Toitures végétalisées habitat avantages inconvénients

En France, la toiture végétalisée commence seulement à apparaître notamment dans la mouvance des bâtiments HQE (Haute Qualité Environnementale).
C'est une solution technique écologique aux performances thermiques et acoustiques très intéressantes, même pour les maisons individuelles et avantages supplémentaires : elles offrent de belles qualités esthétiques (la toiture changeant d'aspect au fil des saisons).

Historique des toitures végétalisées

Les toitures végétalisées sont des alternatives aux toits classiques et constituent des procédés véritablement écologiques. La construction de toitures végétales a caractérisé l'architecture populaire de nombreuses régions du globe pendant des siècles. Le principe des toits d'herbage utilisé depuis des millénaires dans la zone paléarctique fait encore partie des traditions des Amérindiens d'Amérique du Nord. Même l'architecture militaire a emprunté ces techniques dans un rôle de camouflage en utilisant la terre et la végétation en couverture de bâtiments jugés stratégiques.

De nombreux pays européens l'ont adopté. Les toitures végétalisées se rencontrent principalement en Suisse, en Amérique du Nord (le maire Richard Daley a fait de Chicago la première ville d'Amérique du Nord en matière de « toits verts »), dans les Pays bas, les Pays scandinaves et au Japon.  Dans ces différents pays, ces toitures végétalisées sont très répandues, voire même encouragées en Allemagne*.

* En Allemagne, 13 millions de mètres carrés de toiture végétalisée sont posés chaque année. En France, d'après le CSTB, 200 000 mètres carrés sont installés par an. Le marché devrait avoir une croissance de 15 à 20 % par an grâce à la multiplication des projets HQE.

Qu'est-ce qu'une toiture végétalisée ? 

• Un mélange de terre et de végétaux herbacés enracinés permettait de réaliser des toitures relativement bien isolées réalisées à l'aide de matériaux facilement disponibles localement.
• Ces toitures étaient étanches à l'air et à l'eau, résistantes au vent et au feu.
• Ces toitures d'un poids conséquent exigeaient de solides charpentes et l'adjonction d'une couche protectrice placée entre la partie végétalisée et la charpente afin que cette dernière ne pourrisse pas.
• Des tuiles de bois ou des plaques d'écorce déroulée de bouleau peu putrescibles étaient employées généralement.
• La construction actuelle utilise des bâches spéciales en matière plastique (avec feutre anti racine) ou des éléments étanches thermo soudés ou collés non métalliques.

Un toit végétal constitue une véritable richesse en termes environnementaux. Photo Picbleu

Les 3 types de toitures végétalisées

De nombreux toits en terrasses, auvents, ou abris de garages sont laissés nus et stériles alors qu'ils pourraient être facilement végétalisés et transformés en jardins, pour notre plus grand plaisir et le plus grand bien de la planète.

• Si une végétation intensive nécessite l'intervention de professionnels, la végétalisation appelée extensive, de type plus naturel, est à la portée de tous.
• Les particuliers peuvent végétaliser eux-mêmes de petits toits en terrasse ou légèrement inclinés.
• Les différentes techniques, le choix des substrats et des plantes, ainsi que les questions d'entretien sont abordés en détail.
• L'évolution récente des techniques, la baisse des coûts d'installation et les faibles besoins en entretien permettent désormais d'envisager un fort développement de la végétalisation.

Selon l'épaisseur de substrat et le type de végétaux utilisés, il existe trois types de toiture végétalisée : la végétalisation extensive, semi-intensive et intensive.

Végétalisation extensive, semi-intensive et intensive

 La végétalisation extensive

La végétalisation extensive consiste à créer un écosystème sur un complexe de culture élaboré de faible épaisseur (3 à 7 cm environ), permettant la réalisation d'un couvert végétal permanent (couvre-sol rustiques, mousses et sédums...). Cette faible épaisseur prévient l'apparition de graminées gourmandes en eau, qui étoufferaient les sédums. Outre le faible poids en toiture (de 30 à 100 kg/m2 à saturation d'eau), son avantage principal est de ne pas nécessiter d'entretien ni d'arrosage sauf en cas de sécheresse prolongée. C'est une solution qui convient bien aux grandes surfaces, aux toits inclinés et aux habitations existantes. Seul inconvénient, ces toitures ne peuvent n’être ni cultivées ni piétinées. L'investissement est modeste (de 30 à 50 € HT/m2 selon le mode de culture).

 La végétalisation semi-intensive

La végétalisation semi-intensive utilise un complexe de culture élaboré, d'épaisseur moyenne (15 cm). À vocation décorative et d'entretien modéré, elle nécessitera un arrosage régulier (généralement un goutte-à-goutte). Ce type de culture peut mélanger les couvre-sol, les plantes à fleurs ou à feuillage, les légumes et même de petits arbustes ou des grimpants comme la vigne vierge ou le chèvrefeuille. Le substrat d'une culture semi-extensive est généralement composé d'environ 50% d'agrégats poreux.

 La végétalisation intensive

La végétalisation intensive est une véritable toiture-terrasse jardin, préconisée pour les petites et moyennes surfaces. La culture se fait dans des bacs pouvant faire jusqu'à 1 ou 2 mètres de profondeur. L'épaisseur du substrat étant plus importante (15 à 30 cm d'épaisseur environ) il est possible d'y planter des graminées, du gazon, des plantes vivaces ou des arbustes décoratifs. Le volume d'agrégats est souvent réduit à 40% pour faire place à plus d'éléments nutritifs.

La condition indispensable pour ce type de végétalisation est l'obligation de posséder une toiture capable de supporter un poids de surcharge de 120 à 350 kg/m2 lorsqu'elle est à saturation d'eau pendant les périodes de précipitations intenses.

Lorsqu'il s'agit de véritables jardins suspendus, le poids de charge doit être soigneusement calculé par un bureau d'études pour se prémunir des risques d'affaissement de la structure. L'entretien pour ce type de toit à végétalisation intensive y est plus contraignant (tontes et tailles, fumier, arrosage régulier). Un énorme avantage est celui du jardin d'agrément, il est possible de s'y promener. L'investissement de départ est beaucoup plus élevé (de 100 à 180 € HT/m2 selon les plantations, et pour des plantes recherchées jusqu'à 300 €/m2).

Ces caractéristiques permettent de prédire un bel avenir en France de la toiture végétalisée.

La mise en œuvre des toitures végétalisées

• Pour la mise en œuvre sur le toit, la pose d'une membrane assurera l'étanchéité de la toiture (bitumeuse, caoutchouc, polyoléfine / TPO / FPO), sur laquelle sera posée une couche de drainage et de filtration.
• Pour la végétalisation extensive, la couche de drainage est fine, généralement constituée d'un géotextile non tissé creux, à base de polypropylène, surmonté d'un substrat volcanique, puis du couvert végétal.

Dans tous les autres cas, le drainage sera assuré par des granulats d'argile expansée, des cailloux, des graviers et souvent des plaques alvéolées et nervurées. En finition, la dernière couche superficielle sera composée d'un substrat de croissance composé de terreau, terre noire et compost. Les végétaux, plantes vivaces et indigènes ou couvre-sol seront plantés sur cette terre nourricière.

Les toitures végétalisées améliorent sensiblement le confort thermique, acoustique et hygrométrique des bâtiments. Photo Picbleu.

La mise en œuvre des semis et des végétaux

La mise en œuvre des semis et des végétaux peut s'opérer selon 4 modes différents ou combinés :

• Par semis : délai d'installation des végétaux de 3 mois à un an.
• En plantations : délai d'installation des végétaux de 3 à 6 mois.
• En rouleaux pré cultivés : délai d'installation des végétaux immédiat (seulement pour les toitures extensives).
• En caissettes pré cultivées : délai d'installation des végétaux immédiat.

Le semis coûte beaucoup moins cher, mais ne garantit pas la totale réussite de la toiture. Les rouleaux pré cultivés permettent d'obtenir un résultat immédiat dès la fin du chantier avec un risque d'échec lié à des facteurs climatiques extrêmes fortement réduit (exemple sècheresse ou précipitations abondantes). L’économie se réalise sur l'entretien initial qui est le poste le plus contraignant et le plus coûteux, car facteur important, le couvert végétal des dalles empêche habituellement les adventices de s'installer.

Il est judicieux de privilégier des plantes vivaces et indigènes très résistantes aux températures extrêmes. Ces plantes robustes s'implanteront rapidement pour couvrir les surfaces de sol afin de réduire son assèchement par le soleil et le vent. Les principaux végétaux utilisés sont les sédums, les herbacées, les mousses ainsi qu'une multitude de vivaces capables de s'organiser de façon à reconstituer un environnement naturel sur la toiture. Un conseil important est d’éviter toutes les plantes aux racines agressives qui ont la fâcheuse habitude de percer l'étanchéité du toit pour chercher l'humidité.

Les pentes des toits

Toutes les toitures peuvent être végétalisées, à condition que la structure soit suffisamment solide pour supporter les charges.

• La pente du toit pourra aller jusqu’à environ 35 degrés maximum.
• Dans les cas de toits à fortes pentes, il sera nécessaire d'une part de contenir les forces de poussée provenant du système de végétalisation par l'installation d'appuis fixes (pour éviter tout risque de glissement), d'autre part, de protéger la couche de substrat de l'érosion naturelle.
• Il existe dans le commerce des alvéoles situées dans les dalles (système Ecosedum) qui permettent de bloquer le substrat.
• Idéalement, il est recommandé de construire des toitures terrasses avec une pente minimale égale à 1 à 5 % pour éviter que les eaux pluviales ne stagnent sur l'étanchéité.

Le vent : un élément dont il faut tenir compte

Un autre élément naturel dont il faut tenir compte : le vent.

• Le vent et son orientation doivent aussi être considérés, surtout sur les bâtiments de grande hauteur, ainsi que la géométrie des bâtiments voisins qui peuvent créer des tourbillons dévastateurs.
• Les faîtes des toitures inclinées, les bords des toitures plates, sont également des endroits particulièrement sensibles aux courants d’air.
• Le choix des végétaux se fera sur des individus à croissance lente afin de limiter l’entretien, les espèces à feuilles caduques seront écartées, car les feuilles bouchent les gouttières et les descentes de toits vers l’automne.

Les avantages et inconvénients

Avec le réchauffement, les dérèglements, les phénomènes extrêmes qui l'accompagnent, afin de privilégier une meilleure qualité de vie et de l'environnement de la population sur notre planète, les toits verts et les murs végétaux se multiplient depuis ces dernières années. L'intégration de végétaux et de plantes vivantes dans notre environnement construit comporte de nombreux avantages essentiels :

Les avantages d'une toiture végétalisée

• Contrairement à un toit classique, une toiture végétalisée permet de réguler naturellement le taux de poussières grâce à la filtration de l’air des végétaux (meilleure qualité de l'air, notamment en ville).
• Apport de verdure en des lieux où la plantation d'arbres et d'arbustes conventionnels est inenvisageable. Développement de la biodiversité. En ville, ses avantages sont très positifs avec l'atténuation des îlots de chaleur urbaine.
• Meilleure isolation thermique que les tuiles, les ardoises ou le gravier. Réduction de la température intérieure des bâtiments en cas de fortes chaleurs. Il fait ainsi moins chaud en été et moins froid en hiver dans le logement. Le point positif est l’isolation renforcée pendant les périodes hivernales et estivales.
• Une toiture végétalisée réduit les risques d'inondation. Elle retient l'eau de pluie et l'évacue par évapotranspiration. Elle assure un meilleur drainage des eaux pluviales et une réduction du ruissellement.
• Réduction ou atténuation sensible du bruit extérieur. Le tapis végétal assure une diminution des nuisances sonores.
• Stockage du CO2 par mécanisme de photosynthèse.
• Améliore la durée de vie du toit.
• Offre une belle esthétique du toit et une originalité certaine (du fait de sa rareté en France).
• Les toitures végétalisées contribuent à rendre la ville plus « apaisante » et moins stressante.
• Le contact avec des espaces verts contribue positivement à l'harmonie habitants-urbanisme-nature.

Les inconvénients des toits végétalisés

• L'ajout d'un substrat de culture et de végétaux nécessite une structure suffisamment forte du toit, une étanchéité parfaite, une pente relativement faible.
• Contrairement à un toit classique, une toiture végétalisée demande un savoir-faire pour sa conception : il faut donc faire appel à une entreprise qui possède une longue et solide expérience.
• Intégration et cohabitation plus difficile avec des panneaux photovoltaïques qui doivent être intégrés à la toiture pour pouvoir bénéficier du tarif de rachat de l’électricité le plus avantageux.
• Intégration et cohabitation plus difficile avec des panneaux solaires thermiques qui généralement sont posés sur la toiture : il faut donc prévoir des châssis et parfaire l’étanchéité.
• Certains végétaux demandent un système d'arrosage en période sèche et chaude.
• Le prix pour des toitures denses est en moyenne 4 à 5 fois plus cher qu'un toit normal.
• Il n’existe pas d'aide sous forme de crédit d'impôt : des discussions seraient en cours pour un « bonus écologique » qui rendrait ce projet accessible à tous.
• Nécessite un accès facile pour l'entretien (indispensable les premières années).

Les atouts écologiques

Les toitures végétales sont une véritable richesse, car le mini écosystème qui se crée favorise la biodiversité en ville et peut servir de refuge pour les oiseaux et pourquoi pas de zone privilégiée pour nos amies les abeilles en leur installant des ruches.

• Sur un autre plan écologique, les toitures végétales permettent en ville de réduire la pollution en absorbant le dioxyde de soufre, l'oxyde d'azote, le plomb, le gaz carbonique.
• Grâce au phénomène de photosynthèse, les plantes génèrent de l'oxygène, absorbent le gaz carbonique, retiennent les poussières et les pollens en augmentant l'humidité de l'air.

Le rôle isolant des toitures végétalisées

Ces toitures végétalisées améliorent sensiblement le confort thermique, acoustique et hygrométrique des bâtiments grâce à l'inertie thermique permettant de réaliser d’importantes économies d’énergie. Une membrane de toiture exposée au soleil peut atteindre une température de surface de 65 °C alors que la même membrane recouverte de végétaux conserve une température comprise entre 15 et 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, mais cet impact est moindre que celui de la climatisation. Une étude du ministère canadien de l'Environnement a démontré que la végétalisation de 6% de toute la surface de toits disponibles pourrait faire baisser la température de Toronto d'environ de 1 à 2°C, phénomène qui permettrait les jours de canicule, une baisse de 5% de la demande en électricité pour la climatisation et la réfrigération.

Le substrat bloque aussi les rayons UV qui sont responsables d’environ 5 % du vieillissement et à la dégradation des membranes dues à la chaleur qui dégrade les huiles du bitume élastomère qui devient alors plus cassant. Les matériaux imperméabilisants résistent ainsi plus longtemps à l’abri des ultraviolets (UV) et du rayonnement thermique solaire. L’éco toit constitue une barrière contre les intempéries. Ces actions combinées permettent d’espérer une durée de vie égale à 30 à 50 ans pour la membrane d’étanchéité.
Les toitures végétalisées offrent également une protection contre les chocs thermiques (exemple la pluie froide, ou la neige au contact des 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 %.

Autre avantage : si les surfaces nues amplifient la pollution acoustique par réflexion, les plantes elles, absorbent le son. Les toitures végétalisées apportent une isolation phonique : la terre végétalisée est un des meilleurs isolants acoustiques, elle absorbe les ondes 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 40 dB. Un avantage non négligeable dans les secteurs proches d'infrastructures autoroutières, zones industrielles, gares routières ou gares SNCF, aérodromes ou aéroports. Une étude du Comité Scientifique et Technique du bâtiment (CSTB), un bâtiment peut améliorer ses performances sonores de 15 à 20 dB selon que le substrat de la toiture végétalisée est sec ou saturé en eau.

La gestion de l'eau grâce aux toitures végétalisées

Les toitures végétalisées ont un rôle très intéressant en matière de régulation des eaux de pluie. A la manière d'une éponge, elles retiennent une partie des eaux de pluie, contribuant ainsi à limiter les risques.

Les végétaux pour les toitures végétalisées

Le choix pour les toitures végétalisées est très important, le conseil d'un professionnel est précieux pour connaitre les variétés pouvant s'implanter facilement sans avoir besoin d'arrosage. Voici à titre d'exemple quelques variétés de végétaux que l'on peut facilement trouver : s.album, s.spurium, vivaces herbacées, iris nains, de s.sempervivum, s. cauticulum, s. reflexum, s.sexengular, s. arachnoideum, s. Lydium, s.Floriferum, s. Takesimense.

Feuilles longues de deux centimètres. Forme une touffe étalée. Floraison jaune en mai-juin. Sedum floriferum est très spectaculaire en automne hiver quand il se pare de coloris automnaux jaune, orange, pourpre. Les boutons floraux sont orange intense. Hauteur : 15 cm. Culture au soleil dans une terre ordinaire même pauvre et sèche. Plante rustique adaptée à des rocailles, bordure,dallage, toitures végétalisées.

Nom commun : Sedum floriferum diffusum. Photo Picbleu.

Les plantes pour toits végétalisés

Plante herbacée
Genre : Marrubium
Espèce : vulgare
Famille : Lamiaceae
Nom commun : Marrube

Cette plante vivace, herbacée développe des feuilles épaisses, ridées, molles et pubescentes. Ce végétal se rencontre à l’état spontané plante, il dégage un parfum assez particulier et possède un goût amer. Très utilisé au Moyen Age pour la cuisine, le marrube n’est employé actuellement que pour confectionner des sirops contre la toux, des infusions ou pour parfumer des alcools.

Marrube. Photo Picbleu.

Entreprise de végétalisation 

Solutions françaises brevetées de « prêt-à-poser végétal » pour les particuliers et entreprises.
Les entreprises sont spécialisées dans la conception et la réalisation de murs et de toitures végétalisés, la végétalisation des immeubles, bâtiments industriels et commerciaux, ou habitations individuelles.