Toiture végétalisée
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 propriétés thermiques des matériaux généralement utilisés pour les toitures (tuiles, zinc, tôle, membranes d'étanchéité, 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.
- Les toitures végétalisées favorisent la régulation thermique des bâtiments avec une réduction des températures de surface allant de 7 à 15°C (Adivet).
- Cela permet également de réduire de manière modérée et localisée la température de l’air extérieur par évapotranspiration du végétal (maximum de 0,5°C à Paris, Munck 2013)
- L’efficacité du rafraîchissement dépend de l’épaisseur du substrat, du type de végétation et de la disponibilité en eau. Cela peut aller jusqu’à 1,5°C à Hong Kong pour une toiture intensive (Jim, 2015).
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En savoir plus
Le code de l’urbanisme, modifié par les lois Climat & Résilience et APER, prévoit que les permis de construire des bâtiments d’emprise au sol supérieure à 500 m², devront intégrer un procédé de production d’énergie renouvelable ou un système de végétalisation sur 30% (puis 40% en 2026 puis 50 % en 2027) de la surface de toiture des nouveaux bâtiments (tous types sauf le logement) 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 :
- poursuivre et élargir la politique de création de toiture-terrasse végétalisée (ville de Paris depuis 2005),
- développer des outils d’information et de communication et des partenariats avec les bailleurs sociaux,
- adapter les outils réglementaires pour inciter à la végétalisation des toitures existantes et mettre en place un dispositif d’incitation financière.
Ressources :
Cette fiche a été réalisée en partenariat avec l'Adivet, l'Association des Toitures & Facades Végétales (consulter le site de l'Adivet).
- Comment intégrer la végétalisation du bâti dans votre PLUi ? Retrouvez ici toutes les recommandations de l'ADIVET (association des acteurs de la végétalisation de toitures et des façades)
- Consulter le Guide d’accompagnement pour la mise en oeuvre du zonage pluvial à Paris, Mairie de Paris, 2019
- Consulter les Règles professionnelles toitures-terrasses végétalisées 3e édition et le DTU 43.1.
- Évaluer les performances de vos toitures végétalisées avec le GreenRoofScore, un outil gratuit proposé par l'Adivet (2023)
- Quelles essences résisteront au climat de demain ? Retrouvez les données du projet AVEC (Adaptation du végétal au climat de demain), porté par Plante&Cité, l'ADEME et le Cerema, sur le Floriscope et l'outil Sésame
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Solutions complémentaires
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Ouvrage paysager de gestion des eaux pluviales
Façade végétalisée
Isolation thermique
Jardin suspendu sur dalle
Crédits
Matériaux et coûts
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Strates végétales
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 nécessaire pendant leurs premiers mois de croissance. Les strates végétales principales se divisent par hauteur (valeurs indicatives) :
- Strate arborée (>3 mètres)
- Strate arbustive (1 à 3 mètres)
- Strate arbustive basse (<1 mètre)
- Strate herbacée
- Strate couvre-sol
- Strate rhizosphère (bulbes et rhizomes).
- Strate des grimpantes
Il existe également la strate muscinale pour les mousses et champignons, ainsi que les strates des plantes aquatiques pour les environnements type plans d'eau et bassins.
Végétaux en toiture
Les toitures végétalisées se distinguent selon un principe progressif : plus le système est intensif, plus la diversité et la hauteur de végétation qu'il peut accueillir sont importantes. Les toitures extensives accueillent des sedums (plantes grasses vivaces), mais aussi d'autres vivaces et graminées peu exigeantes, pour une hauteur de végétation généralement comprise entre 3 et 20 cm et un entretien très réduit. Les toitures semi-intensives permettent d'intégrer en plus des arbustes, pour des hauteurs de 10 à 50 cm. Les toitures intensives accueillent la strate arborée en plus des arbustes, vivaces et graminées, et peuvent également accueillir des plantes potagères dans le cas d'un potager en toiture. C'est le système le plus exigeant en termes de structure, de substrat et d'entretien. Certains végétaux sont par ailleurs interdits par les documents réglementaires et professionnels encadrant les toitures végétalisées, comme les bambous, en raison des risques qu'ils font peser sur l'étanchéité et la structure du bâtiment.
Substrat (1000L)
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.). 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.
Couche de drainage et filtre
La couche drainante permet d'évacuer l'eau en excès et d'éviter ainsi l'asphyxie des racines. Elle constitue aussi une réserve d'eau mobilisable par les plantes qui contribue à maintenir l'humidité du substrat. Elle peut être constituée de matériaux granuleux, de solutions alvéolaires (nid d'abeille) ou de mèches.
La couche filtrante, elle, sépare le substrat de la couche drainante : elle empêche les particules fines de migrer et de colmater le drainage et laisse l'eau s'écouler librement. Elle est généralement constituée d'un tapis filtrant (géotextile). Son rôle est essentiel, y compris en l'absence de couche drainante.
Toitures végétalisées extensives
Les toitures végétalisées extensives sont la solution la plus légère et la plus simple à mettre en œuvre. Leur substrat mesure entre 4 et 12 cm d'épaisseur, pour un poids total de 60 à 180 kg par m². Le toit peut donc être en béton, en bois ou en acier. On y plante surtout des sedums, des vivaces et des graminées, parfois avec d'autres plantes comme des mousses ou de petits arbustes. Ce type de toiture convient aux toits peu ou moyennement inclinés (jusqu'à 20 % de pente) ; au-delà de 5 %, il faut ajouter des systèmes pour retenir la terre. Elle est encadrée par les Règles professionnelles TTV (3e édition, 2018).
Toitures végétalisées semi-intensives
Les toitures végétalisées semi-intensives permettent d'accueillir une végétation plus développée que les toitures extensives. Leur substrat mesure entre 12 et 30 cm d'épaisseur, pour un poids total de 150 à 350 kg par m² (compatible béton, bois ou acier). En plus des plantes des toitures extensives (sedums, vivaces, graminées, mousses), on peut y ajouter des arbustes et des vivaces ligneuses à plus grand développement. Ce type de toiture convient aux pentes de 20 à 35 % environ, avec des traverses ou dalles pour stabiliser la terre. Elle est encadrée par les Règles professionnelles TTV (3e édition, 2018).
Toitures végétalisées intensives
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’entretien est comparable à celui d'une pelouse ou d'un parc. Leur document de référence est le DTU 43.1.
Agriculture urbaine en toiture
L'agriculture urbaine en toiture (AUT) 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.
Système d'irrigation
L'irrigation dépend du type de végétalisation verticale. Pour les grimpantes en pleine terre, un arrosage n'est nécessaire qu'à la plantation ; pour le bardage rapporté végétalisé, sans accès à la pleine terre, elle est obligatoire. Elle se fait au goutte-à-goutte (humidité constante) ou par aspersion (végétalisation étendue), avec sondes tensiométriques, programmateur et pilotage à distance pour optimiser les apports en eau.
Equipement d'arrosage et d'irriguation automatique
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.
Mise en œuvre et travaux
Les règles professionnelles définissent un seuil de pente au-delà duquel des études spécifiques sont nécessaires : 20 % pour les toitures extensives, 5 % pour les toitures semi-intensives. Des projets avec des pentes plus fortes restent possibles, mais exigent alors une étude dédiée.
Il faut choisir le type de végétalisation en fonction des charges 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 comme les systèmes d'arrosage, les fertilisants, les bacs en plastique ou les géotextiles non biodégradables. Ces choix peuvent affecter l'empreinte écologique et le coût des toitures végétalisées. Il est donc pertinent de chercher à limiter ces matériaux quand cela est possible, à condition que la solution retenue reste conforme aux règles techniques du bâtiment (Règles professionnelles TTV et DTU 43.1), qui peuvent imposer certains composants pour des raisons de sécurité ou de pérennité de l'ouvrage. Une analyse de cycle de vie des systèmes de végétalisation est recommandée pour évaluer leur bilan carbone.
Source : ARB Île-de-France - Écologie des toitures végétalisées
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 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 %.
Points de vigilance
- Un couvert végétal est un équipement vivant pour lequel il faut prévoir un contrat d’entretien régulier et adapté ainsi qu’une sensibilisation des occupants et des futurs intervenants. Adopter la palette végétale à son environnement géographique permet de faciliter sa gestion et de diminuer les actions d’entretien.
- Bien choisir le type de végétalisation en fonction des charges permanentes admissibles pour éviter le risque d’affaissement (voir partie diagnostic).
- Respecter les conditions de sécurité pour l’accès aux surfaces végétalisées et sécuriser les zones d’interventions.
Financements
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