TOITS VERTS: CARACTÉRISTIQUES, TYPES, AVANTAGES, INCONVÉNIENTS - ENVIRONNEMENT - 2024

Un toit ou un toit vert est le pont supérieur d'un bâtiment ou d'une maison où une couche arable a été établie. Cette technique a ses antécédents dans les vieux toits d'herbe vivante de Norvège et a pris de l'ampleur en Allemagne au cours des années 1960 du 20ème siècle.

Le but des toits verts est d'économiser de l'énergie, de réguler la température, de filtrer l'air, d'absorber le CO2 et de gérer efficacement l'eau de pluie. Par conséquent, ce sont des technologies à fonction écologique et pas simplement des zones du toit où sont disposées des plantes en pot.

Toits verts de l'hôtel de ville de Chicago (États-Unis). Source: TonyTheTiger

Pour faire un toit vert, une préparation spéciale du support sur lequel la culture doit être établie doit être effectuée. Il se compose d'un système en couches à la base duquel se trouve une couche d'étanchéité supplémentaire de la couverture supérieure du toit.

Par la suite, une succession de couches est placée qui permettent le drainage, empêchent le développement des racines vers le plafond et fournissent un substrat adapté aux plantes.

Il existe des toits verts de différents types, tels que des toits extensifs à faible charge et à faible entretien, avec un couvert végétal herbacé ou succulent. De même, il y en a des intensifs avec une charge et un entretien élevés qui comprennent des herbes aux arbres et des semi-intensifs qui sont des variantes intermédiaires.

Les toits verts offrent divers avantages tels que la régulation thermique, les économies d'énergie, la purification de l'air, l'utilisation de l'eau, les loisirs, entre autres. Les inconvénients sont les risques structurels qu'ils peuvent impliquer pour les bâtiments et les coûts d'entretien.

caractéristiques

Église aux toits verts en Islande. Source: Ira Goldstein

L'histoire

Les antécédents des toits verts se situent en Norvège entre les XVIIe et XIXe siècles, lorsque les toits étaient recouverts de terre et que l'herbe était posée. Cette technique était principalement utilisée pour réguler la température de la maison.

Plus tard, au cours du 19e siècle, les colons aux États-Unis ont utilisé cette technique pour résoudre la pénurie de bois pour les toits des maisons.

Aussi, en Allemagne, dans le même XIXe siècle, des maisons ont été construites avec des toits recouverts de goudron comme imperméabilisation qui a provoqué des incendies dévastateurs. Pour cette raison, le couvreur Koch a proposé de recouvrir les toits de sable et de gravier pour réduire les risques d'incendie.

Ce type de substrat a permis le développement d'herbes de manière naturelle qui couvrait tout le toit et le rendait imperméable et très résistant. En fait, en 1980, il y avait encore des maisons avec ces toits d'origine en bon état.

L'essor moderne des toits verts s'est développé à partir d'initiatives en Allemagne dans les années 1960. On estime actuellement qu'environ 10% des toits en Allemagne sont verts.

Cette tendance s'est étendue à de nombreux pays en Europe et en Amérique où vous pouvez trouver des bâtiments importants avec des toits verts. Parmi ceux-ci, nous avons l'aéroport de Francfort (Allemagne), la Bibliothèque publique de Vancouver (Canada), le Palais Omni Sports à Paris (France) et la Banque Santander à Madrid (Espagne).

Composants

Un toit vert est constitué d'un système en couches composé d'une série de couches aux fonctions définies. Ces fonctions sont d'empêcher les infiltrations, de drainer l'eau et de fournir un substrat aux plantes.

Couche d'étanchéité

Un élément central des toitures végétalisées est d'empêcher les infiltrations car le couvert végétal retient une grande partie de l'eau. Même lorsqu'une partie de cette humidité est consommée par les plantes, le surplus doit être correctement délogé.

De plus, il faut s'assurer que l'étanchéité est durable car les coûts de réparation sont élevés car tout le système supérieur doit être démonté.

Couche de drainage

Au-dessus de la couche d'imperméabilisation doit être établie une couche conçue pour permettre le drainage de l'excès d'eau. C'est une couche structurelle qui permet le mouvement de l'eau entre la couche d'étanchéité inférieure et la couche anti-racine supérieure.

Couche anti-racine

L'un des risques des toits verts est les dommages potentiels que les racines représentent pour la structure du toit. Les racines peuvent être très développées et peuvent causer des problèmes au revêtement du toit tels que des fuites ou des dommages structurels plus graves.

Pour cette raison, il est nécessaire de placer une couche qui empêche le développement des racines au-delà de la couche de substrat.

Couche de substrat

Les plantes ont besoin d'un substrat dans lequel s'enraciner et qui leur fournit les nutriments essentiels à leur développement et à leur survie. Ce substrat peut être constitué d'un mélange de sol ou d'un substrat artificiel absorbant qui est irrigué avec une solution nutritive.

Couche arable

Enfin, les espèces sélectionnées sont semées sur la couche de substrat qui a été établie. La sélection des espèces à planter dépendra de facteurs tels que les conditions climatiques, les conditions structurelles du toit et les critères de conception établis.

Système de risque

Selon les conditions climatiques de la région, le toit vert nécessitera probablement une irrigation au moins une période de l'année. Si nécessaire, l'irrigation goutte à goutte est recommandée pour l'utilisation la plus efficace de l'eau.

Les types

Toits verts en France. Source: SiGarb

Toits verts extensifs

Ils nécessitent peu d'entretien, sont généralement installés dans des endroits inaccessibles et comprennent principalement des plantes herbacées et succulentes. D'autre part, selon les espèces sélectionnées et la zone géographique, il peut ne pas être nécessaire d'appliquer l'irrigation ou la fertilisation.

L'épaisseur du substrat végétal est de 5 à 20 centimètres car les espèces semées ont des systèmes racinaires peu profonds et poussent horizontalement. Son poids maximal complètement saturé en eau ne dépasse pas 200 kg / m2 et son processus de maturation dure environ quatre à six mois.

Toits verts intensifs

Ils sont généralement conçus pour être accessibles aux personnes et peuvent être utilisés pour les loisirs. Leur entretien est intensif et nécessite une irrigation et une fertilisation constantes.

Ce type de toit vert peut inclure un large éventail de biotypes et d'espèces provenant d'arbres, d'arbustes de différentes tailles et de plantes herbacées. Les possibilités de conception sont très grandes et les tons foliaires et les couleurs des fleurs peuvent être combinés.

Il est recommandé d'utiliser des espèces adaptées aux conditions climatiques du site du projet. La couche de substrat végétal est de trente-cinq centimètres à plus d'un mètre.

La charge structurelle de ce type de toiture peut aller de 250 kg / m2 à 1 200 kg / m2 et sa maturation peut prendre plusieurs années.

Toits végétalisés semi-intensifs

Combinez les deux conceptions et divisez la charge en fonction des caractéristiques structurelles de la propriété. L'épaisseur du support varie de 12 à 30 cm et le poids de ces installations peut varier entre 120 et 250 kg / m2.

Toits verts par but

De même, les toits verts peuvent également être classés en fonction de leur utilisation particulière. Par conséquent, il existe des toits verts pour les jardins, les accumulateurs d'eau, les groupes électrogènes et pour les loisirs, entre autres.

Comment faire des toits verts

Toits verts aux îles Féroé (Danemark). Source: Erik Christensen, Porkeri (Contact sur Wikipedia danois)

Il existe de nombreuses alternatives matérielles et de conception pour la mise en place d'un toit vert. Le choix du plus approprié dépend des caractéristiques structurelles de la propriété, du budget disponible et de l'utilisation.

Il faut tenir compte du fait qu'une conception et des matériaux appropriés permettront sa jouissance à long terme et avec des coûts de maintenance relativement faibles.

Les phases les plus complexes de l'établissement d'un système de toiture verte sont l'étanchéité, la capacité portante structurelle et la gestion des eaux de drainage. Si vous n'avez pas les connaissances techniques appropriées, il est préférable de faire appel aux services d'un spécialiste.

La mise en place d'un toit vert étape par étape

1.- Définir le but et la conception

La première chose à faire est de définir si le toit vert sera ornemental, alimentaire ou destiné à la culture de plantes médicinales. De plus, il faut tenir compte du fait que la taille des installations à utiliser est limitée par la capacité de charge du toit.

2.- Évaluation structurelle

Une évaluation des caractéristiques structurelles du bâtiment doit être effectuée pour connaître sa capacité de charge. Pour cela, il est préférable de consulter un ingénieur civil, un architecte ou un maître d'œuvre.

3.- Sélection des espèces végétales

La sélection des espèces végétales à cultiver est déterminée par l'utilisation du toit vert, les limites structurelles du bâtiment et le climat de la zone.

Il faut tenir compte du fait que l'incidence des rayons solaires, la température et le régime des vents sont affectés par l'emplacement et la hauteur de la propriété. Lors de la sélection des plantes alimentaires, des soins supplémentaires peuvent être nécessaires pour lutter contre les ravageurs et les maladies.

Dans les toits verts intensifs, il est possible d'appliquer la gamme complète des possibilités d'aménagement paysager combinant des annuelles et des plantes vivaces avec différentes périodes de floraison.

Pour les toits extensifs, les herbes sont généralement utilisées, ce qui nécessite des arrosages plus fréquents pendant l'été. Lorsqu'il n'est pas possible d'avoir un système d'irrigation, il est recommandé d'utiliser des plantes succulentes telles que les cactacées ou des espèces de Sedum, Sempervivum ou Delosperma.

4.- Correction de l'imperméabilisation d'origine et de la pente du toit

Il est essentiel de vérifier l'état de la couche d'étanchéité du revêtement extérieur du toit et d'évaluer si la surface est bien nivelée. En cas de problème, la couche d'étanchéité doit être réparée ou remplacée et les corrections de niveau nécessaires doivent être effectuées.

5.- Imperméabilisation spéciale

La mise en place d'un toit vert nécessite une couche d'imperméabilisation supplémentaire de longue durée pour éviter d'avoir à remplacer le système. Pour cela, les systèmes d'étanchéité doivent être installés avec des garanties allant jusqu'à 10 ou 20 ans et une durée de vie utile de 40 à 50 ans.

Cette imperméabilisation spéciale comprend l'installation d'une couche de polychlorure de vinyle (PVC) haute densité. Lorsqu'il s'agit d'un toit (toit plat), il est essentiel qu'il y ait un nivellement adéquat dans le sens du drainage pour éviter l'accumulation d'eau.

6.- Couche anti-racine

Il est nécessaire d'installer une couche sur le système de drainage qui empêche les racines de pénétrer dans les couches inférieures. Cela évite le colmatage du drainage ou l'endommagement de la couche d'étanchéité.

La couche anti-racine est résistante et filtrante puisqu'elle doit permettre le passage de l'eau et empêcher le passage des racines.

7.- Drainage

Une couche de drainage doit être placée pour permettre le passage de l'eau, qui peut être constituée d'une tôle ondulée ou d'une tôle ondulée.

De même, un treillis structurel avec une couche filtrante peut être utilisé pour permettre à l'eau du substrat supérieur de passer à travers et de la disperser vers les sorties de drainage.

8.- Couche filtrante

Au-dessus de la couche de drainage, il est commode d'inclure une couche de filtre qui empêche le passage de grosses particules du substrat qui pourraient obstruer la sortie d'eau.

9.- Substrat

Ensuite, sur la couche filtrante et anti-racinaire, est déposée la couche substrat dont la composition dépendra du type de plantes à implanter. Il est très important que la texture de cette couche garantisse une absorption d'humidité adéquate sans retenir excessivement l'eau.

Le substrat le plus approprié est un système d'horizons qui a une couche de sable et de gravier fin à la base et en plus un mélange d'argiles avec un sol fertile.

10.- Semis

Une fois le substrat établi, il convient de planter les espèces végétales sélectionnées. Pour certaines plantes telles que les graminées ou les pelouses, des rouleaux pré-ensemencés peuvent être placés et fixés rapidement sur le substrat.

Dans le cas des autres plantes, les graines ou plants obtenus en pépinière peuvent être semés directement.

10.- Entretien

En général, les toits verts nécessitent très peu d'entretien, comme la vérification périodique des drains pour vérifier qu'ils fonctionnent correctement.

Par contre, il peut être nécessaire de procéder à une irrigation au moins pendant la période sèche pour garantir le développement adéquat des plantes. Dans ce cas, les systèmes d'irrigation les plus appropriés sont l'arrosage ou le goutte à goutte.

Avantages

Régulation thermique et économie d'énergie

Dans les villes, il y a une grande abondance de béton et d'asphalte ainsi que des équipements de climatisation et de circulation automobile qui produisent un environnement de températures élevées. Par conséquent, le soi-disant effet d'albédo ou effet d'îlot de chaleur urbain se produit.

L'albédo est une mesure de la quantité d'énergie solaire qui est réfléchie par une surface et n'est donc pas absorbée sous forme de chaleur. Les zones urbaines ont un albédo inférieur de 10% à celui des zones rurales.

En ce sens, les toits verts aident à réguler la température des bâtiments en réduisant l'incidence des rayons ultraviolets sur le revêtement extérieur du toit. Il a été estimé que l'utilisation de toits verts peut réduire jusqu'à 40% l'utilisation d'appareils de climatisation.

Absorption de CO2

Les toits verts contribuent à réduire l'effet de serre et à réduire le réchauffement climatique. En effet, les plantes sont des puits de carbone, puisqu'elles piègent le CO2 généré dans la ville pour réaliser la photosynthèse.

Purification de l'air

Les plantes sont des filtres à air naturels car elles absorbent le CO2 et libèrent de l'oxygène et aident ainsi à purifier l'air urbain. D'autre part, les toits verts réduisent le dioxyde de soufre et l'acide nitreux dans l'air de 37% et 21% respectivement.

Utilisation de l'eau de pluie

Lorsque la pluie tombe sur un toit conventionnel, elle impacte directement le revêtement extérieur provoquant un effet érosif. De même, face à une surface lisse et découverte, le débit et la vitesse de déplacement augmentent.

Un autre problème dans les villes est les événements de saturation du réseau d'égouts (débordement) qui produisent des cours d'eau capables de transporter une grande quantité de déchets. Ces déchets peuvent se retrouver dans les rivières ou la mer et générer de la pollution.

Par exemple, à New York, on estime que 50% des événements pluvieux se terminent par des débordements. On estime qu'ils fournissent annuellement 40 milliards de gallons d'eau non traitée.

Au contraire, dans un toit vert, la couche de végétation et le substrat amortissent l'impact de l'eau de pluie. De cette manière, une partie du débit est absorbée et la vitesse de drainage est réduite.

De plus, le système de toiture végétalisée protège la couche d'étanchéité, réduit le risque de débordement d'égout et prolonge la durée de vie utile du système de drainage.

Augmente la durée de vie utile de l'imperméabilisation

Le revêtement extérieur d'un toit est soumis à de fortes variations de température, notamment dans les zones à fortes variations saisonnières. Dans une étude, il a été démontré qu'un toit non couvert peut subir des variations diurnes allant jusqu'à 50 ° C et avec un système de toit vert, il est réduit à seulement 3 ° C.

Par conséquent, une toiture verte bien gérée contribue à augmenter la durée de vie de l'imperméabilisation des bâtiments. La couche de couverture végétale modère les changements de température et protège du rayonnement solaire.

Améliore l'acoustique

La couche végétale atténue le bruit urbain et améliore l'acoustique de la zone. De cette manière, il contribue à l'isolation phonique de la propriété.

Éléments décoratifs et espaces de loisirs

Les toits verts avec un aménagement paysager approprié sont un élément ornemental pertinent. En revanche, dans le cas des toits verts, ils deviennent un lieu de loisirs.

Ils fournissent de la nourriture et des médicaments naturels

Dans les toits verts, il est possible de cultiver des plantes alimentaires et médicinales qui peuvent être utilisées pour la consommation des habitants du bâtiment. Cependant, il convient de noter que ces plantes nécessitent des soins supplémentaires pour assurer une production efficace.

Évaluation immobilière et économie d'impôt

Selon des études internationales, lorsqu'un toit vert est placé, la plus-value de la propriété peut augmenter jusqu'à 15% sur le marché immobilier. En effet, ils génèrent d'importantes économies d'énergie et améliorent la qualité de vie.

De plus, l'investissement dans l'installation de systèmes de toiture végétalisée peut être traité comme une dépense d'entretien. Par conséquent, cet investissement peut être déductible d'impôt.

Désavantages

Risques de fuites ou de dommages structurels au bâtiment

S'ils ne sont pas placés correctement, les toits verts peuvent causer des problèmes d'humidité, des fuites ou même des dommages structurels au bâtiment. Certaines espèces de plantes ont un système racinaire agressif et peuvent atteindre le revêtement extérieur du toit et causer des dommages.

D'autre part, le système de toiture végétalisée représente un poids supplémentaire sur le bâtiment qui doit être soigneusement étudié afin d'éviter les accidents.

Coûts d'installation élevés

Le coût moyen de la mise en place d'un toit vert peut être deux à trois fois supérieur à celui d'un toit conventionnel.

Nécessite une attention permanente

Une toiture traditionnelle ne nécessite qu'une supervision périodique adéquate pour évaluer l'état du manteau d'étanchéité. Dans le cas de toitures vertes intensives, l'entretien doit être régulier pour garantir leur bon fonctionnement.

Références

1.- Conseil municipal de Barcelone. Guide des toits vivants et des toits verts. BCN. 41 p.

2.- Castleton, HF, Stovin, V., Beck, SBM et Davison, JB (2010). Toits verts: économies d'énergie dans les bâtiments et potentiel de rénovation. Energy and Buildings 42: 1582–1591.

3.- Getter, KL et Rowe, DB (2006). Le rôle des toits verts extensifs dans le développement durable. HortScience 41: 1276-1285.

4.- Juge Gómez-Velázquez (2014). Critères analytiques pour la valorisation de l'immobilier durable. Toits et murs verts Présente. L Congrès national de l'évaluation de la valeur: présent, passé et futur. Guanajuato, Mexique. 34 p.

5.- Mentens, J., Raes, D., et Hermy, M. (2006). Les toits verts comme outil pour résoudre le problème du ruissellement des eaux pluviales au XXIe siècle urbanisé? Landscape and Urban Planning 77: 217–226.

6.- Oberndorfer, E., Lundholm, J., Bass, B., Coffman, RR, Doshi, H., Dunnett, N. Rowe, B. (2007). Les toits verts en tant qu'écosystèmes urbains: structures, fonctions et services écologiques. BioScience 57: 823-833.

7.- Zielinski S, García-Collante MA et Vega-Patermina JC (2012). Toits verts. Un outil viable de gestion environnementale dans le secteur hôtelier de Rodadero, Santa Marta? Management and Environment 15: 91-104.