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Toiture végétale

Le principe de la toiture végétale (aussi : toit vert ou toit végétalisé) existe depuis la préhistoire. Il consiste à recouvrir d'un substrat végétalisé un toit plat ou à faible pente (jusqu'à 35° et rarement plus).
C'est une caractéristique architecturale fréquente d'un bâtiment durable, ou de type HQE (approche architecturale incluant les principes et critères du développement durable).

De nombreuses expériences conduites en Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale du continent...) (depuis les années 1970 surtout en Allemagne, Pays-Bas, Suisse, pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine....) scandinaves, et depuis peu en Belgique, France, etc.) ont montré que pour des objectifs esthétiques ou de durabilité, comme dans la perspective de restauration ou protection de la biodiversité (La biodiversité est la diversité naturelle des organismes vivants. Elle s'apprécie en considérant la diversité des écosystèmes, des...) et de l'Environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend actuellement à prendre une...) en milieu urbain, l?aménagement d?un " écotoit " se révélait intéressant.

Bøur, aux îles Féroé
Bøur, aux îles Féroé
Hov (îles Féroé)
Hov (îles Féroé)
Reconstitution d'habitations Viking au Labrador
Reconstitution d'habitations Viking au Labrador
L'architecture militaire pour des raisons de camouflage ou de protection contre les obus a utilisé la terre et la végétation en couverture
L'architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.) militaire pour des raisons de camouflage ou de protection contre les obus a utilisé la terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est...) et la végétation (La végétation est l'ensemble des plantes (la flore) sauvages ou cultivées qui poussent sur une surface donnée de sol, ou dans un milieu aquatique. On parle aussi de "couverture végétale".) en couverture

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Toit vert de type
Toit vert (Le principe de la toiture végétale (aussi : toit vert ou toit végétalisé) existe depuis la préhistoire. Il consiste à recouvrir d'un substrat...) de type " culture intensive " à Manhattan (Manhattan est l'une des cinq circonscriptions (borough) de la ville de New York (les quatre autres étant The Bronx, Queens, Brooklyn et Staten Island). La...)
Toit vert abritant un restaurant, (Norvège)
Toit (Le toit est la structure couvrant la partie supérieure d'un édifice, permettant principalement de protéger son intérieur contre les intempéries et...) vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570 nm. L'œil humain possède un récepteur, appelé cône M, dont la bande passante est axée sur cette...) abritant un restaurant, (Norvège)
Toiture extensive de sédums, Centre d'interprétation de la Nature, Parc national du Biesbosch, Pays-Bas)
Toiture extensive de sédums, Centre d'interprétation de la Nature, Parc (Un Parc est un terrain naturel enclos,[1] formé de bois ou de prairies, dans lequel ont été tracées des allées et chemins destinés à la chasse, à la promenade ou à l’agrément....) national du Biesbosch, Pays-Bas)
Graminées et touffe de jonquilles, à Bøur (îles Faroe,Islande)
Graminées et touffe de jonquilles, à Bøur (îles Faroe,Islande)
La végétalisation du toit contribue à l'intégration paysagère
La végétalisation du toit contribue à l'intégration paysagère
Les jardins de Babylone, une des 7 merveilles du monde
Les jardins de Babylone, une des 7 merveilles du monde (Le mot monde peut désigner :)
Village islandais de Kvivik (1900)
Village (Un village est, à la campagne ou à la montagne, un ensemble d'habitations, de bâtiments à usages divers, de fermes... de proportion...) islandais de Kvivik (1900)
habitat traditionnel, Musée des traditions d'Oslo
habitat traditionnel, Musée des traditions d'Oslo

Histoire

Historiquement, la construction de toitures végétales se fait de manière traditionnelle dans plusieurs pays scandinaves et européens. Le principe utilisé depuis des millénaires dans la zone paléarctique, qui fait encore partie des traditions des Amérindiens d'Amérique (L’Amérique est un continent séparé, à l'ouest, de l'Asie et l'Océanie par le détroit de Béring et l'océan Pacifique; et à l'est, de l'Europe et de l'Afrique par l'océan Atlantique. Elle...) du Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.), est le suivant.
Un épais mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de...) de terre et de végétaux herbacés enracinés permettait de réaliser des toitures relativement bien isolées, étanches à l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de...) et à l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.), résistantes au vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents...) et au feu (Le feu est la production d'une flamme par une réaction chimique exothermique d'oxydation appelée combustion.), le tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) se faisant avec des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) facilement disponibles localement. Ces lourdes toitures exigent de solides charpentes et une couche protectrice placée entre la partie végétalisée et la charpente afin que cette dernière ne pourrisse pas. Pour ce faire, on utilise traditionnellement par exemple des tuiles de bois peu putrescibles, ou plus souvent des plaques d'écorce (L'écorce est le revêtement extérieur du tronc, des branches et des racines des arbres, et plus généralement des plantes ligneuses.) déroulée de bouleau (Les bouleaux font partie de la famille des bétulacées. La plupart des espèces sont des arbres ; quelques-unes, comme Betula nana, sont des...). La construction moderne utilise des bâches spéciales en matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière...) plastique (avec feutre antiracine le cas-échéant) ou des éléments étanches thermosoudés ou collés non métalliques.

Allemagne

Terrasse d'agrément, avec jardin de sédum et buissons, East Asia Institute à Ludwigshafen (Allemagne)
Terrasse d'agrément, avec jardin de sédum et buissons, East Asia Institute à Ludwigshafen (Allemagne)

Ce pays a été pionnier. Durant les années 1995 à 2005, environ 10 % des toits allemands nouvellement construits ont été végétalisés. Dans certaines villes (Hambourg, Stuttgart), durant un certain temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), le surcoût a été remboursé ou fortement subventionné par la commune, qui y trouvait son intérêt, ces toitures lui évitant d'agrandir les égouts devenus trop petits pour absorber le ruissellement lié aux fortes pluies sur des sols de plus en plus imperméabilisés ; grâce au pouvoir " tampon " du substrat végétalisé sur les pluies.
Des fabricants allemands vendent les garages directement fournis avec leur terrasse ou toiture végétalisée. Aujourd'hui, un système de points " bonus " accorde une réduction de taxe environnementale aux promoteurs immobiliers qui utilisent les toits végétaux. Les assureurs allemands notent que les terrasses végétalisées sont moins sources de sinistres que celles couvertes de goudron (Les goudrons (de l'arabeقَطْران — qaṭrān) sont des produits issus de poix modifiée de résineux, produits par...) ou de cailloux, car le bâtiment subit des chocs thermiques très atténués.

Canada

Toit vert (gazon et trèfle) des pavillons Lassonde de l'École Polytechnique de Montréal
Toit vert (gazon et trèfle) des pavillons Lassonde de l'École Polytechnique de Montréal (Montréal est à la fois région administrative et métropole du Québec[2]. Cette grande agglomération canadienne constitue un centre majeur du commerce, de...)
Toit vert des Galeries du Parc, à Montréal
Toit vert des Galeries du Parc, à Montréal

Au Canada, les projets commerciaux et résidentiels incluant des toits végétaux sont encore peu nombreux (une vingtaine au Québec), mais les produits et l'expertise sont maintenant disponibles. Il y aurait, parmi les baby-boomers, une certaine popularité des toits-jardins, sortes de prés fleuris pour condominium ou appartement de ville (Une ville est une unité urbaine (un « établissement humain » pour l'ONU) étendue et fortement peuplée (dont les habitations doivent être à moins de...).

Parmi les toitures végétalisées les plus connues, on note celles du Mountain Equipment Co-op de Toronto et des Pavillons Lassonde, de l'École polytechnique de Montréal.

Japon

Toiture et chemin de promenade sur le toit de l'Université des arts et cultures de Shizuoka (Japon)
Toiture et chemin de promenade sur le toit de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa...) des arts et cultures de Shizuoka (Japon)

Au Japon, la ville de Tokyo exige que toute construction occupant plus de 10 000 pieds carrés de terrain soit couverte de végétaux sur 20 % de sa surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique,...).

États-Unis

Aux États-Unis d'Amérique, les toitures vertes ont longtemps été associées à des concepts marginaux d'architecture bio-climatique, enfouie et recouverte de terre. Cette architecture d'abri anti-atomique n'a pas connu une grande popularité. La venue de nouveaux systèmes de culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :) plus légers et les nouveaux enjeux environnementaux ont relancé l'intérêt pour ces toitures. On parle maintenant de toitures durables qui ajoutent une qualité de vie (La qualité de vie d’une population est un enjeu majeur en sciences économiques et en science politique. On utilise les notions proches...) aux immeubles résidentiels urbains.

France

Ce pays a pris beaucoup de retard par rapport à ses voisins. Mais depuis 2006, la ville de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin parisien, entre les confluents de la Marne et de la Seine...) rend le mur (Un mur est une structure solide qui sépare ou délimite deux espaces.) et/ou la toiture végétalisé(s) obligatoire(s) si une demande de permis de construire (Le permis de construire ou permis de construction est un document officiel qui autorise la construction ou la rénovation d'un bâtiment à usage d'habitation, industriel ou autre.) ne prévoit pas un taux suffisant d'espaces végétalisés au sol.

Avantages

La mise en place de ces terrasses et toitures plantées sont susceptibles d?apporter un certain nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) 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 (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme...).

Intérêt écologique et sanitaire

  • La fixation des poussières atmosphériques et des pollens. L?évapotranspiration engendrée par les terrasses plantées élève l?humidité (L'humidité est la présence d'eau ou de vapeur d'eau dans l'air ou dans une substance (linge, pain, produit chimique, etc.).) de l?air et favorise donc la formation de rosée, indispensable à la fixation des poussières et des pollens en suspension ( Le fait de suspendre des particules En chimie, la suspension désigne une dispersion de particule. En géomorphologie, la suspension est un mode de transport des sédiments. ...) dans l?air. Les particules de plomb (Le plomb est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Pb et de numéro atomique 82. Le mot et le symbole viennent du latin plumbum.), de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.), les matières organiques particulaires ou de faible densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de...) sont fixées dans le substrat ou nourrissent les bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries...), plantes et insectes (Insectes est une revue francophone d'écologie et d'entomologie destinée à un large public d'amateurs et de naturalistes. Produite par l'Office pour les insectes et leur environnement (association loi de 1901), elle...) qui s?y développent.
  • Une diminution des taux de CO et CO2, pour plus d?oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) produit.
  • Une augmentation de la superficie (L'aire ou la superficie est une mesure d'une surface. Par métonymie, on désigne souvent cette mesure par le terme « surface » lui-même (par exemple, on parle de la...) 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 (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la...), les microclimats, l?hygrométrie, et donc sur la santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.) et le bien-être (Le bien-être ou bienêtre est un état qui touche à la santé, au plaisir, à la réalisation de soi, à l'harmonie avec soi et les autres. René Dubos présente la...) 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 (La vie est le nom donné :) 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 (L'eutrophisation d'un milieu aquatique, tel que cours d'eau ou mares, désigne originellement et simplement son caractère eutrophe (du grec eu : « bien, vrai » et trophein : « nourrir »), c'est-à-dire la...) 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 (La pollinisation est le mode de reproduction privilégié des plantes angiospermes et gymnospermes. C'est un des services écologiques rendus par la biodiversité....) des végétaux.
  • La reconstitution d?un véritable maillage écologique et de corridors, qui autorisent au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale...) de la ville la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) des espèces animales et végétales, les flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément le terme...) 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 (Le béton est un matériau de construction composite fabriqué à partir de granulats naturels (sable, gravillons) ou artificiels (granulats légers) agglomérés par un liant.), de l'asphalte ( Asphalte : matériau de construction Asphalte : film réalisé par Joe May en 1929 Asphalte : film réalisé par Hervé Bromberger en 1958 Asphalte : film...) des rues et de la maçonnerie (La maçonnerie est l'art de bâtir une construction par l'assemblage de matériaux élémentaires, liés de manière non réversible. C'est l'art du maçon par...) extérieure des murs réchauffe l'air environnant de quelques degrés supplémentaires. En Amérique du Nord, la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie...) estivale moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble...) dans les villes a augmenté durant les dix dernières années ajoutant encore à l'inconfort et aux malaises dus à la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle 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 (La climatisation est la technique qui consiste à modifier, contrôler et réguler les conditions climatiques (température, humidité, niveau de...) dans tous les immeubles climatisés des villes.
  • Un impact très positif sur l?eau avec une filtration (La filtration est un procédé de séparation permettant de séparer les constituants d'un mélange qui possède une phase liquide et une...) et une épuration biologique des eaux de pluies par complexation, par exemple, des métaux lourds dans le substrat.
  • Une régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se rattache au plan scientifique à l'automatique.) 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 (Les éponges constituent l’embranchement (vraisemblablement paraphylétique) des Spongiaires et sont des animaux sans système nerveux ni tube digestif. Leur corps n’est formé que par deux couches de cellules (ectoderme et endoderme)....), 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 (L'évaporation est un passage progressif de l'état liquide à l'état gazeux. Elle est différente de l'ébullition qui est une transition rapide. C'est un changement d'état appelé vaporisation.) 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 (L’assainissement est un processus par lequel des personnes peuvent vivre dans un environnement plus sain ; pour cela, des moyens...) en période crue, afflux de pollutions métalliques et organiques après les orages, etc.
    Annuellement, un toit végétal (Les classifications scientifiques classiques regroupent sous le terme végétal ([veʒetal]/[veʒeto]) plusieurs lignées d'organismes vivants qui,...) pourrait absorber jusqu'à 50 % de la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre...) 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 (L'étanchéité est le résultat de l'interdiction d'un passage. Ce terme général peut être compris dans de nombreux domaines.) assurée par le fait que les matériaux imperméabilisants résistent plus longtemps à l?abri des ultraviolets (UV) et du rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des...) solaire. En effet, la dégradation des membranes est principalement due à la chaleur. Celle-ci dégrade les huiles du bitume (Le bitume est une substance composée d'un mélange d'hydrocarbures, très visqueuse (voire solide) à la température ambiante et de couleur noire. Connu depuis la plus haute Antiquité...) élastomère qui devient alors plus cassant. Finalement, le substrat bloque aussi les rayons UV qui sont responsables d'environ 5 % du vieillissement (La notion de vieillissement décrit une ou plusieurs modifications fonctionnelles diminuant progressivement l'aptitude d'un objet, d'une information ou d'un organisme à assurer ses...) 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 isolation thermique qui permet de réaliser d?importantes économies d?énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.). Une membrane de toiture exposée au soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification...) 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 (L'hiver est une des quatre saisons des zones tempérées.), 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 (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.) 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 40db. Un avantage non négligeable dans les secteurs survolés par des avions à basse altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et biogéographique...).

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 (Le soufre est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole S et de numéro atomique 16.) ou l'oxyde (Un oxyde est un composé de l'oxygène avec un élément moins électronégatif, c'est-à-dire tous sauf le fluor. Oxyde désigne également...) d'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de numéro atomique 7. Dans le langage courant, l'azote désigne le gaz diatomique...). 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.

Impact économique

On a pu constater, sur les expériences déjà réalisées dans divers pays européens, que les écotoits contribuent à une réduction des dépenses dans plusieurs domaines, entre autres, une réduction des dépenses de santé, de nettoyage (des poussières dans la rue (La rue est un espace de circulation dans la ville qui dessert les logements et les lieux d'activité économique. Elle met en relation et structure les différents quartiers, s'inscrivant...) par exemple, qui, en raison de leur quantité et de leur relative toxicité (La toxicité (du grec τοξικότητα toxikótêta) est la mesure de la capacité d’une substance à...) commencent à poser des problèmes d?élimination et de stockage), des dépenses d?entretien et de réparation dues aux inondations, aux pollutions dues aux crues subites engendrées par l?imperméabilisation des sols, aux dysfonctionnements des réseaux d?eaux pluviales ou d?égout, des stations d?épuration, etc.

L'ajout d'un toit végétal offre une aire extérieure additionnelle aux occupants. En zone urbaine, cette aire extérieure supplémentaire est recherchée et ajoute une plus-value pour la vente ou la location. Pour les édifices à bureaux, le toit-terrasse vert ajoute du prestige aux entreprises qui y ont un accès direct (Un logiciel fait un accès direct (aussi appelé accès aléatoire) à un élément (par exemple, un enregistrement d’un fichier) lorsqu’il écrit ou qu’il lit...). Cet espace vert extérieur devient un reflet (Un reflet est, en physique, l'image virtuelle formée par la réflexion spéculaire d'un objet sur une surface. La nature spéculaire de la réflexion est liée aux...) de l'engagement social de l'entreprise. L'espace vert extérieur crée aussi un climat propice aux rencontres et aux bonnes relations entre les employés.

Pour un bâtiment public (école, lieu de travail, etc.), les coûts de construction sont plus élevés, mais compensés à long terme. On estime qu'un tel environnement augmente la productivité de ses occupants de 5 à 15 %, tandis que la construction représente 2 % des coûts à long terme et la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps...) salariale, 92 % (le 6 % restant est pour l'exploitation du bâtiment).[1]

Des restrictions importantes

L'ajout d'un substrat de culture et de végétaux nécessite une structure suffisamment forte du toit, une étanchéité parfaite, une pente relativement faible et un accès facile pour l'entretien durant les premières années...

Éléments d'un toit vert

Un toit vert ou végétal est constitué essentiellement de cinq composantes. En partant du support de toit, on retrouve :

  • la structure portante ;
  • une membrane d'étanchéité ;
  • une couche de drainage et de filtration ;
  • un substrat de croissance ;
  • une couche végétale si l'on recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche...) un aspect engazonné ou de type prairie, ou une couche d'un substrat léger, pauvre et absorbant type mélange de billes d'argile (L'argile (nom féminin) est une roche sédimentaire, composée pour une large part de minéraux spécifiques, silicates en général d'aluminium plus ou moins hydratés, qui...) expansée ou d'ardoise (L'ardoise est une roche métamorphique qui s'est formée dans de fortes conditions de pression et de température. Elle appartient à la famille des schistes dont...) expansée, sans engrais (Les engrais sont des substances, le plus souvent des mélanges d'éléments minéraux, destinées à apporter aux plantes des...) dans lequel on plantera surtout des plantes crassulentes, de type sédums.

L'épanouissement des plantes du toit végétal prend quelques années.

Structure portante

Elle peut être en béton, acier (L’acier est un alliage métallique utilisé dans les domaines de la construction métallique (voir aussi l’article sur la théorie du soudage de l’acier) et de la...) ou bois, mais doit supporter le poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la Terre. Elle est...) de l?installation prévue, gorgée d'eau ou couverte de neige (La neige est une forme de précipitation, constituée de glace cristallisée et agglomérée en flocons pouvant être ramifiés d'une infinité de façons. Puisque les flocons sont...).
Le toit peut être plat ou incliné (35° au maximum). Il est recommandé de construire des terrasses avec une pente minimale de 1 à 2 %, pour diminuer l?épaisseur de la couche drainante et donc le poids de la structure.

Étanchéité

Comme pour toute toiture, elle est essentielle. L'importance de la couche d'étanchéité ne doit jamais être sous-estimée ; une terrasse végétalisée bien faite fuit beaucoup moins que si elle ne l'était pas, mais les coûts de réparation d'une fuite sont souvent au moins doublés comparés aux toitures-terrasses classiques. Le complexe isolant (Un isolant est un matériau qui permet d'empêcher les échanges d'énergie entre deux systèmes. On distingue : les isolants électriques, les isolants thermiques, les isolants phoniques et les isolants mécaniques. Le contraire d'un...) doit être résistant à la compression et aux racines. Les membranes bitumineuses APP sont adaptées, mais dans leurs versions "anti-racine" uniquement. Elles offrent une épaisseur plus importante que leurs s?urs synthétiques et présentent moins de problème de recyclage (Le recyclage est un procédé de traitement des déchets industriels et des déchets ménagers qui permet de réintroduire, dans le cycle de production d'un produit, des matériaux qui le composent. L'un des exemples qui illustre ce procédé...) selon leurs promoteurs. L'application en deux couches d'une membrane anti-racine est recommandée. Malheureusement, il pollue l'eau pluviale, et donc l'aquasystème. Les meilleures étanchéités sont le polyoléfine / TPO / FPO (cartouche éthylène propylène + polypropylène) et en deuxième, le caoutchouc synthétique (EPDM) car le PVC dégage des dioxines et la plupart des bitumes (mais pas tous) contiennent un herbicide (Un produit herbicide est défini comme une substance active ou une préparation ayant la propriété de tuer les végétaux.) (pas recommandé) pour empêcher la pénétration des racines. Les choix des espèces, le type de drainage (barrière composée d?une couche d?air) et l?entretien régulier rendent inutile le traitement herbicide inclus dans le bitume. Cependant, la réglementation exige l?ajout d?une couche anti-racine car les fabricants d?étanchéité utilisent du bitume qui est une base "attirant" les racines. Les essais faits en Allemagne par le FLL sont les meilleurs indicateurs de performance des systèmes disponibles en Europe.

Remarque : Selon l'épaisseur et le type de substrat et le climat local, certaines plantes doivent être proscrites. Ceux qui veulent favoriser la biodiversité chercheront à y favoriser les espèces plus locales, mais adaptées à ces " milieux extrêmes " très secs et chauds au plus fort de l'été et exposés aux chocs thermiques de forte amplitude (Dans cette simple équation d’onde :).

Les rouleaux " pré-végétalisés " peuvent être réenroulés pour contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) ou réparation de l'étanchéité. Certaines terrasses sont couvertes de plantes en godets qu'on peut enlever ou déplacer.

La couche de drainage et de filtration

Une membrane de drainage de polyéthylène gaufrée sert à créer un espace de drainage d'environ 3/8 po (10 mm) de hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) qui dirige l'eau de pluie (La pluie désigne généralement une précipitation d'eau à l'état liquide tombant de nuages vers le sol. Il s'agit d'un hydrométéore météorologique qui fait partie du cycle de...) vers le drain ( Drain est une commune française de Maine-et-Loire ; Drain est également un groupe de musique ; Le drain français est un outil du...) du toit ou vers les gouttières extérieures. Son choix dépendra principalement de la pente du toit (granulat meuble, géotextile de drainage, ?). Cette membrane de drainage ne doit pas être obstruée par le sol/substrat. On peut lui adjoindre un filtre (Un filtre est un système servant à séparer des éléments dans un flux.) qui évite le colmatage de la couche de drainage avec les particules du substrat. Elle est donc recouverte d'un filtre géotextile non-tissé qui retient les fines particules du sol et laisse l'eau s'égoutter. Ce géotextile absorbe aussi l'eau qui la traverse (Une traverse est un élément fondamental de la voie ferrée. C'est une pièce posée en travers de la voie, sous les rails, pour en maintenir l'écartement...), offrant un milieu humide pour les racines des plantes. Le géotextile non-tissé offre peu de résistance aux racines qui le pénètrent en réduisant son efficacité. On le recouvre généralement d'un autre géotextile (polyéthylène tissé traité anti-racine) qui a pour rôle de bloquer les racines.

Le substrat de croissance

Pour les toitures de graminées, les architectes paysagistes ont longtemps recommandé un minimum de 12 pouces de terre sur les toits végétaux, mais la terre devient très lourde lorsqu'elle est saturée d'eau (environ 100 lbs/pi.cu.) avec des risques de dommages à l'étanchéité et à la structure d'un immeuble classique si elle n'a pas été soigneusement renforcée. Le milieu étant moins favorable aux vers de terre, la terre tend à se compacter, évacuant l'oxygène nécessaire à la survie des plantes. Les erreurs passées incitent à attacher la plus grande importance au substrat qui doit permettre la vie des plantes, sans recherche de productivité (laquelle demanderait un entretien accru).

Le substrat doit être léger et résistant à la compaction tout en retenant l'eau. Sa composition est généralement faite de compost (Le compostage peut être défini comme un procédé biologique contrôlé de conversion et de valorisation des matières organiques (sous-produits de la...) végétal de feuilles ou d'écorces mélangé à des agrégats de pierres légères et absorbantes (pierre ponce, matériau expansé, éventuellement récupération de déchets de tuiles broyés..) ayant un diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le diamètre est aussi la longueur de ce segment. Pour indiquer...) de 1/8 à 1/2 pouce (3 à 12 mm). Les agrégats représentent un volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) variant de 40 à 70 % du substrat de culture en fonction de l'épaisseur de substrat, de l'irrigation (L’irrigation est l'opération consistant à apporter artificiellement de l’eau à des végétaux cultivés pour en augmenter la production, et permettre leur développement normal en cas de déficit d'eau induit par un...) (si engazonnement) et du type de culture souhaité. L'épaisseur totale du substrat peut ainsi être réduite à seulement 4 po (10 cm) d'épaisseur, voire moins pour les rouleaux prévégétalisés de sédums. 10 cm est en zone tempérée l'épaisseur minimale convenant aux plantes très résistantes au gel. 15 cm sont nécessaires pour bénéficier d'une plus grande variété de plantes (sauf s'il s'agit de sédums, dans le cas de rouleux prévégétalisés).

Ses capacités de rétention en eau, de perméabilité, de résistance à l?érosion, de densité conditionnent le bon fonctionnement du système.

La couche végétale

Techniquement, toutes les plantes peuvent pousser sur les toits mais certaines peuvent nécessiter des soins constants pour les préserver d'un soleil permanent, du gel et des grands vents. Dans la plupart des cas, la végétation ne sera qu?herbacée ou arbustive. Elle sera choisie en fonction du climat de la région, de l?ensoleillement, de la pente du toit, etc. De manière générale, on devrait privilégier des plantes vivaces et indigènes très résistantes aux températures extrêmes et qui s'implanteront rapidement pour couvrir les surfaces de sol afin de réduire son assèchement par le soleil et le vent. Les couvre-sols ont aussi l'avantage de laisser peu de place aux mauvaises herbes et de réduire l'entretien. Les plantes alpines et celles adaptées aux zones 3 conviennent bien à cet usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.).

Les plantes à privilégier peuvent être :

  • Plantes fleuries : Origan (L'origan (Origanum vulgare), n.m., est une plante herbacée vivace de la famille des Lamiacées. L'origan est parfois confondue avec la marjolaine (Origanum majorana), une annuelle dont il...) lisse (Origanum laevigatum "Herrenhausen") ; la ciboulette, qui offre aussi l'avantage d'être un condiment ; un mélange de fleurs des champs pour créer un pré fleuri ; le gazon d'Espagne (Armeria maritima) ; les iris (Pumila) ; campanule agglomérée, etc.
  • Couvre-sols : ?illet couché (Dianthus deltoides) ; gypsophile rampante (Gypsophila repens) ; orpin blanc (Le blanc est la couleur d'un corps chauffé à environ 5 000 °C (voir l'article Corps noir). C'est la sensation visuelle obtenue avec un spectre lumineux...) (Sedum album) ; thym (Thymus est un genre de plantes (couramment appelées thym ou serpolet) de la famille des Lamiacées. Ce genre comporte plus de 300 espèces. Ce sont des plantes...) serpolet, etc.
  • Graminés : fétuque bleue (Festuca glauca) ; fétuque améthyste (Festuca amethystina).
  • Plantes vertes : corbeille d'argent (L’argent ou argent métal est un élément chimique de symbole Ag — du latin Argentum — et de numéro atomique 47.) (Iberis sempervirens "Schneeflocke") ; armoise de Schmidt (Artemisia schmidtiana) ; centaurée scabieuse (Centaurea scabiosa), etc.

Plantation (Une plantation est une exploitation agricole en monoculture de cultures à forte valeur économique destinées à la vente vers des...) extensive ou intensive

Selon l'épaisseur de substrat et le degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) d'arrosage souhaité, on pourra faire une plantation de type extensive, semi-extensive ou intensive.

Plantation extensive

Il s'agit d'un type de plantation de faible épaisseur de substrat (4 à 6 pouces) qu'on ne veut pas nécessairement arroser, sauf en cas de sécheresse prolongée. Cette plantation utilise surtout des couvre-sols très rustiques capables de supporter des sécheresses et qui prennent rapidement de l'expansion pour ombrager le sol et le stabiliser par leurs racines. Son substrat de culture contiendra jusqu'à 70 % d'agrégats poreux, en volume, afin de conserver le plus d'eau possible.

Plantation semi-extensive

C'est aussi une plantation de faible épaisseur (6 pouces) ayant généralement un système d'arrosage automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la modélisation, de l'analyse, de la commande et, de la régulation des systèmes dynamiques. Elle a pour fondements...) goutte-à-goutte se faisant par petits conduits situés sous le substrat de culture entre le géotextile filtrant et le géotextile anti-racine. Voilà pourquoi le géotextile filtrant doit aussi être un géotextile absorbant. Il absorbe les gouttes d'eau pour humidifier les racines sans réduire leur oxygénation. Ce système est aussi très économe en eau, ne créant presque pas d'évaporation. Ce type de culture peut mélanger les couvre-sols, les plantes à fleurs ou à feuillage, les légumes et même de petits arbustes ou des grimpants comme la vigne (Les vignes sont des lianes de la famille des Vitaceae. Ce sont des plantes du genre Vitis largement cultivées pour leur fruit en grappes, le raisin, dont on tire un jus, le moût, qui devient du vin...) vierge ou le chèvrefeuille. Le substrat d'une culture semi-extensive est généralement composé d'environ 50 % d'agrégats poreux.

Plantation intensive

C'est un type de culture dans des bacs pouvant faire jusqu'à 1 ou 2 mètres de profondeur. La culture (La Culture est une civilisation pan-galactique inventée par Iain M. Banks au travers de ses romans et nouvelles de science-fiction. Décrite avec...) intensive peut accommoder des arbres tels des pommetiers décoratifs ou des frênes. De manière générale, il est recommandé de leur poser des haubans pour résister aux grands vents. Ces systèmes devraient toujours être munis d'arrosage automatique pour assurer la survie des arbres. Le volume d'agrégats est souvent réduit à 40 % pour faire place à plus d'éléments nutritifs.

Conclusion

Plusieurs entreprises spécialisées ont mis au point (Graphie) des systèmes complets de verdissement des toitures, fiables et performants. Elles proposent toutes sortes de systèmes, allant des tapis pré-végétalisés à la station d'arrosage automatisée. L?intégration d?un toit vert dans le bâtiment sera d?autant mieux réussie si elle est envisagée dès la conception du bâtiment, mais elle est toutefois réalisable sur des constructions déjà existantes.
Les coûts d?entretien et surcoûts de construction sont faibles, en comparaison des services rendus, particulièrement pour les terrasses plantées en extensif qui ne nécessitent qu?un nettoyage annuel des écoulements, et aucun arrosage ni entretien. Cette technique, qui est parfaitement au point et relativement aisée à mettre en place, ne provoque pas l?altération du bâtiment. Au contraire, la stabilité et l?étanchéité des toitures végétalisées sont supérieures aux toitures plates classiques.

Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

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