Toiture végétale - Définition et Explications

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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...) (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...) 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...) et de l'Environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) 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...) et la végétation (La végétation est l'ensemble des plantes (la flore) sauvages ou cultivées qui...) 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...) de type " culture intensive " à Manhattan (Manhattan est l'une des cinq circonscriptions (borough) de la ville de New York (les quatre autres...)
Toit vert abritant un restaurant, (Norvège)
Toit (Le toit est la structure couvrant la partie supérieure d'un édifice, permettant...) vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde...) 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...) 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...) 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...) 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...) 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...) et à l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...), résistantes au vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface...) et au feu (Le feu est la production d'une flamme par une réaction chimique exothermique d'oxydation...), le tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) se faisant avec des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) 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...) déroulée de bouleau (Les bouleaux font partie de la famille des bétulacées. La plupart des espèces sont...). La construction moderne utilise des bâches spéciales en matière plastique (Une matière plastique ou en langage courant un plastique est un mélange contenant une...) (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...), 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 —...) 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...)
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...).

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...) 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...).

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...) 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...) 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...) 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...) 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...).

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 ( Le fait de suspendre des particules En chimie, la suspension désigne une dispersion de...) dans l’air. Les particules de plomb (Le plomb est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Pb et...), de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C,...), 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...) sont fixées dans le substrat ou nourrissent les bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées...), plantes et insectes (Insectes est une revue francophone d'écologie et d'entomologie destinée à un large...) qui s’y développent.
  • Une diminution des taux de CO et CO2, pour plus d’oxygène produit.
  • Une augmentation de la superficie (L'aire ou la superficie est une mesure d'une surface. Par métonymie, on désigne souvent...) 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...), 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...) et le bien-être (Le bien-être ou bienêtre est un état qui touche à la santé, au plaisir,...) 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 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...) des végétaux.
  • La reconstitution d’un véritable maillage écologique et de corridors, qui autorisent au sein de la ville la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles...) des espèces animales et végétales, les flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments...) 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...), de l'asphalte ( Asphalte : matériau de construction Asphalte : film réalisé par Joe May en 1929 ...) des rues et de la maçonnerie (La maçonnerie est l'art de bâtir une construction par l'assemblage de matériaux...) 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...) estivale moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de...) 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 :...).
    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...) 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...) 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...) 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...), 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 (Les classifications scientifiques classiques regroupent sous le terme végétal...) pourrait absorber jusqu'à 50 % de la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) 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 (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de...) thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de...) 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...) 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...) 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. Une membrane de toiture exposée au soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...) 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...) 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...).

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 (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de...) dans les villes tout en filtrant bon nombre de polluants atmosphériques tels le dioxyde de soufre (Le dioxyde de soufre (ou anhydride sulfureux) est un composé chimique constitué de deux...) ou l'oxyde (Un oxyde est un composé de l'oxygène avec un élément moins...) d'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de...). 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...) par exemple, qui, en raison de leur quantité et de leur relative toxicité (La toxicité (du grec τοξικότητα...) 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...). Cet espace vert extérieur devient un reflet (Un reflet est, en physique, l'image virtuelle formée par la réflexion spéculaire...) 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...) 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...) 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...) expansée ou d'ardoise (L'ardoise est une roche métamorphique qui s'est formée dans de fortes conditions de...) expansée, sans engrais (Les engrais sont des substances, le plus souvent des mélanges d'éléments...) 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...) ou bois, mais doit supporter le poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la...) de l’installation prévue, gorgée d'eau ou couverte de neige (La neige est une forme de précipitation, constituée de glace cristallisée et...).
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 (L'étanchéité est le résultat de l'interdiction d'un passage. Ce terme général peut être...)

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....) 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 sœurs synthétiques et présentent moins de problème de recyclage (Le recyclage est un procédé de traitement des déchets industriels et des déchets ménagers qui...) 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 (Le propylène ou propène (nomenclature IUPAC) est un produit chimique organique de formule...) + 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...) (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...) 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 (Le polyéthylène, ou polyéthène (sigle générique PE), est un des...) 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...) vers le drain ( Drain est une commune française de Maine-et-Loire ; Drain est également un groupe de...) 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...), 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...) 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...) 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...) 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...) (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...) 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 (Les campanules (genre Campanula du latin "petite cloche") sont des plantes herbacées vivaces...) agglomérée, etc.
  • Couvre-sols : œillet couché (Dianthus deltoides) ; gypsophile rampante (Gypsophila repens) ; orpin blanc (Le blanc est la couleur d'un corps chauffé à environ 5 000 °C (voir...) (Sedum album) ; thym (Thymus est un genre de plantes (couramment appelées thym ou serpolet) de la famille des...) serpolet, etc.
  • Graminés : fétuque (La fétuque (Festuca L.) est un genre de graminées (Poaceae), dont plusieurs espèces...) bleue (Festuca glauca) ; fétuque améthyste (L’améthyste est une variété de quartz violet (dioxyde de silicium), diaphane...) (Festuca amethystina).
  • Plantes vertes : corbeille d'argent (L’argent ou argent métal est un élément chimique de symbole Ag — du...) (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...) extensive ou intensive

Selon l'épaisseur de substrat et le degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines...) 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...) 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 (L'évaporation est un passage progressif de l'état liquide à l'état gazeux. Elle est différente...). 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...) vierge ou le chèvrefeuille (Les chèvrefeuilles (genre Lonicera) sont des arbustes ou lianes de la famille des...). 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...) 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.

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