Les toitures végétalisées Sopranature® : un dossier complet

Sopranature® : 25 ans d'expérience

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Appelée également toiture verte, le concept de toiture végétalisée existe depuis la préhistoire. Le principe ? Il consiste à recouvrir d'un substrat et de végétation un toit plat ou en pente. 

Outre l’aspect esthétique, différentes études menées en Europe depuis les années 80 ont confirmé l’intérêt des toitures végétales dans une perspective de restauration ou de protection de la biodiversité et de l'Environnement en milieu urbain et plus particulièrement en ce qui concerne la qualité de l'air et l'atténuation des îlots de chaleur urbaine. Avec des coûts d’entretien et des surcoûts de construction faibles, cette technique totalement éprouvée et relativement facile à mettre en place, ne cause aucune altération au bâtiment et se révèle même plus stable et plus étanche que des systèmes plus classiques de toitures plates. Découverte de ces systèmes de toiture jardin qui font revenir la nature au cœur de nos villes.

Toiture végétalisée : les composants

Une toiture végétalisée est constituée de différentes couches : le support porteur, l'isolant thermique, le complexe d'étanchéité et enfin le complexe de végétalisation.

  • Le support porteur

Qu’il soit en béton, en acier ou en bois, tout est possible à partir du moment où il peut résister au poids de l’installation prévue. Il faudra donc s’assurer que la charpente est capable de supporter une charge de 80 à 250 kg/m², qui correspond à la masse des différents composants du système de végétalisation, de l’eau stockée dans le système et du poids des végétaux.

Le toit peut être plat ou incliné, les cas standards (visés par les Règles Professionnelles pour les Toitures et Terrasses végétalisées) allant jusqu'à 20 %. Des pentes allant jusqu’à 100 % sont possibles, mais requièrent une étude particulière. 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 général de la structure, et pour éviter les stagnations d’eau préjudiciables à la végétation.

  • Le complexe isolant

La toiture végétalisée peut être mise en œuvre sur tout type d’isolant admis sous étanchéité (polyuréthane, verre cellulaire, laine minérale, polystyrène) dont la résistance à la compression est compatible avec les surcharges prévues.

  • Le complexe d'étanchéité

SOPREMA propose une étanchéité de toiture assurée par différents systèmes, notamment le Sopralène® Flam Jardin. Le Sopralène® Flam Jardin est une chape souple d'étanchéité constituée d'une armature en fibres de polyester et de bitume élastomère. La masse bitumineuse contient des agents antiracines empêchant la pénétration des racines à travers le complexe étanche. La face inférieure est recouverte d'un film thermofusible et la face supérieure est protégée par une autoprotection minérale.

Le Flashing Jardin est une résine d’étanchéité bitume-polyuréthanne monocomposante, prête à l’emploi, contenant des agents anti-racines empêchant la pénétration des racines à travers le complexe étanche. Le procédé est destiné à la réalisation de relevés sans flamme des ouvrages en contact direct avec la terre végétale. Flashing Jardin convient plus particulièrement au traitement de relevés de hauteur jusqu’à 50 cm en terrasses-jardins et terrasses végétalisées Sopranature®, aux jardinières ainsi qu’à l’étanchéité de toutes émergences ou mur enterré nécessitant cette fonction anti-racines. Flashing Jardin est le premier et le seul procédé d’étanchéité liquide en relevé disposant d’un marquage CE sous couvert d’un Agrément Technique Européen et d’un Avis Technique du CSTB.

  • Le complexe de végétalisation

On entend par complexe de végétalisation l’ensemble des matériaux permettant la croissance des végétaux. Il assure en outre une fonction de drainage en favorisant l’évacuation de l’eau en excès et une fonction de culture en permettant l’ancrage et la nutrition des plantes.

Les matériaux de drainage

Selon la pente de la toiture, la résistance de la structure portante et l'épaisseur et la nature du substrat, une couche drainante peut être mise en œuvre pour diriger l'eau de pluie vers les orifices d’évacuation pluviale ou vers les gouttières extérieures. Le choix du type de couche drainante étant conditionné par l’inclinaison du toit. Pour cette phase, le bureau d’étude Sopranature® déterminera le matériau à utiliser selon la pente parmi le Sopralithe(granulats minéraux meubles), le Sopradrain (plaques de polystyrène alvéolé) ou le Sopratex (géotextile) qui seront installés directement sur l’étanchéité.

Pour éviter le colmatage de la couche drainante par des particules du substrat de culture, il sera dans certains cas nécessaire d’ajouter un filtre géotextile pour retenir les fines particules du sol et laisser l'eau s'égoutter. Il offrira également un support d’accrochage pour les racines des plantes. Dans ce cas, SOPREMA propose un produit dédié, Soprafiltre, une nappe de fibres synthétiques non tissées, qui s’installent directement sur le matériau de drainage.

Le substrat de culture

La terre naturelle présentant des caractéristiques très variables, et globalement peu propices à leur exploration dans les toitures jardin, les spécialistes des toitures végétales préfèrent utiliser des substrats spécifiques. Ces derniers, qui doivent être légers et résistants à la compaction tout en retenant l'eau, sont généralement constitués d’un mélange de roches volcaniques, agrégats de pierres légères et absorbantes matériaux expansés...) ayant un diamètre de 0 à 12 mm, associés à des composants organiques tels que la tourbe, le compost d’écorce... L'épaisseur totale du substrat peut être réduite à 2 cm d'épaisseur pour les rouleaux prévégétalisés, 12 à 15 cm permettant debénéficier d'une plus grande variété de plantes.

Ses capacités de rétention en eau, de perméabilité, de résistance à l’érosion et de densité conditionnent le bon fonctionnement du système. Ainsi, SOPREMA préconise Sopraflor, un substrat composé d’un mélange de granulats minéraux et de matière organique développés par Sopranature® pour la culture de gammes végétales spécifiques pour les terrasses. Installés au dessus de la couche de drainage, les substrats Sopraflor présentent des caractéristiques optimales et constantes de rétention d’eau, de perméabilité et de densité.

La couche végétale

Au delà du fait qu’elle sera choisie en fonction du climat de la région, de la pente du toit, de l’épaisseur du substrat et de l’ensoleillement général, dans la majorité des cas, la végétation ne sera qu’herbacée. On privilégiera ainsi les plantes vivaces très résistantes aux températures extrêmes et qui s'implanteront rapidement pour couvrir les surfaces de sol afin de réduire son déssèchement par le soleil et le vent. Les plantes couvre-sols, dont certaines plantes alpines, ont par ailleurs l'avantage de laisser peu de place aux herbes sauvages ou indésirables et de réduire ainsi l'entretien de la toiture.

Mais outre l’aspect technique ou esthétique, les choix seront conditionnés par l'épaisseur du substrat (conditionné par les possibilités de charge de la toiture) et le degré d'arrosage souhaité. On choisira ainsi entre une plantation de type extensive, semi-intensive ou intensive.

Les plantations extensives

Elles sont des solutions de végétalisation à l’aspect sauvage, proche des associations végétales naturelles. Il s'agit de végétations installées sur des complexes de culture de 6 à 15 cm d'épaisseur qu'on ne veut pas nécessairement arroser, sauf éventuellement en cas de sécheresse prolongée (c’est bien sûr vrai tous les ans en Région méditerranéenne) 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.

Sopranature® propose dans sa solution dédiée aux espaces extensifs, une association de trois familles composée de Toundra, un tapis végétal ras composé de différentes espèces de Sedum, plates succulentes à développement horizontal tapissant, Garrigue, une association végétale d’aspect naturel, diversifiée en couleurs, volumes et formes et Pampa, une prairie naturelle de graminées évoluant chaque été en prairie « sèche » fleurie. Se régénérant par eux-mêmes à la manière d’un éco-système, il se caractérisent par un couvert végétal permanent et un entretien limité. Ces différents aspects sont par ailleurs proposés en rouleaux, en semis ou en plantations.

Les plantations semi-intensives

Les plantations semi-intensives, ou Jardins Légers, sont des solutions pour les toitures végétales légères permettant de reproduire l’aspect d’un jardin traditionnel. Il s’agit de plantations sur un complexe de culture de faible épaisseur (à partir de 15 cm) qui doivent être équipées d’un système d'arrosage automatique.
Adaptées à tous types de toitures, les Jardins Légers se caractérisent par une gamme végétale plus diversifiée qu’en extensif et un entretien limité. Ce type de culture peut ainsi mélanger les couvre sols, les plantes à fleurs ou à feuillage et même de petits arbustes ou des grimpants comme la vigne vierge ou le chèvrefeuille. Son substrat de culture sera généralement composé d'environ 50 % d'agrégats poreux.

Pour ce type de culture, Sopranature® propose une combinaison entre deux familles de végétaux, Sopranature® Green, qui propose une sélection de graminées à croissance lente et Lande, un jardin composé de végétaux de volumes, d’aspects et de coloris variés, regroupant espèces naturelles et variétés horticoles. A noter toutefois que le maintient de leur aspect verdoyant nécessitera un léger entretien régulier et une irrigation suivie. Ces deux aspects sont proposés en rouleaux (Sopranature® Green), ou en plantations (Sopranature® Lande).

Les plantations intensives

Très différente des deux premières, la plantation intensive est réalisée dans des profondeurs pouvant faire jusqu'à 1 mètre (dans le cas de plantations d'arbres). Elle nécessite un entretien régulier et un système d’arrosage automatique afin d’assurer un développement normal des végétaux exigeants. Elle est réservée aux construction neuves en raison de la surcharge considérable à prendre en compte.

Un toit végétalisé : quels avantages ?

UN INTéRêT POUR LES HOMMES ET LA COLLECTIVITé

Outre l’image écologique qu’elles peuvent donner, les toitures végétales présentent de nombreux avantages réels. Tout d’abord en matière d’impact paysager car lorsqu’elles sont bien conçues, les toitures végétalisées redonnent aux villes une nouvelle valeur esthétique et revalorisent l’habitat en offrant une bonne solution d’intègration avec l’environnement. Mais bien au delà de l’esthétique seule, elles peuvent également avoir un impact social car elles contribuent à rendre la ville plus calme, moins stressante et permettent aux habitants de retrouver une certaine harmonie urbanisme / nature. Par ailleurs, une augmentation de la superficie disponible en espace de nature, accessible ou non, mais aussi le cas échéant en espace de loisirs, soulagera les milieux naturels surfréquentés, tout en diminuant le trafic et ses nuisances.

Plus concret, leur impact sur la qualité de l’air et donc sur la santé est indéniable : la végétation supplémentaire apportée par les toitures végétales crée un apport d'oxygène dans les villes tout en filtrant bon nombre de polluants atmosphériques tels le dioxyde de soufre ou l'oxyde d'azote. Les végétaux retiendront également la poussière et réduiront la quantité de particules en suspension dans l'air.

Mais leur impact écologique ne se limite pas à l’absorption de CO2 et à la production d’oxygène. En effet, 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 dans l’air. Les particules de plomb, de carbone, les matières organiques particulaires ou de faible densité sont ainsi fixées dans le substrat ou nourrissent les bactéries, plantes et insectes qui s’y développent.

Autre avantage et non des moindres en matière d’urbanisme, sachant que les toitures représentent jusqu'à 20 % des surfaces de nos villes et qu’un toit végétal peut absorber jusqu'à 50 % de la quantité d'eau pluviale tombant sur les toits, il est désormais possible de réduire les situations de surcharge des réseaux d’assainissement et même d’envisager la réduction des coûts de traitement de l'eau.

UN IMPACT TECHNIQUE POSITIF SUR LES BâTIMENTS

Pour ce qui est des aspects propres à la durabilité et au confort du bâtiment, le choix de la toiture végétalisée présentera également de nombreux avantages. Tout d’abord en ce qui concerne la durabilité de la membrane d’étanchéité, car elle se voit d’autant mieux protégée de la chaleur, des rayons du soleil et des intempéries en général qu’elle est recouverte par le complexe végétal.

En ce qui concerne le confort, les atouts sont également indéniables avec une meilleure protection contre les chocs thermiques pour le bâtiment et ses occupants, les toitures végétalisées permettant une réduction importante des variations de température. Le gain sera également économique, car l’inertie thermique permettra de réaliser d’importantes économies d’énergie en matière de climatisation en été.

Dernier point et non des moindres sachant que la pollution acoustique constitue l’un des plus grands maux de notre siècle, la toiture végétalisée est un bon isolant acoustique car elle absorbe les ondes sonores et permet notamment de diminuer les bruits de l’environnement urbain. Un substrat de 12 cm d’épaisseur peut réduire les bruits aériens de près de 40 dB. Un avantage non négligeable dans les secteurs survolés par des avions à basse altitude.

Toitures végétales : quelles recommandations ?

Les toitures végétales demandent toutefois quelques recommandations qu’il faudra connaître et si possible mettre en oeuvre. Tout d’abord physiques, car ces toitures nécessitent une résistance appropriée du support, une étanchéité résistante à la pénétration racinaire et correctement réalisée, et une possibilité d’accès pour l'entretien. Il faudra aussi savoir que même si les cultures extensives peuvent convenir presque partout, une végétation de type semi-intensif ou intensif nécessite une structure spécialement dimensionnée. Par principe, il est entendu que l’intégration d’une toiture végétalisée sera d’autant mieux réussie si elle est envisagée dès la conception du bâtiment, mais elle est bien entendu possible pour des constructions déjà existantes.