Toiture végétalisée

Station de métro Lausannoise Flon
Station de métro Lausannoise Flon

Largement développée dans la plupart des pays d’Europe, émergente en Amérique du Nord et au Japon, la toiture végétalisée, technique éprouvée, reste cependant méconnue en France.
    Au cours de la rencontre « Ville, architecture et innovation » organisée le 17 mars 2004 par le CSTB et l’ADIVET, urbanistes, architectes, paysagistes, ingénieurs, industriels, économistes et chercheurs, ont fait le point sur le concept technique et ses perspectives de croissance pour le développement durable de la construction.
    Malgré sa ressemblance sous certains aspects, la toiture végétalisée ne doit pas être confondue avec les toitures jardins. Elle consiste en un système d’étanchéité recouvert d’un complexe drainant, composé de matière organique et volcanique, qui accueille un tapis de plantes précultivées(sédum, vivaces, graminées…).
    Une toiture végétalisée peut être installée sur une structure en béton, en acier ou en bois. Par rapport à un toit en graviers, elle offre une surface vivante qui change d’aspect en fonction des saisons et de la floraison des végétaux.
    La végétalisation des toitures présente de nombreux avantages au rang desquels : la rétention d’eau. En effet, l’urbanisation conduit à un accroissement des surfaces imperméabilisées et à un déficit d’alimentation de la nappe phréatique en raison d’un manque d’infiltration. Evacuée trop rapidement par les canalisations, l’eau n’a pas le temps de s’évaporer et la chaleur en ville augmente.
    A l’image d’une éponge, la toiture végétalisée accumule l’eau dont une partie est utilisée par les plantes, une autre est évaporée et une autre évacuée par les canalisations avec un retard favorisant le bon écoulement. Elle peut même lors d’orages après une période de sécheresse, réduire l’engorgement des réseaux d’assainissement ou encore limiter les inondations. L’expérimentation conduite au CSTB confirme ces possibilités de rétention sous certaines conditions.
    Moins onéreuse en coût global que la terrasse jardin classique (installation rapide), la toiture végétalisée s’inscrit pleinement dans la démarche HQE® pour ses nombreux avantages, écologiques et esthétiques, techniques et économiques. En revanche, elle doit s’affranchir de problèmes culturels pour se développer en France. A l’instar des solutions qui visent à améliorer la qualité de vie dans les villes, cette technique a toute sa place dans un plan général d’urbanisme.
    L’expérience de pays comme l’Allemagne, la Suisse, la Suède, le Canada et le Japon est riche d’enseignements de ce point de vue.
    En Allemagne où le marché est estimé à 13 millions de mètres carrés par an, plus de 40% des villes proposent des incitations financières pour le développement des toitures végétalisées. A Berlin, par exemple, la ville prend à sa charge 60% des dépenses liées aux toitures végétalisées et à l’installation de traitement de l’eau de pluie.
    La Suisse quant à elle, a mis en place toute une politique d’information et de sensibilisation à destination des architectes, des professionnels de la construction et des services en charge de la délivrance des permis de construire. La ville de Baden en Suisse, va jusqu’à prélever une taxe de 40 francs suisses par mètre carré de surface bâtie pour les bâtiments sans végétalisation de toit et sans infiltration de l’eau pluviale.
    Le Canada mise sur la réduction des gaz à effet de serre et des effets îlot de chaleur les jours de canicule. Une réduction de 1°C de l’effet d’îlot thermique entraînerait une baisse de 5% de la demande en électricité pour la climatisation et la réfrigération et par conséquent une diminution des émissions de gaz à effet de serre. Une étude d’Environnement Canada estime que la végétalisation de 6% de toute la surface de toits disponibles pourrait faire baisser la température de Toronto de 1 à 2°C.
    Au Japon où 120 millions de personnes vivent dans des zones urbaines avec en corollaire une forte consommation d’énergie en air conditionné, la réalisation de toitures végétalisées est encouragée par une réduction de taxes.
    Dans les pays scandinaves, les toitures écologiques sont utilisées pour leurs avantages thermiques et écologiques. Les toitures et les façades végétalisées sont reconnues en Suède pour leurs effets bénéfiques sur l’acoustique.
    Avec le réchauffement climatique et la multiplication des épisodes caniculaires, la toiture végétalisée peut participer à l’optimisation des performances thermiques des bâtiments et à l’amélioration hygrothermique des villes par la création de microclimats. En outre elles peuvent remplir la fonction d’absorbeurs de différents polluants urbains et diminuer ainsi la pollution atmosphérique.

Avantages

La mise en place de ces terrasses et toitures plantées sont susceptibles d’apporter un certain nombre d’avantages parmi lesquels certains sont d’utilité publique. Les avantages des toitures végétales sont destinés tant aux propriétaires qu'à la société dans son ensemble.


Intérêt écologique et sanitaire

• La fixation des poussières atmosphériques et des pollens. L’évapotranspiration engendrée par les terrasses plantées élève l’humidité de l’air et favorise donc la formation de rosée, indispensable à la fixation des poussières et des pollens en suspension dans l’air. Les particules de plomb, de carbone, les matières organiques particulaires ou de faible densité sont fixées dans le substrat ou nourrissent les bactéries, plantes et insectes qui s’y développent.
• Une diminution des taux de CO et CO2, pour plus d’oxygène produit.
• Une augmentation de la superficie disponible en espace de nature sauvage ou non, accessible ou non, mais aussi le cas échéant en espace de loisirs, ce qui soulagera les milieux naturels surfréquentés, tout en diminuant le trafic et ses nuisances.
• Des effets bénéfiques sur le climat, les microclimats, l’hygrométrie, et donc sur la santé et le bien-être des habitants. L’écotoit permet de récupérer une partie de la surface perdue, à cause de l’occupation du sol par le bâtiment, par les espaces verts.
• De nombreux effets bénéfiques sur la biodiversité. La vie sauvage retrouve des habitats, des équilibres naturels se recréent. Sur les terrasses extensivement végétalisées, les plantes les plus adaptées sont les plantes de milieux secs et oligotrophes qui sont justement menacées de disparition à cause de l’eutrophisation générale des milieux. Les cortèges faunistiques associés trouvent ainsi des îlots où leur survie est possible.
On peut également associer un rucher à la toiture végétalisée, ce qui permet notamment la réintroduction des abeilles en ville, indispensables à la pollinisation des végétaux.
• La reconstitution d’un véritable maillage écologique et de corridors, qui autorisent au sein de la ville la circulation des espèces animales et végétales, les flux de gènes indispensables à la survie des espèces et à leur adaptation au milieu.
• Les villes sont toujours plus chaudes que les campagnes adjacentes. Le réchauffement excessif des toitures, du béton, de l'asphalte des rues et de la maçonnerie extérieure des murs réchauffe l'air environnant de quelques degrés supplémentaires. En Amérique du Nord, la température estivale moyenne dans les villes a augmenté durant les dix dernières années ajoutant encore à l'inconfort et aux malaises dus à la chaleur.
Selon une étude du Ministère canadien de l'Environnement, la présence de toitures vertes sur seulement 6 % des toits des villes canadiennes ferait descendre la température d'environ 1,5°C et ferait ainsi économiser près de 5 % des coûts de climatisation dans tous les immeubles climatisés des villes.
• Un impact très positif sur l’eau avec une filtration et une épuration biologique des eaux de pluies par complexation, par exemple, des métaux lourds dans le substrat.
• Une régulation des débits hydriques. Les toitures représentent jusqu'à 20 % des surfaces de nos villes. Les eaux de pluies qui tombent sur les toits sont ensuite acheminées vers les égouts pluviaux. Ceci surcharge les égouts et les stations d'épuration d'eau tout en causant parfois des inondations de sous-sols. À l’image d’une éponge, la toiture végétalisée accumule l’eau dont une partie est utilisée par les plantes, une autre est évaporée et une autre évacuée par les canalisations avec un retard favorisant le bon écoulement. Les toitures et terrasses plantées, par leur capacité de rétention, d’évaporation et de relargage différé des eaux de pluies contribuent à lutter contre les effets néfastes de l’imperméabilisation des sols, à savoir : augmentation constante des débits de pointe, engorgement des réseaux d’assainissement en période crue, afflux de pollutions métalliques et organiques après les orages, etc.
Annuellement, un toit végétal pourrait absorber jusqu'à 50 % de la quantité d'eau tombant sur les toits, permettant ainsi une réduction des coûts de traitement de l'eau de 5 à 10 %.

Impact technique

Un impact technique sur la durabilité et le confort du bâtiment. En effet, les toitures végétalisées offrent :
• Une protection sur l’étanchéité assurée par le fait que les matériaux imperméabilisants résistent plus longtemps à l’abri des ultraviolets (UV) et du rayonnement thermique solaire. En effet, la dégradation des membranes est principalement due à la chaleur. Celle-ci dégrade les huiles du bitume élastomère qui devient alors plus cassant. Finalement, le substrat bloque aussi les rayons UV qui sont responsables d’environ 5 % du vieillissement des membranes. De plus, l’écotoit constitue une barrière contre les intempéries. Ces actions combinées permettent d’espérer une durée de 30 à 50 ans pour la membrane d’étanchéité.
• Une protection contre les chocs thermiques (pluie froide sur les toitures chaudes) dont bénéficie le bâtiment (réduction des contraintes mécaniques) et ses occupants. Les toitures végétalisées permettent une réduction des variations de température jusqu’à 40 %.
• Une inertie thermique permettant de réaliser d’importantes économies d’énergie. Une membrane de toiture exposée au soleil peut atteindre une température de surface de 65 °C alors que la même membrane recouverte de végétaux demeure à une température de 15 à 20 °C. La température de la toiture influence la température intérieure d’un logement et donc les besoins de climatisation. Une toiture couverte de végétaux et de son substrat de culture (une terre légère) réduit aussi sensiblement les pertes de chaleur en hiver, mais cet impact est moindre que celui de la climatisation.
• Une isolation phonique : la terre végétalisée est un des meilleurs isolants acoustiques, elle absorbe les ondes sonores. Elles permettent notamment de diminuer les bruits de l’environnement urbain. Un substrat de 12 cm d’épaisseur peut réduire les bruits aériens de près de 40 dB. Un avantage non négligeable dans les secteurs survolés par des avions à basse altitude.
Impact paysager

Judicieusement conçues, les toitures végétalisées redonnent aux villes, notamment industrielles, une indéniable valeur esthétique et valorisent l’habitat en offrant une bonne solution pour que le bâtiment s’intègre dans son environnement.
Impact sur la santé
Amélioration de la qualité de l’air (hygrométrie, poussières, toxiques). La végétation supplémentaire apportée par les toits végétaux crée un apport d'oxygène dans les villes tout en filtrant bon nombre de polluants atmosphériques tels le dioxyde de soufre ou l'oxyde d'azote. De plus, les végétaux retiennent la poussière et réduisent la quantité de particules en suspension dans l'air.
Impact social

Les toitures végétalisées contribuent à rendre la ville plus « calme », moins stressante. Les habitants retrouvent une certaine harmonie urbanisme-nature.