelle construction

(Source: IEB)

40% pour nouvelle construction

(Source: IEB)

Longévité de la toiture et de son étanchéité

prolongée prolongée prolongée

Entretien limité moyen important

Amendement non selon les végétaux selon les végétaux

Coûts de gestion quasi nuls selon les végétaux selon les végétaux

Confort thermique* faible amélioration amélioration appréciable forte amélioration

Source: CSTC * Remarque : au plus la toiture est isolée, au moins sa végétalisation a d’intérêt pour le confort thermique. Le complexe végétal placé en toiture ne peut suppléer à la bonne isolation de celle-ci, il s’agit plus d un complément utile à l’isolation thermique.




ELEMENTS DU CHOIX DURABLE

ASPECTS TECHNIQUES

> Augmentation de la durée de vie du toit L’étanchéité du toit est protégée des rayonnements solaires (ultraviolets) ainsi que des intempéries. La toiture verte a un effet régulateur sur les importantes fluctuations de température. En période estivale par exemple, la température de la membrane d’étanchéité d’un toit nu peut atteindre 70° à certains moments de la journée, alors que dans des conditions hygrothermiques similaires, elle ne sera que de 25° dans le cas d’une toiture verte intensive. Cette diminution de température s’observe d’autant plus que l’épaisseur de substrat est importante.

Graphique des l’évolution des courbes de T° en fonc tion du moment de la journée et du type de toit

T° moyenne de la membrane d’étanchéité

en été en fonction du type de

toit

Toit nu

34,3 C°

Toit plat recouvert

de gravier

31,6 C°

Toiture verte

intensive simple

27,8 C°

Toiture verte

intensive élaborée

25,1 C°

Source : CSTC Les toitures vertes souffrent donc moins des stress thermiques et de l’action gel-dégel, sources de désagrégation, et de fissuration des matériaux. De plus l’étanchéité est protégée en permanence contre le piétinement et les chocs accidentels occasionnés lors de travaux de maintenance de la toiture, des systèmes de ventilation et de climatisation qui s’y trouvent. Enfin, la toiture verte diminue les problèmes engendrés par les feuilles mortes et autres objets susceptibles d’obstruer les voies d’évacuation d’eau. > Prévention contre l’incendie Il est difficile de tester la résistance au feu des toitures vertes. En effet, cela dépendra du substrat (composition, épaisseur), du type de végétation utilisée, et de la saison (ex : en été, végétation beaucoup plus sèche). Un compartimentage des zones de végétation par des matériaux inertes, non-organiques (dalles en pierre, sable, gravier,…) est conseillé, ainsi qu’une composition de substrat à base de matériaux incombustibles (min. 60mm). AR 19/12/97 et 04/04/2003. ASPECTS ENVIRONNEMENTAUX

> Renforcement de la biodiversité o Les toitures vertes fournissent aux espèces animales (insectes, oiseaux) des points de

passage (stepping stones) réduisant ainsi les distances à franchir, et aux espèces végétales des lieux de croissance et de développement. Elles participent donc activement au renforcement du maillage vert écologique.

o Les toitures vertes extensives notamment, assez peu fertiles, peuvent héberger un grand nombre d’espèces végétales (les plantes plus agressives supplantant les




espèces plus fragiles sur un sol plus riche sont incapables de prendre racine sur un toit vert).

o Une plus grande diversité végétale, mais aussi la diversité des toits alternant hauteurs, pentes, espaces ouverts caillouteux, strates végétales, aires faiblement drainées… renforcent la biodiversité.

o Les toitures vertes contribuent également à la conservation et à la restauration d’habitats et d’associations végétales dans les paysages.

> Gestion des eaux La majorité des eaux tombant sur les zones urbaines de plus en plus imperméabilisées (40 à 50% sont des toits) ruissellent dans les égouts. Les toitures vertes jouent donc un rôle prépondérant au niveau du concept global de la gestion des eaux. La toiture verte agit comme un tampon entre les intempéries et le système d’évacuation. Une bonne part des eaux (30 - 50%) est filtrée et absorbée par le couvert végétal, son substrat et sa couche drainante, ce qui permet :

o De réduire et différer le ruissellement vers les égouts ainsi que les risques d’inondation et d’érosion

o D’en restituer une partie dans l’atmosphère (évaporation du substrat / évapotranspiration des végétaux), régulant ainsi la teneur hygrométrique de l’air

o D’en nourrir la flore et la faune habitant la toiture o De dépolluer l’eau de pluie restituée (chargée de CO, benzène, poussières,…) et de

réduire son acidité naturelle grâce aux sels minéraux présents dans le substrat. o En outre, les dispositifs de drainage et de rétention d’eau permettent de récupérer une

autre part des eaux afin de les restituer dans le substrat en période de sécheresse.

Moyenne de stockage et facteur de ruissellement ann uels de l’eau selon le type de toiture verte et l’épaisseur de sa couche de support

Type Forme de végétation Epaisseur de couche (cm)

Stockage (%)

Facteur de ruissellement

Extensive moussse/ sedums sedums/mousses sedums/mousses/herbacées sedums/herbacées/herbes herbes/herbacées

2 - 4 > 4 - 6 > 6 - 10

> 10 - 15 > 15 - 20

40 45 50 55 60

0,60 0,55 0,50 0,45 0,40

Intensive herbes de prairie/herbacées/petits arbustes herbes de prairie/herbacées/arbustes herbes de prairie/herbacées/arbustes/arbres

15 - 25 > 25 - 50

> 50

60 70 90

0,40 0,30 0,10

Comparaison avec le facteur de ruissellement des am énagements urbains classiques

habitat à forte densité 0,80

habitat à moyenne densité 0,60

habitat à faible densité + grands jardins 0,25

aires de sport 0,20

parcs 0,05

Source: FLL (Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau E.V) Les eaux de drainage excédentaires peuvent elles aussi être récupérées en vue de créer des zones humides en aval sous forme d’habitats pour la faune et la flore ou d’aires récréatives. > Amélioration de la qualité de l’air Les végétaux filtrent une partie des particules en suspension déposées par les mouvements d’air. Les pluies dirigent ensuite ces particules vers le substrat. Les feuilles absorbent les métaux lourds, jusqu’à 95% pour le cadmium, le cuivre et le plomb, et 16% pour le zinc. Grâce à la photosynthèse, tous les végétaux croissant sur les toitures vertes contribuent à réduire la quantité de CO2 et à augmenter l’oxygène dans l’atmosphère.




Grâce au pouvoir absorbant du substrat et du couvert végétal les toitures vertes ne réfléchissent que très peu les rayons solaires (contrairement aux revêtements des toitures conventionnelles) et régulent la température de l’air ambiant. Elles contribuent ainsi à réduire l’effet d’îlot thermique (dû notamment à l’augmentation des surfaces imperméables et à la réduction des surfaces d’évaporation, à la radiation de la chaleur emmagasinée par les constructions et à un moindre rafraîchissement par les vents) qui engendre des températures nocturnes plus élevées, une hygrométrie de l’air plus faible ainsi qu’une pollution atmosphérique croissante. > Isolation acoustique Le poids et la structure des différentes couches de la toiture verte, notamment de son substrat, absorbent aussi bien les bruits d’impact (pluie) que les bruits d’ambiance (circulation). Selon la loi de masse, en doublant le poids d’une toiture verte (min. 30 kg/m2) on obtient un gain de 6 dB. ASPECTS ECONOMIQUES

o Economie du gravier de lestage de la toiture plate traditionnelle o Diminution des coûts d’entretien et de réparation réguliers de la toiture traditionnelle o Réduction des coûts d’énergie de climatisation du bâtiment o Facteurs influençant les propriétés isolantes de la toiture verte :

→ l’accroissement de l’isolation proprement dite par la présence des diverses couches de support et du couvert végétal

→ l’effet thermique de masse du substrat même → le refroidissement de l’air ambiant dû à l’évaporation par le substrat et à

l’évapotranspiration par les végétaux → les ombres portées des végétaux et autres équipements éventuels sur les toits.

> Coûts globaux à la réalisation Le budget d’une toiture verte dépend de nombreux facteurs (accessibilité, superficie, demandes spécifiques d’aménagement, systèmes et matériaux utilisés, espèces végétales, épaisseur du substrat, …). C’est pourquoi nous ne donnons ici qu’un ordre de grandeur du budget que peut représenter une toiture verte. Il s’agit bien d’estimations, elles ne tiennent compte ni de l’amélioration de la couche d’étanchéité ni du renforcement éventuellement nécessaire de la structure, ni des finitions.

SUBSTRAT

Surface de toiture Type Masse

De 1 à 80 m² De 80 à 200 m² >200 m²

extensive 95 kg/m² 100 kg/m² 130 kg/m² (avec pente jusqu’à 30°)

81 - 55 €/m² 125 - 73 €/m² 137 - 77 €/m²

55 - 29 €/m² 73 - 39 €/m² 77 - 46 €/m²

< 29 €/m² < 39 €/m² < 46 €/m²

Intensive 236 kg/m² 392 kg/m²

181 - 91 €/m² 218 - 120€/m²

91 - 72 €/m² 120 - 108 €/m²

< 72 €/m² < 108 €/m²

VEGETATION

Surface de toiture Type (transport et installation compris)

De 1 à 80 m² De 80 à 200 m² >200 m²

Végétation sous forme de bouture 5 - 4 €/m² 4 – 3,5 €/m² < 3,5 €/m²

Végétation pré-cultivée 15 - 12 €/m² 12 – 9 €/m² < 9 €/m²

Végétation sous forme de tapis 28 - 24 €/m² 24 – 18 €/m² < 18 €/m²

Végétation intensive + transport + installation 40 - 35 €/m² 35 – 28 €/m² < 28 €/m²

Source : Ecoworks > Primes Concernant les travaux de rénovation relatifs à la structure et l’étanchéité de toiture, la Région de Bruxelles Capitale alloue des primes (immeubles d’au moins 30 ans dont le propriétaire est occupant ou est propriétaire bailleur en ais). La demande de prime est à introduire avant travaux. Pour plus de renseignements : www.prime-renovation.irisnet.be.




Concernant la réalisation de toitures vertes, il est possible d’obtenir des primes régionales auprès de Bruxelles Environnement (Primes Energie). Ces primes concernent le logement individuel et collectif et le secteur tertiaire et industriel et sont valables pour des toitures vertes extensives et intensives pour une surface de minimum 10m² et maximum 100m². Les demandes de primes se font en général après travaux. Pour plus de renseignements : www.bruxellesenvironnement.be Il existe également des primes communales différentes d’une commune à l’autre. Il est conseillé de prendre contact avec le service d’urbanisme de la commune pour recevoir ces informations. Toutes les primes ci-dessus sont cumulables. ASPECTS SOCIO-CULTURELS

> Toitures vertes = espaces verts

Atelier arrière, Bruxelles. Photo: Catherine Parmentier, 10/2006

La présence des toitures vertes extensives contribue à l’esthétique tant des bâtiments que des îlots, à l’introduction de la nature au sein de ces derniers et au sentiment de bien-être de la population. Elles augmentent aussi le confort visuel des occupants situés plus hauts et réduisent l’impact négatif des abris de jardin, auvents, locaux techniques, parkings, grandes surfaces etc.

Immeuble IVG Ariane, Luxembourg. Arch-paysagiste: Bernard Capelle 2005

Les toitures vertes intensives, peuvent servir de lieux à usage récréatif, en complément des espaces verts. Tout en constituant parfois l’unique possibilité pour les habitants de personnaliser leur cadre de vie extérieur, les toitures vertes leur procurent des effets thérapeutiques : réduction du stress, baisse de l’hypertension, détente musculaire, augmentation des émotions positives. Enfin, elles peuvent constituer un attrait nouveau pour les promoteurs et augmenter la valeur des bâtiments (à la location ou à la revente).

> Des espaces pour la culture vivrière

Appartement - maison des cyclistes, Ixelles Photo; Sabine Vanderlinden, 09/2006

Les surfaces des toits plats offrent également la possibilité d’y cultiver des plantes potagères et aromatiques dans les zones urbaines à haute densité (agriculture urbaine).




ARBITRAGE

> Est-ce un bon investissement? Bien que les toitures vertes occasionnent des frais supplémentaires au départ, à long terme le toit et le bâtiment dureront plus longtemps grâce à la protection que leur fournit la toiture verte. Ainsi, par exemple, une toiture verte double au moins la durée de vie du revêtement étanche.

MISE EN ŒUVRE - ASPECTS COMMUNS A TOUS LES DISPOSITIFS

NB : la mise en œuvre d’une toiture verte nécessite un permis d’urbanisme. > Conception et composition La toiture verte est conçue au départ comme un ensemble d’éléments recouvrant un toit (plat, incliné, ou les deux combinés), permettant de faire pousser des végétaux sous diverses formes, allant du simple tapis végétal jusqu’au réel jardin, et de renforcer ainsi une certaine biodiversité et le maillage vert écologique. Pour ce faire, toute toiture verte contiendra au moins les éléments de base suivants :

Source : CSTC

o végétaux o substrat pour accueillir des végétaux o couche filtrante o couche drainante et rétention des eaux de

précipitation o protection mécanique de la membrane

d’étanchéité o membrane d’étanchéité anti-racines o isolation / pare-vapeur o structure portante de la toiture

Une toiture verte doit bénéficier d’un ensoleillement suffisant (minimum 3 heures par jour en été).

> Données préalables concernant la toiture support

o L’étanchéité Avant de prévoir toute intervention sur la toiture, qu’elle soit existante ou projetée, plate ou inclinée, il est impératif de veiller à la bonne qualité de sa membrane d’étanchéité et d’en vérifier la parfaite exécution. Pour ce faire, une mise sous eau de la toiture (avant réalisation de la toiture verte) permet de détecter les fuites éventuelles dans la membrane d’étanchéité (compartimentage de max. 100 m² pour le test). Il existe un très large éventail de produits d’étanchéité, mais la plupart d’entre eux sont susceptibles de présenter des inconvénients écologiques. De plus, les étanchéités doivent présenter une certaine résistance aux racines (réf.ATG). En tenant compte de ces deux paramètres, nous conseillons plutôt l’utilisation de la membrane mono-couche en EPDM (Ethylène Propylène Diène Monomer) chimiquement inerte.

o Le type de toiture La toiture « chaude », si elle n’est pas parfaitement réalisée (pare vapeur totalement étanche), risque d’entraîner une accumulation de condensation sous l’étanchéité. Dès lors, le moindre défaut de l’étanchéité sera percé par les racines en quête d’humidité. Dans une toiture « inversée » avec isolation au-dessus de la membrane d’étanchéité, le risque de condensation est inexistant car l’étanchéité est chaude. En outre il y a moins de risque de percement de cette dernière par les racines, outils etc. Par contre, l’isolation en contact avec l’humidité doit être plus épaisse pour une même efficacité, et doit aussi résister à l’eau. Plutôt que de la fibre végétale on peut par exemple utiliser comme isolant le verre cellulaire ou le polystyrène extrudé sans CFC ni HCFC.




o La stabilité Il est indispensable, dès l’élaboration du projet, d’étudier les sollicitations résultant de la conception, de l’exécution et de la destination finale de la toiture verte, notamment la sollicitation mécanique totale (charges permanentes et occasionnelles) ainsi que les charges occasionnées par le vent. En tout état de cause, il faut s’assurer que le matériau isolant présente une résistance à la compression suffisante pour la surcharge que représente l’ensemble.

o L’évacuation des eaux Les toitures plates doivent présenter une pente de minimum 2% et être pourvues de systèmes d’évacuation des eaux aux points les plus bas, ainsi que de trop-pleins ou de gargouilles. Les éventuelles évacuations d’air provenant du bâtiment doivent être surélevées en fonction de l’épaisseur totale de la toiture verte.

> Protection de la membrane d’étanchéité Une attention particulière doit être portée sur la protection mécanique de la membrane d’étanchéité afin d’éviter les dégâts pouvant être causés par :

o La circulation sur la toiture, le dépôt de matériaux et de produits, et les chocs éventuels des outils durant la réalisation du chantier et l’entretien

o Les racines des végétaux, notamment des ligneux.

Les matériaux utilisés pour cette protection peuvent être de différents types : panneaux en caoutchouc recyclé, géotextile, plaques de PVC/PE/PP, béton maigre, plaques en fibre-ciment, asphalte coulé. Protection anti-racines: Certains produits, tels que les membranes d’étanchéité composées de hauts polymères, sont à la fois étanches et anti-racines. Dans le cas contraire, une protection contre la pénétration des racines est fortement conseillée, surtout dans le cas de membranes d’étanchéité monocouches dont les bords sont soudés ou collés avec des adhésifs. Cette protection consiste p.ex. en un double film PE de 0,4 mm avec recouvrement de 100 cm, ou encore un géotextile/polyéthylène tissé. Elle sera posée sur toute la surface de la couche d’étanchéité, y compris sur les remontées, jusqu’à 10 cm minimum au-dessus du substrat.

> Couche drainante La couche drainante est primordiale pour le bon fonctionnement et la durabilité de toute toiture verte ne dépassant pas 5° de pente. Elle doit satisfaire aux exigences suivantes :

o Recueillir et évacuer rapidement les eaux excédentaires dont l’accumulation peut nuire tant au bâtiment qu'aux racines et à la microfaune

o Etre légère tout en possédant une résistance à la compression suffisante. Elle est constituée de matériaux drainants, soit granuleux, soit de membranes ou de panneaux modulés. Son épaisseur peut varier et contribuer au ralentissement de l’évacuation des eaux excédentaires. Le débit d’eau de précipitations à évacuer par la couche drainante peut être calculé comme suit : Q = r x V x A x C (l/s) où r = intensité pluviométrique (= 0,025 l/m2s en Belgique)

V = coefficient de sécurité (= 2 en Belgique)

A = superficie de toiture en m2

C = coefficient de retardement

Epaisseur de la couche drainante (cm) 2 - 4 4 - 6 6 - 10 10 - 15 15 - 25 25 - 50 > 50

C 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1

Source : CSTC. Le coefficient de retardement d’une toiture verte dépend de sa pente et de son épaisseur de substrat mais aussi de son niveau de saturation en eau : une toiture déjà saturée en eau aura un effet de retardement nettement moins bon que celui d’une toiture complètement desséchée, il faut donc en tenir compte dans le cas d’une rénovation de toiture. En règle générale, la NIT 229 conseille de prendre un coefficient C égal à 1.




> Couche filtrante Son rôle est d’empêcher le colmatage du système drainant par des particules fines entraînées par la percolation de l’eau dans le substrat. Outre ses facultés de filtrage et d’imputrescibilité, elle doit garantir une résistance suffisante au déchirement et au poinçonnement. Chaque bande aura un recouvrement de minimum 20 cm. Comme pour la membrane d’étanchéité et sa protection, la natte filtrante devra dépasser le niveau du substrat de minimum 10 cm.

> Substrat Le terme « substrat », en comparaison à la « terre arable » des jardins au sol, signifie plutôt un composé nutritif spécifique aux toitures vertes et à leurs exigences. Le substrat doit répondre aux exigences suivantes :

o Grande légèreté o Enracinement, fixation et développement spatial des végétaux o Nutrition adéquate des végétaux et de la microfaune (eau, air, éléments minéraux et

organiques, oligo-éléments) o Structure aérée o Perméabilité à l’eau et diffusion de l’humidité o Résistance à la compression et stabilité de forme o Résistance au gel

Il est généralement constitué d’un mélange de matériaux minéraux granuleux avec une faible proportion de fines particules, l’ensemble fournissant 60 à 70% d’espaces interstitiels. La détermination de la composition correcte du substrat pour les toitures vertes nécessite le recours à un professionnel spécialisé dans ce domaine. Il existe dans le commerce des substrats spécialement conçus pour les toits verts. L’épaisseur et la composition du substrat dépendra directement du type de végétation que celui-ci devra supporter et nourrir.

> Végétaux

Le choix des végétaux dépend à la fois de plusieurs facteurs :

o La finalité et le type de toiture verte o Le choix et l’épaisseur disponible du substrat ainsi que des diverses couches de

support nécessaires o Les conditions du milieu (urbain, rural…, exposition au soleil, au froid et au vent, à la

pollution…) o L’esthétique (composition, intégration…) o La recherche de biodiversité des espèces et des habitats o Les possibilités d’entretien o Les coûts de réalisation et de gestion

L’étude des plantations est une spécialité en soi. Il est donc fortement conseillé de la confier à un professionnel (biologistes, pépiniéristes, personnes spécialisées dans les toitures vertes, architectes paysagistes,…). L’implantation progressive d’une végétation naturelle sur la toiture verte peut être envisagée dans certains cas, laissant ainsi l’opportunité à d’autres espèces végétales de s’y développer par transport des graines via le vent, les oiseaux,... Ce concept est certainement le plus écologique (seules les espèces à la fois locales et adaptées aux conditions particulières d’un toit vert peuvent y vivre) et la plus économique, mais il ne peut garantir un résultat esthétique et permanent dans toutes les situations. D’autre part, le choix de plantations monospécifiques entraîne le risque d’un mauvais résultat, notamment visuel, lors d’une sévère maladie ou d’une sécheresse prolongée.




Toiture extensive - Immeuble de bureaux de Greenpeace, Schaerbeek (photo : F. Luyckx)

Les mélanges de plantes offrent davantage de chances de survie et assurent une pérennité à long terme. Les associations végétales, qui s’inspirent des habitats naturels, combinent les végétaux dans des proportions semblables à celles d’un biotope. Elles sont en général autosuffisantes, demandent peu d’entretien et gardent une apparence naturelle. Pour ces raisons elles sont idéales pour une toiture verte extensive.

MISE EN ŒUVRE - ASPECTS SPECIFIQUES POUR CHAQUE DISPOSITIF

LA TOITURE VERTE EXTENSIVE

Le terme extensive signifie plutôt :

o Peu de moyens de réalisation o Relativement peu fertiles o Une faible épaisseur du substrat et des couches de support o Des plantes à faible développement, peu exigeantes en eau et en éléments nutritifs,

plutôt traitées en masse, semées ou précultivée o Moins de choix au niveau des espèces o Un aspect naturel et couvrant, libre et moins organisé o Un entretien minimal, de masse (parfois aucun) o Une grande superficie (impact visuel et rentabilité des coûts) o Une faible surcharge (charge permanente) permettant son application à toute toiture

(30 – 100 kg/m²)

> Composition (Exemple pour toiture inversée)

Afin d’assurer un résultat optimal à la toiture verte extensive, ses différents composants devront être scrupuleusement adaptés aux conditions techniques du lieu (inclinaison, exposition, altitude…).




A partir de 10° de pente, la toiture verte nécessit e un dispositif spécial d’ancrage (sangles, lattes, planches, grilles…). Au-delà de 30°, pour l es matériaux granuleux il faut employer des mélanges et des systèmes de retenue particuliers.

o Stabilité du support En cas de rénovation, même si la surcharge d’une toiture extensive n’est pas importante, la portance de la toiture doit toujours être vérifiée.

o Couche de protection de l’étanchéité Cette protection est généralement constituée d’un géotextile à joints cousus, à haute résistance à l’écrasement et difficilement pénétrable (300-600 gr/cm2). Dans certains cas elle est directement incorporée au matériau servant de couche drainante.

o Couche de drainage La couche drainante peut être constituée p.ex. : → D’un aggloméré de matériaux → De modules de drainage préformés, en plastique, remplis ou non d’agglomérés → D’un matelas de filaments synthétiques enchevêtrés et thermosoudés → D’un agrégat drainant soufflé et ensuite nivelé.

o Couche filtrante La couche filtrante peut être constituée par : → un géotextile : natte non tissée en fils de polyester, ou toile tissée en fibres de

polypropylène → une natte à base de fibres de verre liées par une résine synthétique.

o Substrat

Afin de limiter le développement de la végétation on utilise un substrat qui est essentiellement minéral (pierre de lave, pierre ponce, argile expansée, schiste expansé, argile, sable du Rhin ou sable de rivière, voiles non-tissés, nattes de paille ou de coco biologiquement dégradables, nattes de fils, poches en filet synthétique). De plus sa minceur empêche l’implantation de plantes parasites.

Types de végétaux Epaisseur du substrat

mousses et sedums 4 – 6 cm

les mêmes + graminées et vivaces à port bas 4 – 15 cm

o Végétaux Ils ne nécessitent en principe aucun amendement et ont une durée de vie quasi illimitée. Mais du fait qu’ils vivent sur des substrats minces qui s’égouttent librement, qu’ils sont plus fortement exposés aux extrêmes climatiques ainsi qu’au vent, il s’agira particulièrement de plantes rustiques (résistant à la chaleur, au froid et à la sécheresse). Ces végétaux ne supportant pas le piétinement, pour rendre la toiture praticable il est indispensable d’y aménager des chemins de circulation. Leur installation se fera soit par semis, plantation directe ou avec tapis précultivés.

o Le semis à la main, s’il convient le mieux pour des herbes ou des graminées et est le moins coûteux, peut présenter quelques problèmes d’exécution : dispersion par le vent ou la pluie ; répartition non homogène ; arrosage régulier par après. Des plantes qui s’enracinent facilement à partir de petites boutures (p.ex. les sedums), de petits bulbes (p.ex. la Ciboulette), ou encore de jeunes pousses, peuvent être aussi semées à la main. Pour les grandes surfaces, notamment pentues, la technique de l’hydroseeding permet de projeter un mélange liquide de graines, d’eau et de gel, plus stable et homogène.

o La plantation directe de jeunes plants , bien que plus coûteuse, donnera de meilleurs résultats que l’ensemencement, notamment les premières années, dans le cas d’une toiture extensive de petite taille.




o Les tapis précultivés sont constitués d’un mince substrat répandu sur un support souple (p.ex. géotextile), et sur lequel un mélange de plantes a été cultivé à l’avance, par semis ou bouturage, de sorte à être prêts à la pose. Bien que cette technique évite les échecs de développement végétal, elle s’avère la plus coûteuse et limite la diversité végétale. En cas de nouvelle construction, une alternative à la toiture à biodiversité limitée (par exemple sedums), est la création de toits en friche qui consiste à compenser l’espace vert perdu au sol en utilisant les terres des déblais locaux et leur végétation spontanée, donnant une toiture verte encore plus écologique et beaucoup moins coûteuse.

Toit en friche Source : Dunnett, N., Kingsbury, N., 2005.

Photo : Pia Zanetti.

Végétation sous forme de tapis

Source : CSTC

Le substrat des toitures en pente peut accuser des variations significatives de teneur en eau : plus sec près du faîte, plus humide vers la base. Il est conseillé d’exploiter ces différences dans le choix des végétaux.

Végétation mixte - Greenpeace, Schaerbeek Photo : F. Luyckx

Végétation mixte Source : CSTC




QUELQUES EXEMPLES DE PLANTES INDIGENES*

Critères d’utilisation 1. A

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plante grasse + +

plante bulbeuse + +

graminée + + + + + +

plante vivace + + + + + + + +

feuillage persistant + + + + + + + + ±

épaisse et enchevêtrée + + + +

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ensoleillé + + + + + + + + ± + ± + +

mi-ombre + + + +

fleurs + + + + + + + + + + + +

odorante + +

source de nectar + + + + + + + + +

abri pour la faune + + + + +

nourriture pour la faune + + + + + +

vitesse de croissance + + + + + + + + + +

substrat : 4-6 cm + + + + + + + +

substrat : 6-10 cm + + + +

substrat : 10-15 cm + + + +

* Indigènes ne signifie pas forcément « adapté au milieu urbain ». La liste de végétaux ci-dessus est non exhaustive. Le choix des végétaux dépendra du résultat souhaité mais aussi de la situation de la toiture en milieu urbain (ensoleillé, ombragé,…). Le mieux est de s’adresser à un professionnel (pépiniériste, biologiste, architecte-paysagiste, …). Les végétaux à systèmes radiculaires trop denses ou étendus, perforants ou pivotants sont déconseillés, notamment les plantes herbacées suivantes: Chiendent, Chardon, Herbe aux goutteux, Liseron, Lierre, Pissenlit, Renoncule rampante, Trèfle, Verge d’or du Canada.




LA TOITURE VERTE INTENSIVE (SIMPLE ET ELABOREE)

Le terme intensive signifie plutôt :

o un vrai jardin installé sur un toit plat o un support d’épaisseur généreuse o des végétaux pouvant recevoir suffisamment d’eau et d’éléments nutritifs o différentes strates végétales plantées, favorisant la biodiversité o une réalisation plus architecturale o l’accessibilité et la praticabilité o la nécessité d’entretiens réguliers o un apport d’eau en périodes de sécheresse o une superficie limitée (coûts, contraintes techniques, rentabilité d’utilisation) o des surcharges (charges permanentes) importantes (min. 100 kg/m2) o une structure portante renforcée répondant au poids total de la toiture verte intensive

> Composition (Exemple pour toiture chaude)

Certains dispositifs supplémentaires seront intégrés si nécessaire : chemin, terrasse, mobilier, apport d’eau, éclairage, évacuation d’eaux de surface, ancrage d’arbres… o Données préalables concernant la toiture

Les charges importantes (arbres, bacs de plantations, fondations supportant des constructions) seront placées aux endroits les plus résistants de la construction. Il est fortement conseillé de faire appel à un ingénieur spécialisé dans le calcul de stabilité et de résistance du bâtiment. Il y a lieu de vérifier que la membrane d’étanchéité a été relevée sur tout le pourtour de la toiture jusqu’au moins 15 cm au-delà du niveau visible du substrat.




o Couche de protection de l’étanchéité La membrane d’étanchéité et ses relevés doivent être protégés par une protection mécanique.

Membrane d’étanchéité en EPDM.

Photo : J-M Bailly

Cette protection peut être: - un géotextile à joints cousus, à haute résistance à

l’écrasement et difficilement pénétrable - une couche de mortier de ciment de ± 4 cm avec joints de

dilatation en mastic anti-racines, séparée du support par une couche de glissement (ex. : film plastique).

- un panneau en caoutchouc recyclé (ép.10-20 mm) - une couche de béton maigre

o Couche de drainage

La couche drainante doit être la plus légère possible tout en possédant une résistance à la compression suffisante, surtout pour les toitures praticables.

Panneau d’étanchéité en

polyéthylène. Photo : J-M Bailly

La couche drainante est constituée soit de: matériaux drainants : graviers roulés ; membranes à relief en matière synthétique (PVC, PS expansé,…), rainurées en polystyrène (PS) extrudé sans HCFC ; billes agglomérées en PS expansé ; treillis en polyéthylène ; nattes en fibres polyamides, … Parmi les produits plastiques, le panneau de mousse de polyéthylène est celui dont l’impact environnemental est le moins mauvais.

Feutre recouvert d’une membrane à

relief en PVC + granulats d’argile expansée. Source : CSTC

soit de: matériaux drainants retenant en même temps une partie de l’humidité : granulats d’argile expansée (légers et très drainants), de schiste expansé ou de pouzzolane.

o Système / couche de rétention d'eau

La couche de rétention d’eau (facultative si la couche drainante remplit en même temps cette fonction) doit assurer une réserve d’eau suffisante pour la survie et la croissance des végétaux et de la microfaune. La rétention d’eau peut être assurée, soit par mélange de granulats au substrat, soit sous forme de couche séparée entre la couche drainante et la couche filtrante. Les matériaux sont, par exemple, des grains d’argile expansée, de l’agro-mousse ou de la laine de roche.

o Couche filtrante

La couche filtrante doit garantir une résistance suffisante au déchirement et au poinçonnement, notamment par les racines ligneuses et puissantes, telles que celles de la plupart des arbustes et des arbres. Elle peut être constituée soit par :

→ un géotextile : natte non tissée en fils de polyester, ou toile tissée en fibres de polypropylène

→ une natte à base de fibres de verre liées par une résine synthétique → de l’agro-mousse (fournie en blocs ou produite sur place, retient en même temps une

part de l’humidité). Les nattes et toiles filtrantes sont placées avec un recouvrement de 15 à 20 cm et remontées sur les bords jusqu’au moins 10 cm au-delà du niveau visible du substrat.




o Substrat Diverses matières minérales et organiques mélangées à la terre arable peuvent composer le substrat :

MATIERES CRITERES DE CHOIX

MINERALES NATURELLES (impact environnemental sur les ressources naturelles)

sable (Ø 0,063 – 2,0 mm) Pas comme substrat pur, à mélanger et doit présenter

scories de lave et pierre ponce (Ø 2 – 16 mm) léger, très bon, si matériau local

gravier roulé (Ø 4 – 16 mm) bon, mais relativement lourd

MINERALES ARTIFICIELLES (impact environnemental par leur production, transport, déchets)

perlite très légère, mais ne retient ni eau ni nutriments, a tendance à s’affaisser avec le temps

vermiculite très légère, mais ne retient ni eau ni nutriments, peut se désagréger avec le temps

billes d’argile expansée, schiste expansé

très bon, léger, retient l’eau, mais retient peu les racines (beaucoup de vides) quand appliqué seul

laine de roche très légère, mais non nutritive; coût en énergie

MINERALES DE RECYCLAGE (impact environnemental réduit)

brique/tuile concassée, gravats de maçonneries

stable, retient en partie les éléments nutritifs et l’eau. (le ciment augmente le taux d’acidité)

béton concassé retient un peu l’eau, est un peu nutritif, alcalin

terre d’excavation lourde, peu fertile, à éviter

ORGANIQUES NATURELLES (impact environnemental réduit)

compost (dosage faible <5%) très nutritif, entretient la microfaune et aère

terreau léger, très nutritif, retient l’humidité et aère

fumier très nutritif, entretient la microfaune

engrais organique à proscrire

MINERALES ET ORGANIQUES NATURELLES (impact environnemental réduit)

terracotem (mélange de stimulateurs de croissance, polymères hydrophiles, engrais minéraux à libération lente et organique, granulés de lave)

léger, très nutritif, retient l’humidité et aère

PETROCHIMIQUES (impact environnemental par leur production et leur difficulté de recyclage)

flocons de polystyrène très légers, non nutritifs, ne retiennent pas l’eau

Formes végétales Epaisseur du substrat (cm)

mousses, sedums, graminées et plantes vivaces à port bas

4 - 15

les mêmes + plantes vivaces et couvre-sol 15 - 30

arbustes 30 – 60

grands arbustes, arbrisseaux 60 – 100

arbres > 100 (en bacs : 200 x 200 x150)

o Végétaux

La végétation peut comporter différentes strates: - herbacée: graminées et plantes vivaces - arbustive: arbustes, à feuillage caduque ou persistant - arborescente: arbrisseaux et arbres, à feuillage caduque ou persistant




QUELQUES EXEMPLES DE VEGETAUX

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Indigène + + + + + + + plante herbacée + graminée + fougère + plante vivace + + arbuste + + arbrisseau + arbre + enracinement peu profond

+ + + + + +

feuillage persistant + + + + feuillage dense + + + + + + + rampant + + + + retombant + + + + + attrait du feuillage + + + + + + attrait de la fleur + + + + + + attrait du fruit + + + odorant + + source de nectar + + + + + + abri pour la faune + + + + + + + nourriture pour la faune + + + + hauteur (cm) 20 25 100 35 60 300 400 300 1500 plante couvre-sol + + + + + supporte l’ombre + + + + + + supporte la sécheresse + + + + + + + supporte le gel + + + + + + + + capacité de concurrence + + + + + + peu d’entretien + + + + + + +

Quelques végétaux déconseillés:

Développement trop important

Châtaignier commun, Copalme d’Amérique, Cyprès, Epicéas, Erable plane, Frêne commun, Hêtre, Marronnier d’Inde, Merisier des bois, Pins, Platane à feuille d’érable, Sapins, Sophora du Japon, Thuya géant, Tilleuls, Tulipier de Virginie

Fragilité Cytise, Laurier des moutons, Magnolia, Mauve en arbre, Skimmia,

Vent Peupliers

Espèce dominante Chênes, Robinier faux acacia, Saules,

Système radiculaire perforant ou très étendu

Amélanchiers, Arbuste aux papillons, Aulnes, Bambous, Bouleaux, Chardon, Lierre, Palommier, Peupliers, Renouées, Saules, Spartine, Sureaux, Trèfle, Verge d’or du Canada

Développement envahissant

Chiendent, Herbe-aux-goutteux, Liseron des champs, Renoncule rampante, Houblon

A éviter aussi : les plantes trop horticoles, annuelles ou bisannuelles (entretien)




DISPOSITIFS SUPPLEMENTAIRES

> Apport d’eau Il est préférable de choisir des végétaux qui ne nécessitent pas d’apport d’eau en période de sécheresse. Si toutefois un arrosage est nécessaire en cas de sécheresse prolongée, il est conseillé de prévoir l’amenée d’eau de pluie ou de citerne. > Chemin, terrasse et mobilier Afin d’alléger le poids de ces divers aménagements, il est conseillé, notamment pour les revêtements de sols, bordures, maçonneries et autres constructions de jardin, mais aussi pour leurs fondations respectives, d’utiliser au maximum des matériaux légers. Ex. : blocs de béton léger, dalles de béton à structure ouverte, fondations en argile expansée, béton caverneux ouvert, sable grossier ou stabilisé, planchers, dalles sans joints posées sur plots… > Reliefs et profilages Des dénivellements et des pentes peuvent être réalisés en utilisant sous le substrat et la couche filtrante, des matériaux drainants légers tels que boules de polystyrène, grains d’argile expansée soufflés et stabilisés superficiellement, plaques de polystyrène ou de polyuréthane etc. > Ancrage des végétaux Les toitures vertes intensives abritant des végétaux ligneux (arbustes, arbrisseaux, arbres) et des végétaux herbacés de grande taille peuvent être soumises aux vents violents, tourbillons et tempêtes. Dans ce cas les végétaux seront ancrés soit dans le substrat, soit à la structure existante.

INFORMATIONS COMPLEMENTAIRES

AUTRES ELEMENTS A GARDER À L’ESPRIT

Voici une liste de fiches dont les thématiques croisent celles de la gestion des déchets de chantier:

o TER05 - Maximiser la biodiversité

o TER07 - Réaliser des façades vertes o EAU01 - Gérer les eaux pluviales sur la parcelle

BIBLIOGRAPHIE

o CSTC (Centre Scientifique et Technique de la Construction), Note d’Information

Technique n°229 – Les Toitures vertes , CSTC, Bruxelles, 2006

o Bruxelles Environnement - IBGE, Guide – Conseil pour la conception énergétique et durable des logements collectifs, Annexe 6, Bruxelles, 2006.

o IEB (Inter-Environnement Bruxelles), Aménager votre habitation pour mieux préserver le «patrimoine-eau » de la Région, Région de Bruxelles-Capitale, Bruxelles, s.d.

o HERMY, M. ; SCHAUVLIEGE, M.; TIJSKENS, G. ; Groenbeheer, een verhaal mat toekomst, Velt et afdeling Bos & Groen, Bercham, 2005

o VANHOOF, J.; SLOOTMAEKERS M.; Natuurlijke Tuinen, Tips voor harmonieuze en ecologische verantwoorde tuin, Lannoo en ARGUS, 2004

o LONDO G.; DEN HENGST J.; Tuin vol wilde planten, Natuur in tuin en park, Vereniging Natuurmonumenten, In samenwerking uitgegeven door Ver. Natuurmonumenten en uitg. Terra, 1993

o DUNNETT, N. ; KINGSBURY, N., Toits et murs végétaux, Ed. du Rouergue, Rodez, 2005

TER06 - R©aliser des toitures verte - Bruxelles Environnement

Documents

Transcript of TER06 - R©aliser des toitures verte - Bruxelles Environnement