La végétalisation des toitures

« Avec la montée des préoccupations environnementales, l’urbanisme végétal devient partie prenante de la réflexion sur le développement urbain durable (1) ». Sous un autre aspect, l’agriculture urbaine apparaît comme un enjeu social mais aussi agricole. Les agronomes, plutôt habitués à la ruralité, travaillent maintenant aussi en milieu urbain. Par exemple, après les murs végétaux, le toit n’est maintenant plus considéré uniquement comme la partie supérieure d'un édifice. Il est vu aussi, en accueillant des végétaux, comme un atout majeur dans la protection de l’environnement et la qualité de vie. Quelles sont les conséquences de cette pratique de végétalisation de toitures pour les plantes et sur les caractéristiques techniques à rechercher dans les substrats de culture. (1) Antonio da Cunha - Urbia – 06/2009.

ATOUTS DU VEGETAL

Végétaliser des toitures permet d’augmenter les surfaces d’espaces verts et parfois de créer des lieux de vie. L’aspect esthétique de la ville peut en être amélioré. Le toit végétal intervient aussi dans l’environnement global d’une ville en jouant sur les paramètres suivants :

        - la température : l’évapotranspiration générée par la végétation rafraichit l’atmosphère.

        - la qualité de l’air : la végétation améliore la qualité de l’air en fixant les poussières liées à la pollution atmosphérique.

        - l’environnement sonore : la biomasse limite la transmission des bruits.

        - la gestion de l’eau : la surface végétalisée par des supports de culture va créer une zone tampon en se réhumectant progressivement jusqu’à atteindre sa capacité maximale de rétention en eau. Cela va générer un stockage momentané de l’eau.

DES CONTRAINTES FORTES SUR LE VEGETAL

Ces nouveaux modes de végétalisation imposent des contraintes importantes aux plantes qui devront s’y adapter.

        - Des contraintes climatiques : en fonction de la région d’implantation de la toiture végétalisée, les plantes seront exposées au climat local qui peut s’avérer extrêmement rude (périodes de gel et/ou de stress hydrique plus ou moins long, fortes températures, vent…). Dans ce cadre, le choix de plantes xérophytes semble particulièrement recommandé pour résister à cette succession des stress.

        - Des contraintes d’inclinaison : il va falloir choisir pour cela des végétaux maintenant un risque d’érosion faible. Les plantes tapissantes seront adaptées à ces situations.

        - Des contraintes d’autorégénération : dans un système de végétalisation, le tapis végétal doit s’adapter progressivement au milieu et fonctionner de façon quasi autonome tout en limitant l’invasion de plantes indésirables sur la toiture.

        - Des contraintes esthétiques : lorsque la toiture végétalisée est visible par le public, les plantes plutôt décoratives à feuillage coloré ou à floraison longue seront privilégiées.

UNE APPROCHE SPECIFIQUE DU SUBSTRAT

A ces contraintes agro-climatiques imposées aux plantes vont s’ajouter des contraintes techniques : il faut pouvoir cultiver des plantes dans une masse de substrat la plus faible possible. Globalement, c’est la norme NF U 44-551 (« Support de culture – Dénominations, spécifications, marquage ») qui encadre les supports de culture en imposant un contrôle régulier sur les matières premières et / ou les produits finis. Mais la notion de poids ou de masse est nouvelle pour les supports de culture car, traditionnellement, les terreaux sont raisonnés en volume. Dans la norme de dénomination NF U 44-551, tous les critères analytiques auxquels il est fait référence sont en volume :

        - Le pH est mesuré selon la norme NF EN 13037 avec une dilution volumique (ou V/V) au 1/5ème dans l’eau.

        - La conductivité mesurée selon la norme NF EN 13038 est réalisée elle aussi avec une dilution dans de l’eau à 22°C à 1/5 (V/V).

        - la fertilité des terreaux est également raisonnée par rapport au volume d’eau retenu par litre de substrat.

Dans la végétalisation des toitures, la notion de masse maximale par unité de surface est primordiale pour obtenir la plus petite charge possible sur les édifices. Il faut être capable d’ancrer les organes absorbants des plantes et d’assurer leur croissance par la mise à disposition d’air, d’eau et d’éléments nutritifs avec un minimum d’épaisseur et de densité. On comprend que les critères recherchés dans la normalisation des supports de culture ne soient pas suffisants pour choisir le substrat idéal de végétalisation de toitures en fonction des contraintes du bâtiment.

UN SUBSTRAT ADAPTE ET DE QUALITE

Aussi l’Association pour le Développement et l’Innovation en Végétalisation Extensive de Toiture (ADIVET) a co-rédigé des règles professionnelles reconnues en France (mais non normatives) pour la conception et la réalisation des terrasses et toitures végétalisées avec la Chambre Syndicale Française de l’Etanchéité (CSFE), le Syndicat National de Profilage des Produits Plats en Acier (SNPPA) et l’Union Nationale des Entrepreneurs du Paysage (UNEP).

Ces règles professionnelles définissent les caractéristiques requises pour les substrats en fonction de leur destination dont :

        - La capacité maximale de rétention en eau : la méthode utilisée pour les substrats destinés à la réalisation des toitures végétalisées s’appuie sur le référentiel allemand FFL (2002). La principale différence avec la méthode normalisée NF U44-551 est que l’échantillon est compacté (protocole proctor) afin de simuler le tassement à la mise en place et l’évolution dans le temps du substrat. La capacité maximale de rétention en eau correspond à la quantité d’eau retenue par une mise à saturation du substrat de végétalisation pendant 24 h et un ressuyage de 2 heures. On détermine ainsi la charge maximale théorique du substrat, valeur utilisée pour les contraintes d’architecture.

        - La porosité pour l’air à pF1 sur échantillon compacté : afin de garantir une bonne oxygénation des racines, il faut avoir une porosité pour l’air suffisante à la capacité maximale de rétention en eau.

        - La perméabilité sur échantillon compacté et saturé en eau : la vitesse d’évacuation de l’eau en excès est un critère important pour éviter l’asphyxie des racines, mais également pour s’assurer que l’excès de charge en eau sur la toiture sera rapidement évacué et éviter de trop fortes contraintes.

        - Le pH : le pH est important dans le cadre de la végétalisation pour prendre en compte les exigences des plantes que l’on souhaite mettre en place qu’elles soient :

            - o Succulentes type sedum

            - o Vivaces type œillet ou graminées

            - o Bulbeuses type iris

            - o ou Ligneuses

        - Le taux de matière organique : la densité de la matière organique (1550 Kg/m3) étant très différente de celle de la matière minérale (2650 Kg/m3), il est important de connaitre le taux de matière organique.

        - La masse volumique à sec sur échantillon compacté. Enfin, la granulométrie et les fines sont primordiales pour assurer une caractérisation du substrat en fonction de l’utilisation souhaitée (stabilité des agrégats, limitation des particules fines qui pourraient boucher les évacuations).

Le laboratoire Auréa AgroSciences, accrédité par le Cofrac, est en mesure de réaliser l’ensemble des analyses de substrats pour une végétalisation de toiture. N’hésitez pas à nous contacter.