La toiture végétale intensive et extensive

Le toit en terrasse végétale est une alternative intéressante car elle permet de combiner les avantages de gain d’espace habitable du toit plat et des aspects écologiques du toit végétal.  Alors, pourquoi ne pas protéger son toit par des plantations plutôt que par une couche de graviers ?  Les plantes peuvent mieux atténuer les variations de température que le gravier et présentent bien d’autres avantages

Pourquoi faire une toiture végétale ?

Le toit en terrasse végétale est une alternative intéressante car elle permet de combiner les avantages de gain d’espace habitable du toit plat et des aspects écologiques du toit végétal.

Les règles d’urbanisme ne permettent pas toujours d’enfouir son habitat. Le toit végétalisé permet alors d’avoir une maison de plain-pied sans trop rompre avec nos habitudes, même si, en soi, il suscite quelques inquiétudes : l’idée, par exemple, que l’on n’a pas quelque chose d’impeccable au-dessus de la tête, exempt de cette terre, de cette poussière et de ces insectes dont on veut impérativement débarrasser son intérieur.

Pourtant, depuis 2 000 ans, les Scandinaves vivent avec de la terre sur la tête ; ceux qui habitent ces maisons les trouvent plus saines, plus énergétiques, plus apaisantes, mieux insonorisées. Il n’y a pas plus d’insectes : ces petits habitants des pelouses n’ont aucun goût pour nos sols en céramique régulièrement passés à l’eau de Javel et nos parquets flottants.

En France, nous sommes tellement en retard que l’on se demande quand une véritable réforme de l’urbanisme rendra légale la toiture-terrasse végétalisée. L’avantage d’un toit plat (ou presque, car il présente une déclivité d’environ 5° afin d’assurer l’écoulement des eaux) est bien sûr de ne pas offrir de prise au vent. S’il est en outre végétalisé, les brins d’herbe et les plantes diverses cassent le flux d’air résiduel, qui ne vient plus se plaquer en une masse homogène soufflant contre un toit également homogène.

La végétalisation des toitures possède beaucoup d’avantages économiques et écologiques. Cette pratique gagne de plus en plus de terrain.

La végétalisation consiste à recouvrir son toit d’un substrat végétalisé. Elle peut être implantée bien entendu sur une construction neuve mais également dans le cas d’une rénovation

Les avantages d’une toiture végétalisée

Les avantages du toit végétalisé sont nombreux. Outre l’aspect esthétique et original d’un tel type de toiture, la végétalisation augmente la durée de vie du toit et le protège.

En termes d’économies financières, la toiture végétalisée permet de réduire les variations de température de près de 40 %, cela signifie qu’elle possède un pouvoir isolant permettant de faire des économies d’énergies : moins de chauffage en hiver et pas climatisation ou plus de confort durant l’été. Ce type de toiture est ainsi souvent associé aux constructions écologiques, du type maison passive ou bâtiment HQE.

Outre l’isolation thermique, elle absorbe les bruits, du fait d’une structure multicouches.

Au niveau de la biodiversité et cadre de vie, le toit végétalisé permet d’abriter des insectes et des oiseaux et d’améliorer la qualité de l’air.

La toiture végétalisée améliore le climat ambiant du fait de l‘humidité dégagée par les plantes. Elle assainit et rafraichit l’air ambiant, par le biais des substrats dont les qualités hydrophiles favorisent l’absorption de l’eau puis son évaporation, ce qui à terme peut avoir une incidence sur la nature du climat environnement en limitant les écarts de température.

Elle fixe les poussières et des matières toxiques présentes dans l’air.

Elle peut retenir de 50 a 70 % des eaux de pluie, d’où un désengorgement des canalisations (très important lors des orages pour éviter la mise en charge des réseaux). La toiture végétalisée fait donc office de récupérateur d’eau, à l’image d’une éponge, une partie étant ensuite utilisée par les plantes et le reste soit évaporé soit évacué dans les gouttières et réseau d’égouttage.

Elle absorbe les ondes sonores, atténue en partie les bruits de l’agglomération et s’avère être un très bon isolant acoustique. On considère qu’un substrat de 12cm d’épaisseur réduit les bruits aériens de 40 décibels.

La toiture végétalisée est donc un incontournable, tant en termes d’économies d’énergie que de communion avec la nature, de toute maison écologique.

Deux types de toitures vertes : intensive et extensive

Il faut distinguer les toits cultivés de façon intensive de ceux dont la culture est extensive.

La toiture végétalisée intensive

Les toits à culture intensive recouverts d’un substrat d’une épaisseur de 60 cm exercent une pression plus lourde sur la structure du bâtiment et nécessitent un entretien constant. Les toitures vertes intensives sont l’équivalent d’un jardin, de par leur aspect visuel et leur usage. Elles comprennent une couche de substrat moyenne variant entre 10 et 60 cm d’épaisseur, assurant une bonne croissance à des plantes à enracinement profond comme des plantes herbacées hautes,, des buissons voire des arbustes. En conséquence, leur masse au mètre carré peut atteindre jusqu’à 400kg, demandant des aménagements plus conséquents au niveau de la structure du bâtiment

La toiture végétalisée extensive

Les toits cultivés de façon extensive se contentent d’un substrat de 8 cm de moyenne et ne demandent que peu de soins. On peut tout à fait cultiver des plantations sur des toitures à pente très faible.

Le poids maximal varie entre 30 et 100 kg/m^2. Ce type de configuration légère à faible entretien se limite à une végétation basse, de faible production comparable à celle d’une prairie rocailleuse ou sèche. Ce type de toiture peut se développer sur des pentes allant de 2 à 70 %

Une inclinaison de 7 à 10 % est toutefois idéale, car l’eau stagne moins, on peut aller jusqu’à une pente de 40°. Mais dans ce cas, il faut installer des membranes spéciales à crampons et des bois transversaux pour réduire l’érosion du substrat.

Dans le cas de petits toits tels ceux des garages, hangars ou cabanes de jardin, on peut réaliser les travaux soi-même. Mais lorsqu’il s‘agit de bâtiments habités, le travail doit être confié à une entreprise spécialisée : les toits sont moins accessibles et les erreurs peuvent avoir de graves  conséquences. l’un des éléments essentiels bon fonctionnement dit une toiture végétalisée est la membrane « antiracinaire » qui doit empêcher que des racines agressives ne viennent endommager I ‘étanchéité.

Comment protéger mon bâtiment contre l’eau et les racines ?

Chaque couche joue un rôle crucial dans le bon fonctionnement d’une toiture végétalisée. En travaillant de concert, elles permettent non seulement de créer un espace vert sur le toit, mais aussi d’offrir des avantages environnementaux, esthétiques et fonctionnels. Les spécialistes des toitures végétalisées vendent toutes sortes de matériels, du drainage aux plantations, au substrat aux matelas végétaux, principalement en matière synthétique, qui sont censés garantir la réussite des plantations sur les toits ; une grande partie n’est absolument pas indispensable.

Diverses « couches » interviennent quand on veut réaliser une toiture verte :

La structure portante de la toiture

Il s’agit de la structure de base qui supporte tout le système de toiture végétalisée, y compris le poids du substrat, de la végétation et de l’eau de pluie. Il est généralement constitué de matériaux tels que le béton, l’acier ou le bois. La contrainte principale est le poids du substrat végétalisé sur la toiture. Selon le principe choisi, ce poids peut atteindre 250 kg au mètre carré. Il convient donc de vérifier que son toit puisse recevoir une telle charge auprès d’un professionnel. Par ailleurs, l’étanchéité doit être également vérifiée par une entreprise.

Le pare-vapeur

Cette couche empêche la vapeur d’eau de pénétrer dans la structure du bâtiment depuis l’intérieur. Cela évite la condensation et les dommages à la structure.

L’isolant thermique

L’isolant thermique maintient la température intérieure du bâtiment stable en évitant les pertes de chaleur excessives en hiver et en empêchant la surchauffe en été. Il est placé sous la membrane d’étanchéité.

La membrane d’étanchéité et anti-racinaire

Cette couche est essentielle pour empêcher les racines des plantes de percer la structure du toit. Elle assure également l’étanchéité du toit, évitant ainsi les fuites d’eau.

Les membranes antiracinaires ne sont pas sans poser de problèmes du point de vue du matériau lui-même.

La plupart sont en PVC-nuisible à l’environnement, ou en bitume et empêchent les racines de se développer en utilisant des adjuvants comme le cuivre ou l’arsenic. Seules celles traitées par le cuivre sont acceptables. Il faut prendre aussi en compte l’apport d’énergie grise et les composants du bitume, qui, dans certaines circonstances, peuvent nuire à la santé ; il existe aussi des membranes d’étanchéité en polyéthylène, en caoutchouc synthétique ou en plastomère bitumineux. Les membranes en polyéthylène ne peuvent  être ni soudées ni collées. Elles sont donc techniquement moins appropriées.

Le caoutchouc synthétique est un peu plus cher et est fabriqué avec des solvants nuisibles à l’environnement. Le mieux est donc d’utiliser du plastomère bitumineux mélange de bitume et de matière synthétique élastique. Il se travaille facilement, mais ne convient qu’aux toits de petite superficie, car les membranes peuvent être l’objet de variations dimensionnelles  importantes.

La strate drainante

La couche drainante permet l’évacuation de l’eau excédentaire, que ce soit en provenance des précipitations ou de l’arrosage. Elle évite la stagnation de l’eau qui pourrait endommager la végétation et la toiture.

Le drainage et le voile protecteur entre les différentes couches du toit sont importants, car ils empêchent les désordres mécaniques et assurent une meilleure compensation des tensions. II arrive parfois que la membrane antiracinaire ne soit pas compatible avec le matériau de couverture. Pour les plantes, le toit reste toujours un lieu extrême. Il ne s’y forme pas toujours tout de suite un vrai manteau végétal, même lorsque l’on plante des espèces choisies, sans se fier à la végétation spontanée

La couche filtrante

Cette couche empêche que les particules fines du substrat ne se mélangent avec la couche de drainage, ce qui pourrait obstruer les canaux de drainage.

Le substrat

C’est ici que les plantes poussent. Le substrat fournit un milieu de croissance pour les racines des plantes et retient l’eau et les éléments nutritifs nécessaires à leur survie. On peut tout à fait réaliser soi-même un substrat (maigre, si possible) à base de terre, de sable et d’argile expansée ou de lave.
On peut également utiliser de la toile de jute au lieu du support en matière synthétique pour assurer le maintien du substrat jusqu’à formation d’un tapis de racines.

La végétation

Cette couche est composée des plantes elles-mêmes. Il peut s’agir de plantes succulentes, d’herbes, de fleurs ou d’autres végétaux adaptés aux conditions de la toiture.

Les plantes idéales pour ma toiture végétalisée ?

Quelles plantes pour une toiture végétalisée extensive ?

Sur une toiture verte extensive avec une faible profondeur de substrat, les espèces d’orpins (genre botanique Sedum) sont souvent privilégiées. Les orpins sont des plantes succulentes dont les capacités de stockage de l’eau les rendent tout à fait adaptées aux substrats de faibles épaisseurs et aux conditions particulières rencontrées sur les toits.

En augmentant la profondeur du substrat de quelques centimètres, des espèces herbacées pérennes (espèces non ligneuses, à racines persistantes, et à rhizomes et stolons pour certaines) peuvent être plantées sur les toitures vertes, avec l’avantage de persister aussi plusieurs années. Les herbacées les plus adaptées aux toitures vertes sont généralement retrouvées en milieux naturels sur des sols xériques (ou arides). Les géophytes, herbacées pérennes possédant des organes ( bulbes, rhizomes, tubercules) de stockage assurant leur survie pendant la mauvaise saison, sont aussi des candidates adaptées aux toitures. Certaines sont dormantes en été, ce qui les protège de la sècheresse lors des mois chauds.

• Plantes grasses : poivre de la muraille, sedums, joubarbe
• Autres espèces : ciboulette, alysse, anthémis, arénaire, aubriétie, laîche digitée, marguerite, oeillet,  mignardise. hélianthème, lavande, lin, potentille, brunelle, sauge, saponaire, millet des oiseaux, thym, molène.
• Grandes graminées : Agrostide, brome des toits, fétuque ovine, fétuque rouge, mélique, pâturin des prés.
• Espèces spontanées : la porcelle, alchémille, esparcette, grand orpin, trèfle, pâturin, arénaire, achillée, plantain, mouron des oiseaux, et de nombreuses mousses et lichens.

Quelles plantes pour une toiture végétalisée intensive ?

Augmenter encore l’épaisseur du substrat de quelques centimètres permet l’implantation d’espèces annuelles et bisannuelles originaires d’habitats secs et arides. De petits arbustes peuvent également être plantés dans des substrats à épaisseur plus élevée. Les arbustes de taille plus importante (jusqu’à 2 m de hauteur) sont par ailleurs adaptés à des couches de substrat plus profonds encore. Afin d’assurer leur survie et leur maintien sur le long terme, ceux qui présentent un port dense et vertical doivent être plantés sur des toitures qui ne sont pas fortement exposées au vent, voire bénéficier de structures consolidantes.

Les toitures dont la couche de substrat s’élève à 60 cm (et plus) peuvent finalement accueillir des arbres. Il est suggéré de choisir des espèces à port clairsemé et à troncs flexibles.

Une grande tolérance à la chaleur est également requise.

Les toitures végétalisées pour isoler ma maison

Sur un toit, la terre, même mouillée, est isolante : en effet, bien que l’eau annihile les capacités isolantes des matériaux, le point de condensation du toit est reporté dans la terre… De plus, l’eau est elle-même un isolant : si vous aviez 10 cm d’eau sur la tête, sachez qu’ils seraient aussi protecteurs thermiquement que 2 cm de bois ! L’été, une épaisseur de 10 cm de terre sur toute une toiture stocke beaucoup de chaleur. C’est encore plus vrai si la terre est humide, car pour s’évaporer, l’eau a besoin de chaleur ; ce sont donc des calories en moins qui pénétreront dans votre habitat.

En effet, la terre est vivante : les herbes, les fleurs, les micro-organismes se défendent contre le chaud, transpirent quand il fait chaud. Conclusion : alors que sur un versant de toit de tuiles exposé au soleil, au zénith et en plein été, la température monte parfois à 70 °C, sur de l’herbe située à 8 m de hauteur, vous aurez le même jour 40-45 °C au maximum. Et au cœur de cette micro-forêt de brins d’herbe, la température est encore inférieure de 5 à 10 °C (selon la masse végétale).

Imaginons que, pour des raisons techniques, votre toit ne puisse être constitué que de 10 cm, voire de 7 cm, d’épaisseur de terre. L’été, pour éviter que l’herbe ne se dessèche, vous arroserez le soir avant d’aller vous coucher ; quand la chaleur montera avec le soleil, les rayons vaporiseront l’eau – réaction qui consomme de l’énergie solaire, donc diminue le flux de chaleur arrivant sur le toit. Grâce à votre toit végétal, vous diminuerez donc de 30 à 50% la chaleur qui entre dans votre maison…

L’hiver, le toit végétal, par sa masse thermique, ralentit le refroidissement de la maison.

Les toitures vertes et les insectes

Véritable biotope autonome, outre le fait de récupérer en surface végétale une partie de l’espace pris au sol par la maison, cette végétation s’avère être un lieu privilégié pour les oiseaux qui y trouvent refuge et nourriture . Le toit est aussi un espace de vie pour les insectes, les abeilles et tous les autres pollinisateurs.

Par ailleurs , même si tous ses murs sont recouverts d’ampélopsis, une maison n’est pas plus fréquentée par abeilles, araignées, papillons, fourmis, qu’une autre de plain-pied aux murs nus en rase campagne…