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Toitures végétalisées : en box ou en graine, l’entretien est nécessaire

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Second oeuvre

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Aménagement paysager

En terme de végétalisation de toiture, la France a rattrapé son retard. De nombreuses solutions sont aujourd’hui disponibles : du semis au tapis pré-cultivé en passant par la box tout-en-un. Quelles différences ? Le temps de développement et le coût avant tout. Mais l’entretien, bien que limité, reste une nécessité

Un million de mètres carrés de toitures-terrasses végétalisées installés en France en 2012. Tirée par les collectivités territoriales (qui représentent aujourd’hui les deux tiers des réalisations), la végétalisation des toitures a connu un véritable essor au cours de la dernière décennie. À tel point que le territoire français compte, après l’Allemagne et les États-Unis, la plus importante surface de toits verts. Les opérations de végétalisation, majoritaires dans le neuf, ne sont plus l’apanage des maîtres d’œuvre écologistes. « Les architectes savent aujourd’hui qu’il est possible de végétaliser un toit, souligne Philippe Bonnet vice-président de l’Association pour le développement et l’innovation sur la végétalisation extensive des toitures (Adivet). Pour beaucoup, c’est même devenu une habitude. »

 

 

La végétalisation des toits a commencé avec la toiture-terrasse-jardin, dite aussi « toiture intensive » : un concept qui accueille une végétation de grande taille et très diversifiée, mais qui nécessite une épaisseur importante de substrat. Dans les années 1980, avec l’arrivée des membranes d’étanchéité minces et résistantes aux racines, l’Allemagne développe des solutions plus légères : les toitures végétalisées extensives et semi-intensives représentant pour la structure porteuse une charge maximale de 350 kg/m2. Les systèmes extensifs, qui concernent aujourd’hui plus de 90 % des installations, sont caractérisés par une végétation hyperrésistante de type sedum. Ils demandent une faible épaisseur de substrat (de 4 à 15 cm, pour un poids de 60 à 180 kg/m2) et un entretien réduit. Les systèmes semi-intensifs autorisent une plus grande variété de plantes. Ils requièrent une couche de substrat plus importante (de 12 à 30 cm, pour un poids de 150 à 350 kg/m2) et un entretien plus fréquent.

 

 

Pour tous les toits

 

 

La réalisation des toitures végétalisées, encadrée par les étancheurs-couvreurs et par les professionnels du paysage, n’est pas régie par un DTU. Mais elle a ses Règles professionnelles (1). Adaptée à tout type de bâtiment (neuf ou rénové, de la toiture du garage privatif à la toiture d’un bâtiment industriel), mais réservée aux toitures inaccessibles, la végétalisation peut être mise en œuvre sur tous les supports : maçonnerie, béton, béton cellulaire, tôle d’acier nervuré (TAN) et bois. Une étude de charges, prenant en compte les charges permanentes (pour lesquelles il est important de connaître le poids à capacité maximale en eau du complexe) et les charges d’exploitation, doit néanmoins être réalisée préalablement. Si les supports en béton peuvent a priori supporter tous les systèmes, les systèmes semi-intensifs sont généralement déconseillés sur les structures légères.

La végétalisation des toits de pente inférieure à 1 % pour le béton n’est pas recommandée, mais peut être pratiquée en ayant recours à un bon système de drainage. Pour les toitures en acier et en bois, la pente doit être de 3% minimum, qu’il y ait ou non drainage.

 

 

Pour les toitures dont la pente est supérieure à 20 %, des éléments et des systèmes de retenue spéciaux (butées en bas de pente, éléments de retenue mécanique, couche adhérente…) doivent être mis en œuvre pour éviter le glissement du substrat et retenir l’eau. Afin de faciliter l’entretien et de sécuriser les entrées d’eau pluviale, des zones stériles (d’une largeur de 40 cm minimum) doivent également être aménagées et faire l’objet d’une surveillance annuelle.

 

 

Optimiser la rétention d’eau

 

 

 

Le complexe végétal. Posé sur l’étanchéité, il comprend obligatoirement une « couche drainante » pour les toitures plates et de faible pente (elle devient facultative au-delà de 5 % de pente). La couche drainante. De nature synthétique (plaque polystyrène ou polyéthylène, nappes drainantes) ou minérale (pouzzolane, argile expansée), elle sert à évacuer l’eau lorsque le substrat est saturé, afin qu’elle ne stagne pas au niveau des racines. Les systèmes de drainage peuvent intégrer des réservoirs d’eau permanents (10 l en moyenne) dans lesquels les plantes peuvent venir puiser. Dans le cas d’une couche drainante minérale, plus lourde qu’une solution synthétique, l’eau est naturellement piégée dans les interstices des roches poreuses et s’évapore moins rapidement que l’eau contenue dans un système drainant à réserves. Lors de la mise en œuvre d’une végétalisation d’un toit plat béton, la couche de drainage devra être surélevée, afin que les racines ne s’asphyxient pas dans les flaques qui se forment à la surface du support.

Le filtre. Il s’agit généralement d’un géotextile non-tissé placé entre la couche de substrat et la couche drainante. Il sert à retenir les particules fines du substrat. Si le substrat contient peu d’éléments lessivables, le système peut se passer de filtre. Certains concepteurs commencent à proposer des filtres biosourcés et/ou biodégradables. Pour Carmen Carboneras (Ecovegetal), « La piste est intéressante, mais pour l’instant ces produits n’ont pas une durée de vie suffisante ».

Le substrat. Par-dessus le filtre, vient le substrat, qui, bien que léger, reste l’élément le plus lourd du complexe végétal. Sa composition varie d’un concepteur à l’autre : « chacun a sa propre recette », confirme Anne-Marie Gandon (Sopranature). À large dominante minérale (essentiellement des roches volcaniques type pouzzolane, mais aussi des briques concassées, des billes d’argiles…), les substrats sont conçus pour être légers et pour présenter une épaisseur constante (pas d’effets gonflement – compaction). Poreux, ils libèrent progressivement l’humidité emmagasinée et permettent, ainsi, aux plantes de survivre même avec un arrosage très ponctuel. Pauvre en matière organique, le substrat est inadapté aux mauvaises herbes, qui, si elles parviennent à germer, ne survivent pas longtemps. La composition du substrat peut être adaptée, afin de répondre aux contraintes particulières. Pour un toit pentu par exemple, ou pour une végétation variée, le substrat pourra être enrichi en matière organique.

 

 

Deux grands types de végétation

 

 

Le tapis végétal des systèmes extensifs est majoritairement composé de sedums, des plantes grasses capables de s’adapter à tous les climats.

Les systèmes extensifs. L’entretien se réduit généralement à quelques visites par an, pour surveiller, désherber, nettoyer, éventuellement arroser et fertiliser. Très peu gourmands en eau, les sedums peuvent survivre plus de six mois sans une goutte. Mais longtemps privés d’eau, ils se rétractent, se dégradent et n’assurent plus leur fonction rafraîchissante par évapotranspiration. Ils doivent donc être arrosés l’été, en particulier dans les régions où il règne un climat chaud et sec et/ou venteux. Un excès d’eau est également malvenu, d’où l’importance du drainage sur les toitures à très faible pente. La couleur des sedums varie en fonction des saisons et des climats : verts à la sortie de l’hiver et toute l’année dans les régions très arrosées, ils prennent une teinte rouge s’ils sont soumis à un stress hydrique (étés et hivers secs). Les systèmes extensifs, dont l’épaisseur de substrat est supérieure à 8-10 cm, peuvent combiner sedums, mousses, petites vivaces à fleurs (comme l’iris ou l’ail) et/ou graminées, et prendre un aspect plus paysager. Leur entretien sera plus important et pourra demander plusieurs tailles ou fauche annuelle. Pour Gilles Roux (Smac) : « l’usage de graminées et de vivaces peut être limitatif dans certains projets, et notamment sur les toitures étroites, car seule l’installation de sedums est permise en périmétrie de toits ».

Les systèmes semi-intensifs. Ils permettent l’épanouissement d’une végétation plus variée et de plus grande taille, allant des sedums aux petits ligneux, comme le thym ou le laurier. Ils permettent de réaliser des surfaces décoratives plus travaillées, avec volumes, couleurs et odeurs. Un système d’arrosage automatique est alors nécessaire, quelle que soit la région. Un système semi-intensif permet aussi d’obtenir des surfaces verdoyantes toute l’année, grâce à la sélection de graminées plus résistantes que le gazon. Selon l’aspect souhaité (hirsute ou régulier), plusieurs passages pour l’entretien sont nécessaires en cours d’année.

 

 

Du semis au pré-cultivé

 

 

En fonction de la taille de la surface à végétaliser et du type de végétation choisie, la mise en œuvre peut se faire de plusieurs manières. Le choix sera motivé par le budget, le temps de mise en œuvre et le temps de développement de la végétation.

Le semis, à partir de graines ou de fragments, représente la solution la plus économique (30 euros/m2).

La plantation de micromottes (fragments enracinés) et de godets coûte un peu plus cher (entre 40 et 50 euros/m2, selon les espèces retenues). Les périodes de semis et de plantation optimales sont le printemps et l’automne.

Avec ces deux solutions, le couvert végétal est nul ou moindre au moment de l’installation. Il faudra donc attendre une à deux années pour obtenir une couverture de plus de 80 %. Durant cette période de confortement, l’entretien doit être plus soutenu qu’un entretien courant. Selon Carmen Carboneras : « Il est moins risqué de planter que de semer, car les plants bénéficient d’une réserve leur permettant de survivre avant de s’enraciner ».

Pour obtenir près de 100 % de couverture végétale dès la pose, les fabricants ont développé des concepts pré-cultivés, comme les tapis (qui se posent sur une couche de substrat) ou les dalles (qui intègrent le substrat et se posent directement sur le filtre). Plus onéreux (entre 50 et 65 euros/m2) et plus fragiles, ces systèmes doivent être manipulés avec précaution et être mis en œuvre dès la livraison. « Les solutions pré-cultivées, explique l’architecte Patrick Stefan Rheinert, sont souvent choisies par les projets publics. En effet, elles garantissent à la toiture une belle allure le jour de l’inauguration. »

 

 

Depuis quelques années, les fabricants proposent également des modules tout-en-un, qui comprennent toutes les épaisseurs du complexe, depuis la couche de drainage jusqu’à la couche végétalisée. L’opération de végétalisation se résume à un geste unique : la pose de la cassette sur l’étanchéité. « Ces produits très conceptuels sont particulièrement appréciés en France et peuvent être posés par l’entreprise d’étanchéité, explique Olivier Marconnot, producteur de sedum (pépinière du Chardon bleu). En Allemagne, où la filière est dominée par les professionnels du paysage, les systèmes traditionnels sont préférés aux systèmes tout-en-un. »

Cette solution présente l’avantage d’un couvert immédiat et peut être mise en place en toute saison (hors période de gel ou de fortes chaleurs). En raison de son coût (120 à 200 euros/m2), elle n’est pas recommandée pour végétaliser des surfaces très importantes (2).

 

 

Arroser pour réussir

 

 

Au nord de la ligne Bordeaux-Lyon, la présence de points d’eau peut être suffisante pour les systèmes extensifs. Mais au sud de cette ligne, il est vivement conseillé d’installer des systèmes d’arrosage automatique. Pour une toiture recouverte d’une végétation rase (Sedum), le goutte-à-goutte -qui pour être efficace nécessite l’installation d’un réseau de tuyau dense- est déconseillé pour des raisons esthétiques. On préférera donc un arrosage par aspersion ou micro aspersion. « Le goutte à goutte constitue une bonne solution pour un couvert plus touffu » assure-t-on chez Eco Vegetal. Certains fabricants proposent des systèmes intégrant l’irrigation. Chez Vertige par exemple, un goutte-à-goutte est inséré dans un tapis de chanvre, posé entre le drain et le substrat. Le tapis s’imbibe d’eau et la répartit uniformément sur toute la surface. Pour l’entretien et surtout les déceptions, Patrick Stefan Rheinert encourage vivement l’installation d’un système d’arrosage qui pourra par exemple « être financé par la différence d’investissement entre une mise en œuvre de système pré-végétalisé et une mise en œuvre par plantation ».

 

Retrouvez l’intégralité de cette enquête et ses tableaux comparatifs dans le numéro 325 de juin-juillet 2013 des Cahiers techniques du bâtiment.

 

(1) Une troisième publication des Règles professionnelles, en cours de rédaction, devrait assouplir certaines contraintes, comme celles liées aux zones stériles, aux pentes plus importantes, et insister davantage sur l’entretien, l’irrigation et l’arrosage.

(2) La plus-value moyenne d’une toiture végétalisée est de 50 euros/m2 par rapport à un ouvrage d’étanchéité autoprotégé. Le coût sera d’autant plus important que les solutions seront élaborées, la surface réduite, et la toiture pentue.

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