Les avantages et les inconvénients des toitures végétales

La végétation colonise de plus en plus les toits des habitations. Et pour cause : les toitures vertes répondent aux préoccupations d’aujourd’hui, qu’il s’agisse d’énergie, d’écologie, d’isolation thermique, ou d’esthétique.

Il existe de nombreux mots pour désigner un jardin de toit. On utilise généralement les termes de toit végétal ou végétalisé, d’éco-toit, de toit vert ou encore de toiture végétale…

Cette mise en œuvre est d’abord esthétique : en pleine ville, une vue verdoyante remplace en effet avantageusement le gris du zinc ou du béton. Et à la campagne, un bâtiment couvert de verdure s’harmonise beaucoup mieux avec les paysages… Cependant, les atouts d’un toit vert vont bien au-delà de son aspect purement décoratif. En effet, ces toitures se comportent comme d’excellents isolants phoniques et thermiques, qui limitent les pertes de chaleur en hiver et rafraîchissent l’atmosphère durant l’été. L’avantage pour l’environnement est également indéniable grâce à la  fixation de CO2 et l’émission d’O2 par la végétation, mais aussi parce qu’il s’agit d’un nouveau type d’habitat pour la faune sauvage.

Enfin, il est prouvé que les éco-toits influencent positivement la qualité de vie (en réduisant le stress, les allergies,…) dans les milieux urbains. On constate également une hausse de la productivité dans les écoles et les lieux de travail où sont installées ces toitures. On aurait donc tort de s’en priver !

Une technique ancestrale

Les toits tapissés de plantes ne sont pas une invention récente. En effet, ils existent dans le Nord de l’Europe depuis des siècles. En Scandinavie, par exemple, les toitures sont vêtues d’herbes et de graminées. Au Canada, elles sont recouvertes de mottes de terre et, en Islande, de tourbe. En Allemagne, enfin, près de 10 % des toits sont végétalisés chaque année. Il faut dire qu’à Berlin, la ville prend à sa charge 60 % des dépenses liées à ce type d’équipement.

Mais, bien plus qu’un gadget ou un effet de style, ce type d’architecture permet de protéger la maison des intempéries, d’isoler le bâtiment du froid, du vent et du feu. En France, dans les années 1920, l’architecte Le Corbusier avait déjà formulé l’idée de restituer sur les toits la parcelle de jardin que la construction avait ôtée au sol. Aujourd’hui, cette technique est remise au goût du jour, tant chez les particuliers qu’en entreprise. Elle est également très prisée par les jeunes architectes.

De quoi s’agit-il exactement ?

Concrètement, une toiture végétale remplace un toit classique (revêtu de tuiles, d’ardoises, de zinc,…) par de la végétation. Il existe trois types de couvertures vertes :

1. Le type extensif

• Ce système est adapté aux bâtiments de grandes surfaces, aux toits inclinés et aux habitations existantes. En effet, il ne nécessite qu’une faible épaisseur de substrat et la structure n’a généralement pas besoin d’être renforcée.
• La hauteur de la couche de terre se situe entre 3 et 15 cm.
• L’entretien est assez restreint car ces plantes s’autorégulent, résistent à la chaleur et au gel (arrosage uniquement en cas de sécheresse prolongée). Deux contrôles annuels sont également exigés pour vérifier les évacuations pluviales, et le bon fonctionnement du drainage.
• Le poids de surcharge est compris entre 30 et 100 kg/m² (à capacité maximale en eau).
• Les plantations légères sont recommandées, comme les mousses, les plantes condimentaires, les herbacées et/ou les plantes couvre-sols. La hauteur des végétaux ne dépasse pas 25 cm.
• Le mixage de plusieurs variétés de plantes apporte un aspect multicolore variant au gré des saisons.
• Inconvénients : ce type de toiture n’est pas praticable (il ne peut être ni cultivé ni piétiné). Le choix des plantes est limité, et son allure est moins esthétique en hiver.

2. Le type semi-extensif

• Ce type de toiture constitue un bon compromis entre le toit extensif et le toit intensif.
• L’installation est adaptée lorsque l’inclinaison du toit est inférieure à 15°.
• On peut installer ce système sur tous les supports de toit : béton, acier ou bois.
• Cette toiture ne supporte pas de grands buissons ou d’arbres, mais des variétés d’une hauteur maximale de 50 cm. On y utilise en général des plantes couvre-sol, des sujets persistants et de (petits) arbustes résistants à la sécheresse.
• La hauteur de la couche de terre est de 15 à 30 cm pour un surpoids compris entre 100 et 350 kg/m². Il est donc possible de profiter de cet espace pour créer une zone de vie.
• Le rapport qualité-prix est intéressant car la surcharge ne nécessite pas de construction adaptée.
• L’entretien consiste, plusieurs fois par an, à tailler et à éliminer les déchets.
• L’arrosage naturel de la pluie est suffisant car ce type de jardin peut résister à de longues périodes de sécheresse.

3. Le type intensif

• Appelé aussi jardin suspendu, ce toit végétal est préconisé pour les petites et moyennes surfaces. Son usage est proche de celui d’un jardin traditionnel.
• Une épaisse couche de terre arable (plus de 30 cm, jusqu’à parfois 100 cm) doit être prévue pour pouvoir planter de petits arbres.
• La surcharge pouvant être supportée par ce type de toit varie de 600 à 2.000 kg/m².
• Il s’agit d’un très bon isolant.
• Les plantations possibles sont la pelouse, les buissons, les arbustes, et les arbrisseaux.
• L’entretien y est régulier, comme dans un jardin ordinaire.
• L’arrosage y est fréquent, l’idéal étant de prévoir un système automatique.
• Les inconvénients sont l’entretien et le coût, plus élevé que dans les deux autres cas.

Quels sont les avantages d’une toiture verte ?

• L’isolation thermique : un éco-toit améliore le confort tant en hiver qu’en été.
• L’isolation phonique : il atténue les bruits venant de l’extérieur (ville, trafic aérien, etc.). Cette réduction serait estimée à environ 50 décibels.
• L’épargne : quand une toiture traditionnelle peut atteindre des températures extrêmes de l’ordre de -20°C à + 80°C, une toiture végétalisée se maintient à 15°C maximum. En été, cela induit une baisse de la température allant de 3 à 7°C, permettant d’effectuer une économie sur la climatisation.
• La durée : un toit vert a une durée de vie deux fois plus longue qu’une simple étanchéité réalisée en bitume, car elle limite les chocs thermiques.
• Le désengorgement : le toit végétal participe au contrôle des eaux de ruissellement, ce qui réduit les débordements et l’engorgement des stations de traitement des eaux lors de violents orages. En effet, un toit végétal absorbe en moyenne 75% des précipitations reçues et n’en laisse passer que 25%.
• L’espace : les toitures vertes offrent des surfaces de vie supplémentaires (jardins suspendus, toits-terrasses).
• L’environnement : les plantes ont la capacité d’absorber le dioxyde de carbone. Elles produisent en outre de l’oxygène, filtrent l’air de ses polluants, etc. Elles retiennent aussi une partie des particules ou poussières volatiles contenues dans l’air.
• La fraîcheur : en été, les toits végétalisés réduisent les îlots de chaleur urbains (les toits classiques emmagasinent en effet beaucoup de chaleur).
• L’économie : la création de toitures vertes génère une nouvelle activité économique.
• La valeur : il s’agit d’une plus-value pour l’immeuble qui en est doté.
• La protection : une toiture verte bien conçue peut contribuer à la protection contre le feu et à la diminution du risque de dégât des eaux.
• L’esthétique : une belle végétation enchante bien plus le regard qu’une finition conventionnelle grise ou noire.

Quels inconvénients ?

• La rétention d’eau : les toits végétaux réduisent fortement la récupération des eaux de pluie.
• La mise en œuvre : celle-ci peut parfois être complexe. Des précautions spéciales sont à prendre suivant l’orientation de la toiture, le lieu (à la mer…), ou encore la proximité des bâtiments voisins (leur nombre pourrait réduire l’ensoleillement et influer sur le développement des végétaux).

Toutes les toitures sont-elles concernées ?

On peut concevoir une toiture verte extensive sur tout type de bâtiment en béton, en acier ou en bois. Le poids de l’installation est de 100 kg/m2 à l’état saturé d’eau, mais avec une végétation moins dense, on peut se limiter à 60, 40 voire même 30 kg/m2.

Le toit doit être plat ou incliné à maximum 35°. Au-delà, il existe en effet des risques de glissement et d’érosion. Il est également recommandé de construire des terrasses avec une pente de 2 % afin de favoriser l’écoulement des eaux et ainsi réduire l’épaisseur de la couche drainante, et donc le poids de l’installation.

Dans tous les cas, il y a lieu de consulter un architecte (qui peut se faire aider par un ingénieur-conseil pour les problèmes de résistance et de stabilité du support) et un spécialiste afin d’évaluer la qualité de l’étanchéité et de vérifier que le bâtiment est capable de supporter le poids du système choisi.

Quels sont les composants d’une toiture végétale ?

1. Le support : il est identique à celui d’une toiture classique, et sera dimensionné pour supporter la surcharge induite par la toiture.
2. Le pare- vapeur : il s’oppose au passage de la vapeur d’eau qui serait nuisible à la toiture.
3. L’isolant : identique à celui d’une toiture plate, il sera de préférence résistant à l’écrasement.
4. La membrane d’étanchéité : le plus grand soin doit être apporté à la réalisation de l’étanchéité. En effet, en cas de fuite, celle-ci n’est pas accessible. Elle se décline en bitume polymère, en matériau synthétique (PVC, EPDM) ou encore en étanchéité liquide. Protégées par la végétation, ces membranes présentent des durées de vie allant de 40 à 70 ans.
5. La protection anti-racine : les membranes bitumeuses ne résistent pas aux racines. Il est donc nécessaire de les jumeler à une protection dite « anti-racine » (en PVC ou polyéthylène) pour éviter la détérioration de l’étanchéité. Signalons que la pose de cette protection est source de polémique. En Allemagne, par exemple, elle est interdite car soupçonnée de favoriser le développement des racines.
6. La couche de drainage : elle protège l’étanchéité des accumulations d’eau résultant des faibles pentes et des défauts de mise en œuvre. Elle est surtout utile aux lieux de superpositions et de jonctions. Réalisée en matériaux granuleux, en tapis filtrant ou en module de plastique léger, elle peut également être utilisée pour l’irrigation du toit. Ce drainage sera impérativement présent sous le substrat.
7. La couche filtrante : cette nappe synthétique en polyester, en laine de verre ou en  polypropylène retient la terre et les végétaux qui risqueraient de venir colmater la couche drainante.
8. Le substrat de croissance : celui-ci permet la fixation des plantes, le stockage de l’eau, de l’air, des éléments minéraux et organiques, et des oligoéléments, tous nécessaires à la survie des plantes. La qualité du substrat est donc très importante. Il est en général composé de compost végétal de feuilles ou d’écorces, mélangé à des agrégats de pierres légères et absorbantes (comme la pierre volcanique, l’argile expansée, la pierre ponce,…). Notons que dans le cas d’une toiture verte intensive, la terre de jardin servira de base au substrat. Elle sera toutefois améliorée d’éléments organiques, minéraux et chimiques.

Comment ça fonctionne ?

Le plus important est de bien drainer les eaux de pluie. Il s’agit de les évacuer, mais pas totalement… En effet, la végétation nécessite un certain taux d’humidité. Dans la pratique, plusieurs couches sont superposées au-dessus de la membrane d’étanchéité de la toiture. Mais si cette dernière affiche de nombreuses années au compteur, il sera alors préférable de la remplacer au premier signe de fatigue. Pour les toits inclinés (à partir de 10 ou 15°), il est recommandé d’ajouter, en plus, une couche d’accroche, qui permettra à la végétation de bien rester en place. Sans cela, le substrat et les plantes risqueraient de glisser le long de la toiture lors des premières fortes pluies. 

Comment se déroule la végétalisation ?

Il existe deux techniques : tout d’abord, le semis à la volée. En général, on sème sur les toitures plates et moyennement pentues (de maximum 10 à 15°). Cela permet d’atteindre une couverture végétale de 80% en une année. Si l’inclinaison du toit est plus forte, le semis à la volée ne fonctionne pas car la pluie fait dévaler les graines vers le bord du toit. Dans ce cas, l’idéal est d’opter pour un tapis pré-cultivé et auto-semé. En moyenne, deux hommes peuvent couvrir 100 m2 par jour. La végétalisation a lieu au printemps ou en automne.

Une végétation ciblée

Une toiture végétale est en général herbacée ou arbustive. Mais les variétés choisies dépendront surtout du vent et des éventuels tourbillons engendrés par les bâtiments voisins, de la réverbération qui assèche les plantes, de l’effet loupe engendré par les fenêtres voisines, de l’orientation de la toiture et des précipitations.

Il est conseillé de privilégier les plantes vivaces et indigènes très résistantes aux températures extrêmes et qui se développent facilement pour couvrir le sol. La végétation sera également plus élaborée dans le cas d’une toiture intensive. Notons qu’un mélange d’espèces ornementales et  sauvages augmentera l’intérêt biologique de la toiture (biotopes pour les papillons, les abeilles et autres insectes sympathiques), sans négliger l’aspect esthétique.

D’une façon générale, quelle que soit l’exposition, on peut planter un mélange de graminées et de sédums qui résistent au gel, au soleil, en ponctuant le tout de quelques vivaces (thyms, lavandes, œillets et santolines). Dans des situations plus ombragées, on mettra l’accent sur les mousses et sédums qui formeront un tapis permanent. Celui-ci pourra être enrichi de vivaces (sanguisorbes, campanules, saponaires,…). Si le site est abrité des couloirs venteux, on pourra alors enraciner des bulbes (iris, muscaris) et même de petits arbres (érable ou conifère nain). Un toit planté change d’aspect, de couleurs, et suit, comme un jardin, le rythme des saisons.

Quel coût ?

Il est très difficile de définir le prix d’une toiture végétale car celui-ci varie en fonction de la surface à réaliser, des travaux éventuels (rénovation/création), du type de toit souhaité, ou encore des végétaux. Globalement, pour une toiture existante à transformer dans des conditions normales – c’est-à-dire une accessibilité aisée au toit, une surface située entre 70 et 100 m2, et un type de toiture végétale « classique » par semis à la volée (épaisseur de 16 cm au total) – il faut prévoir entre 80 et 100 € par m2 pour un toit incliné. Pour un toit plat, le budget tombe à 40 à 80 € par m2. Ce prix comprend le matériel, la main d’œuvre et les calculs préalables de charge. Idéalement, le poids de charge doit se situer entre 50 et 130 kg par m2 si l’on souhaite planter une végétation plus sauvage. En conclusion, ce type de toiture n’est pas forcément plus cher qu’un toit en tuiles, d’autant plus que sa durée de vie est beaucoup plus longue.

Quelles économies grâce aux toitures vertes ?

Une étude canadienne menée par le Centre d’écologie urbaine de Montréal (CEUM) l’a montré : les toits végétaux réduisent fortement les consommations énergétiques. Pour quantifier les gains, les chercheurs ont comparé les performances d’une toiture conventionnelle à celles des toitures vertes. Et leurs conclusions sont pour le moins éloquentes.

Concrètement, le flux de chaleur entrant par la toiture en été est réduit de 99% pour le toit intensif et de 91% pour le toit extensif. Quant aux pertes de chaleur en hiver, elles sont respectivement de 38% et de 27% inférieures à un toit conventionnel. La raison ? Les toitures vertes permettent de réguler naturellement la température et l’humidité d’un bâtiment. Elles augmentent l’inertie thermique des habitations et améliorent donc leur isolation.

Faut-il un permis ?

Pour les toitures vertes extensives ou semi-extensives, le permis n’est pas utile. Par contre, si vous prévoyez de réaliser d’autres travaux (aménagement d’un sentier, d’une terrasse, rehaussement d’un mur…), il est conseillé de contacter le service d’urbanisme de votre commune. Il vous dira pour quels travaux un permis est indispensable. En ce qui concerne les toitures vertes intensives, un permis d’urbanisme est requis dans tous les cas.