Une toiture végétalisée, lorsqu’elle est revêtue d'une végétation adaptée, agit comme un régulateur thermique urbain qui contribue à lutter contre le phénomène d’îlot d’ICU. Grâce à l'évapotranspiration des plantes, elle libère de la vapeur d'eau et abaisse ainsi la température de l'air au-dessus de la végétation. Cette action contribue à réduire la chaleur estivale dans la ville. De plus, ces toitures absorbent les rayons du soleil et limitent ainsi le stockage de chaleur par les surfaces minérales. Résultat : elles n'ajoutent pas à la chaleur ambiante et favorisent le refroidissement nocturne, réduisant jusqu'à 70 % la chaleur émanant des bâtiments (livingroofs.org, 2004). Les rues bordées de façades végétalisées amplifient cette sensation de fraîcheur et offrent un impact significatif sur le climat urbain.
Les propriétés thermiques des matériaux généralement utilisés pour les toitures (tuiles, zinc, tôle, etc.) favorisent le phénomène d’ICU. Ils absorbent et stockent la chaleur en journée pour la restituer la nuit.
Grâce au phénomène d’évapotranspiration des plantes, les toitures végétalisées peuvent permettre de réduire de manière modérée la température de l’air ambiant.
La végétalisation des toits et façades agit comme un complément d'isolation thermique des bâtiments qui améliore le confort thermique et permet de réduire le recours à une climatisation énergivore.
L‘article L111-18-1 du code de l’urbanisme, modifié par la loi Énergie-Climat du 8 novembre 2019, prévoit que les permis de construire des bâtiments d’emprise au sol supérieure à 1000 m2, devront intégrer un procédé de production d’énergie renouvelable ou un système de végétalisation sur 30% de la surface de toiture des nouveaux bâtiments ou entrepôts et des ombrières de stationnement.
Certaines collectivités incitent à la végétalisation des toitures à travers leur Plan Local d’Urbanisme (Paris, Strasbourg, Montreuil). Le coefficient de biotope par surface impose aux aménageurs de végétaliser davantage leurs projets.
Leviers permettant d’inciter au développement des toitures végétalisées :
Ressources :
Cette fiche a été réalisée en partenariat avec l'Adivet, l'Association des Toitures & Facades Végétales (consulter le site de l'Adivet).
Une jardinière est un bac manufacturé en béton ou en céramique, destiné à recevoir des plantes ornementales. Elle est souvent utilisée dans les jardins, sur les terrasses ou encore en façade pour la végétalisation. En fonction de l'épaisseur de substrat qu'elles contiennent, les jardinières peuvent entraîner des modifications structurelles majeures, par exemple si elles sont fixées à un mur ou dans le cas d'un jardin suspendu sur dalle. Les zones de plantation doivent avoir une profondeur minimale de 15 à 30 cm pour un bon drainage et pour permettre le développement des racines. Avec une profondeur plus importante (de 30 à 80 cm), les jardinières peuvent accueillir une végétation de taille basse ou moyenne.
Les strates végétales dans un environnement comprennent un ensemble d'éléments verts. Elles contribuent au rafraîchissement urbain en fournissant de l'ombre et par l'évapotranspiration. Dans tout projet, une diversité de strates végétales est recommandée, en choisissant des variétés résistantes à la sécheresse et d'origine locale pour créer un écosystème riche en habitats. Le paillage est une pratique préconisée pour maintenir l'humidité du sol. Protéger les nouvelles plantations est crucial pendant leurs premiers mois de croissance. Les strates végétales principales se divisent par hauteur (valeurs indicatives) :
Il existe également la strate musicale pour les mousses et champignons, ainsi que les strates des plantes aquatiques pour les environnements type plans d'eau et bassins.
Les toitures extensives sont composées exclusivement de sédums (plantes grasses vivaces) qui nécessitent très peu d’entretien. Les toitures semi-intensives permettent d’intégrer graminées et vivaces et les toitures intensives, des arbustes et des arbres. Plantes potagères dans le cas de potager en toiture. Sur toiture extensive : sedums, mousses, lichens, plantes couvre sols, plantes succulentes, herbacées, petits bulbes ; hauteur de 3 à 20 cm. Sur toiture semi-intensive : graminées, vivaces, bulbes et petits arbustes, plantes horticoles et régionales moyennement exigeantes ; hauteur de 10 à 50 cm. Sur toiture intensive : graminées, vivaces, bulbes et arbustes moyens, plantes horticoles plus exigeantes voire légumes, petits fruits et fleurs (agriculture urbaine) ; hauteur de 10 à 50 cm voire plus.
Le substrat, composition essentielle des milieux de culture, se compose d'une fraction organique (fibres de bois, composts d’écorce, etc.) et d'une fraction minérale (pouzzolane, argile expansée, etc.). Il est crucial pour le développement des plantes et doit être adapté selon le projet : terre végétale, mélanges minéraux ou organiques. Dans certains contextes, il doit répondre à des critères spécifiques tels que la rétention d'eau et le pourcentage de matières organiques, adaptés au type de végétation choisi : des gazons demandent un substrat plus épais que les sedums, par exemple.
La couche de drainage permet d’éviter l’asphyxie des racines en évacuant l’eau en excès. Elle constitue également un réservoir d’eau mobilisable par les plantes en maintenant l’humidité du substrat. Elle peut être constituée de matériaux granuleux, de tapis filtrants ou de solutions alvéolaires (nid d’abeille), de mèches, etc. La couche filtrante est primordiale, même en l’absence de couche drainante. Dans ce cas, la couche filtrante reste obligatoire sur au moins 1,50 m au droit de l’ensemble des dispositifs de séparation et autour des entrées d’eaux pluviales (EEP).
Elles ont une épaisseur totale de 8 à 10 cm et ne nécessitent pas d’irrigation après la période d’établissement. Le complexe de végétalisation comporte un substrat dont l’épaisseur varie entre 4 et 12 cm. Le poids du complexe varie entre 60 et 180 kg/m² ce qui permet d’avoir, comme élément porteur, le béton, le bois ou l’acier. Les végétaux sont principalement des plantes vivaces – parmi lesquelles les espèces du genre Sedum occupent une place importante - et éventuellement des annuelles, des bisannuelles, des bulbeuses et rhizomateuses, des bryophytes (mousses) ou des plantes ligneuses à petit développement. D’un coût initial relativement économique, les toitures et terrasses végétalisées extensives demandent un entretien faible. Ce sont les moins chères à déployer et entretenir : 25 à 100 €/m² de coût d’investissement, et durée de vie longue si maintenance appropriée. Leur document de référence sont les Règles professionnelles pour la conception et la réalisation des toitures et terrasses végétalisées (3e édition – 2018).
L’épaisseur du substrat est comprise entre 12 et 30 cm. Le poids du complexe varie entre 150 et 350 kg/m², l’élément porteur pouvant être ainsi du béton, du bois ou de l’acier. En termes de végétaux, outre les plantes précédemment citées pour la végétalisation extensives, on peut également avoir des graminées, des vivaces ligneuses à plus grand développement. D’un coût supérieur aux TTV extensives, les TTV semi-intensives requièrent un entretien relativement limité. Le coût d’investissement est de 100 à 200 €/m2. Leur document de référence ont les Règles professionnelles pour la conception et la réalisation des toitures et terrasses végétalisées (3e édition – 2018).
On les appelle aussi "toiture-terrasse jardin". L’épaisseur du support de culture est supérieure à 30 cm. Le poids du complexe dépassant les 600 kg/m², seul le béton est possible comme élément porteur. Les végétaux comprennent l’ensemble de ceux précités auxquels s’ajoutent les arbustes, voire les arbres. D’un coût supérieur aux TTV semi-intensives, les toitures-terrasses jardins demandent un entretien comparable à celui d’un jardin en pleine terre. Certains toits verts intensifs peuvent être ouverts au public (voir “Jardin sur dalle, jardin suspendu"). Le coût d’investissement est de 150 à 300€/m². Le coût d’entretien est comparable à celui d'une pelouse ou d'un parc. Leur document de référence est le DTU 43.1.
L'agriculture urbaine en toiture (AUT) a surgi récemment, portée par les collectivités locales. Elle vise à raccourcir les circuits, renforcer les liens sociaux et nourrir les villes. Ces potagers installés sur les toits, entre espaces techniques et jardins, offrent des solutions de rétention d'eau pour gérer les eaux pluviales et irriguer les plantes. De plus, une nouvelle forme de toiture, dite "biosolaire", combine végétation et panneaux photovoltaïques, apportant avantages écologiques et rendements énergétiques.
Il permet de conserver un certain niveau d’humidité de manière constante. L’aspersion reste une meilleure option en cas de végétalisation étendue.
Des sondes tensiométriques et des programmateurs peuvent être installés afin d'optimiser la gestion de l’arrosage (gazon, massifs de vivaces, jeunes arbres). Le pilotage a distance de ce système d’arrosage permet de rationaliser les apports en eau.
Les règles professionnelles sont définies jusqu’à une pente de 20% ; des projets avec des pentes plus fortes sont possibles mais exigent des études spécifiques.
Il faut choisir le type de végétalisation en fonction des charges permanentes admissibles. Il y a un risque d’affaissement de la toiture si les surcharges admissibles de la toiture existante sont mal appréciées.
Les toitures végétalisées utilisent souvent des systèmes de végétalisation industriels avec des composants artificiels tels que les systèmes d'arrosage, les fertilisants, les bacs en plastique et les géotextiles non biodégradables. Ces choix peuvent affecter l'empreinte écologique des toitures végétalisées et leur coût. Limiter l'utilisation ces matériaux est essentiel pour réduire l'impact environnemental. Une analyse de cycle de vie des systèmes de végétalisation est recommandée pour évaluer leur bilan carbone.
La bande stérile est un espace aménagé sur la toiture pour faciliter l’accès aux relevés d’étanchéité et aux évacuations d’eau pluviales.
La membrane imperméable anti-racinaire permet d’assurer l’étanchéité de la toiture. Elle sera mise en œuvre par une entreprise compétente.
La membrane imperméable est recouverte d’une couche de drainage afin de garantir la bonne évacuation de l’eau et éviter l’asphyxie des racines.
Le tissu filtrant laisse passer l’eau nécessaire aux plantes et au substrat. On y dépose met ensuite le substrat, constitué de terre végétale.
Les toitures végétalisées extensives et semi-intensives visent à promouvoir un fonctionnement en écosystème pour minimiser les besoins d'intervention. Toutefois un entretien demeure essentiel pour contrôler le développement végétal. L'objectif principal consiste à maintenir un taux de couverture végétale qui dépasse les 80 %, tout en maîtrisant la croissance des espèces et en assurant la durabilité de la végétation choisie. Les tâches d'entretien incluent le nettoyage des entrées d'eaux pluviales, l'élimination des déchets transportés par le vent, le rétablissement de la couche de culture déplacée, le désherbage manuel des végétaux indésirables, la réhabilitation des zones sans végétation, et une fertilisation d'appoint après examen sur site. Pour les toitures végétalisées à base de graminées, une opération de fauchage est également recommandée. Les toitures équipées d'un système d'arrosage automatique nécessitent une maintenance et une purge en hiver selon les prescriptions du concepteur du système. Après l'installation, les Règles Professionnelles distinguent deux périodes d'entretien successives : la période de confortement, qui varie selon le mode d'installation de la végétation, et la période d'entretien courant, avec une fréquence minimale de deux passages par an pour maintenir un taux de couverture supérieur à 80 %.
Consulter l'appel à projets « Nos communes d’abord » (clôture : 01/05/2024)
