Toitures plates Partie 2

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1 Toitures plates Partie 2 La toiture verte : les différents types, conception, mise en œuvre et sécurité contre l'incendie Vincent Jadinon Avec le support de la guidance technologique écoconstruction et développement durable de la Région de Bruxelles-Capitale subsidiée par l Institut Bruxellois pour la Recherche et l Innovation (InnovIRIS) Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 1 Contenu de l exposé 1. Introduction 2. Définition et types de toitures vertes a. Gestion de l eau b. Confort thermique c. Confort acoustique 4. Conception et composition de la toiture plate 5. Conception et composition de la toiture verte 6. Sécurité contre l'incendie 7. Quelques détails de raccord 8. Autres aspects traités dans la NIT Evolutions futures Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 2 1

2 1. Introduction Les toitures vertes: un concept pas vraiment nouveau Jardins suspendus de Babylone VIIème siècle avant JC Aujourd hui Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 3 1. Introduction Intérêt du secteur pour ce type de toiture (Comités Techniques, avis techniques, ) Projet de recherche Groupe de travail 2001 NIT 229 Toitures vertes Rapport de recherche Article concernant la gestion de l eau Guidance Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 4 4 2

3 1. Introduction Recherche maquettes de toitures sur le toit d un bâtiment CSTC 9 toitures vertes 7 extensives 2 intensives 2 toitures classiques 1 nue 1 lestée Thermique, acoustique, évacuation/qualité eaux pluviales, Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 5 2. Définition et types Définition Une toiture verte est une toiture plate recouverte de végétation et des couches nécessaires à son développement (drainage, substrat, ) Toiture-jardin végétation intensive élaborée (gazon, fleurs, arbustes, arbres, ) Toiture-jardin légère Toiture verte recouverte de végétation intensive peu élaborée (gazon et certaines plantes décoratives à croissance lente) Toiture végétalisée végétation extensive (mousses, sedums, certaines plantes vivaces) Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 6 3

4 2. Définition et types Types de toitures vertes Végétation intensive Extensive Toiture-jardin Toiture jardin légère Toiture végétalisée Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 7 2. Définition et types Types de toitures vertes Végétation intensive Extensive Toiture-jardin Toiture jardin légère Toiture végétalisée Epaisseur 0.25 m m 0.10 m Poids (saturé) 400 kg/m² kg/m² kg/m² Accessibilité Oui Oui Non* Pente usuelle 2-10 % 2-58 % 2-70 % Entretien Important Moyen Limité Rénovation Bâtiment neuf Souvent impossible A étudier Parfois A étudier Oui Oui * Sauf si aménagement supplémentaire Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 8 4

5 Qualité de vie et biodiversité Longévité accrue de l étanchéité Gestion optimale de l eau Confort thermique et consommation énergétique Confort acoustique Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 9 Sécurité incendie (plus compliquée à évaluer avec la végétation) Limitations liées à la végétation (racines, réparation des fuites) Surcharge (structure portante à vérifier) Obligation d entretien (surtout toitures intensives) Détails de toiture (précautions aux relevés, joints, ) Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 10 5

6 Fraction évacuée (%) 17/01/2014 a. Gestion de l eau Evacuation des eaux pluviales à long terme Evacuation en cas d averse Qualité des eaux pluviales évacuées? Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 11 Evacuation des eaux pluviales à long terme Total Été Automne Hiver Printemps Fraction évacuée printemps hiver 6 à 51 % 86 à 98 % lestée gravier extensives intensives Fraction d eau évacuée pour toutes les toitures vertes, surtout intensives Diminution plus importante au printemps (rétention plus importante, besoin d eau accru des plantes) Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 12 6

7 Fraction évacuée à long terme (-) 17/01/2014 Evacuation des eaux pluviales à long terme Rétention d eau sur un an extensives ± 30 % intensives ± 50 % Epaisseur du substrat (mm) Plus l épaisseur du substrat plus la fraction évacuée Dépend du substrat mais aussi des couches rétentrices d eau utilisées Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 13 Evacuation en cas d averse nue lestée gravier extensives intensives 1 er effet: diminution de la quantité évacuée Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 14 7

8 Evacuation en cas d averse nue extensive substrat 40 mm intensive substrat 200 mm Extensive 40 mm Intensive 200 mm Débit de pointe toiture nue - 48 % + 8 min % + 16 min. 2 ème effet: retardement du pic de débit évacué Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 15 Qualité de l eau évacuée acidité des pluies ( ph) (toiture nue: effet acidifiant) Coloration (jaunissement) de l eau conductivité, matières en suspension, dureté (pas de filtration) taux de matières organiques (DBO, DCO) Produits chimiques oxydables présents (engrais) nombre de bactéries Pollution de l eau nécessitant un traitement adéquat pour une utilisation domestique (toilettes, lessive ), voire pour le déversement dans les eaux de surface, pêche ou baignade Contradictoire de vouloir la réutiliser vu la forte diminution du débit disponible? Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 16 8

9 Qualité de l eau évacuée jaunissement Lestée nue extensives intensives Varie selon la saison (sécheresse +foncé) Également observé pour la toiture nue Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 17 b. Confort thermique Hiver Complément apporté faible pour les toitures extensives (épaisseur substrat réduite +haute contenance en eau) Réduction des pointes de consommation possibles pour les toitures intensives (inertie thermique du substrat) Eté Résistance et inertie accrues en fonction de l épaisseur du substrat Réduction des apports solaires en fonction du type de végétation et de la densité de son feuillage Refroidissement naturel par évapotranspiration (diminution de la température de l air sous la végétation) Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 18 9

10 Campagne de mesures CSTC Température moyenne de la membrane: Effet bénéfique (température de la membrane plus élevée et plus constante) Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 19 Campagne de mesures CSTC Température moyenne de la membrane: Effet bénéfique (forte réduction des températures max. de la membrane et des fluctuations) Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 20 10

11 c. Confort acoustique Masse supplémentaire ajoutée par le complexe végétal Effet positif sur l isolation aux bruits aériens + 5 db + 10 db Possibilité de système masse-ressort-masse Jonctions souples entre structure et végétation (isolation) Impact sur bruits aériens et bruits de choc Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page Conception et composition de la toiture plate Couches nécessaires au développement de la végétation NIT 215 Toiture plate Elément porteur:! Charge permanente de la toiture verte Pente: Eviter la stagnation et les infiltrations 2% (rétention d eau dans les couches supérieures) Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 22 11

12 4. Conception et composition de la toiture plate Pare-vapeur: Oui, éviter l humidification de l isolant (pôle d attraction pour les racines) Isolation: Résistance en compression (charge permanente toiture verte) UBAtc Exigences sur - la stabilité dimensionnelle sous charge et t (DLT) - la résistance à la compression (CS) - la résistance au poinçonnement (PL) Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page Conception et composition de la toiture plate Etanchéité: Difficilement accessible bicouche en adhérence totale ou compartimentée (plutôt qu indépendance ou adhérence partielle) Grande superficie compartimenter l isolant Risque de poinçonnement avant/pendant/après pose de la toiture verte (bêche, ) Interdire l accès? Peu réaliste protections temporaires 1 ère couche d étanchéité (2 ème juste avant toiture verte) Couche de protection mécanique Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 24 12

13 4. Conception et composition de la toiture plate Etanchéité: Soit résistante aux racines (période sèche, recouvrements, relevés, ) toitures intensives ou extensives (sans végétaux déconseillés) Soit recouverte d une protection résistant aux racines (PE 0,4 mm) toitures extensives, simples (peu d obstacles) Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page Conception et composition de la toiture plate Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 26 13

14 5. Conception et composition de la toiture verte Protection mécanique Eviter les dégâts occasionnés par la circulation, le dépôt de matériaux, la mise en place de la toiture verte, l entretien, Drainage et filtration Evacuation de l eau de pluie excédentaire Rétention d eau Réserve d eau pour la survie et la croissance des plantes Enracinement des plantes Substrat Végétation Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page Conception et composition de la toiture verte Protection mécanique de l étanchéité Matériaux possibles: Panneaux de caoutchouc recyclé Géotextile (haute résistance au poinçonnement) Asphalte coulé Plaques de PVC Feuilles polyéthylène / polypropylène Drainage (immédiatement après étanchéité) Idéalement démontable accès à l étanchéité si infiltration Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 28 14

15 5. Conception et composition de la toiture verte Drainage et filtration Matériaux possibles: Panneaux rainurés polystyrène extrudé Matelas composites en matériaux synthétiques Granulats d argile expansée Plaques à excroissances synthétiques Généralement accompagné d une couche filtrante pour éviter le colmatage du drainage par les particules fines (non-tissé synthétique) Rétention d eau Argile expansée entre filtre et drainage, plaques à excroissances Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page Conception et composition de la toiture verte Enracinement des plantes: substrat Fixation des plantes, stockage d air, d eau, d éléments minéraux et organiques et apport de ces éléments aux plantes Assez léger, capacité de rétention d eau et air Végétation intensive: terre de jardin améliorée avec éléments organiques (tourbe, compost,..) éléments minéraux (sable, argile expansée, tuile broyée, ) éléments chimiques (flocons polystyrène, engrais, ) Végétation extensive éléments principalement minéraux (limiter le développement de la végétation et l entretien): pierre de lave, argile expansée, argile, sable, Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 30 15

16 5. Conception et composition de la toiture verte Végétation Résistance au gel, à la sécheresse, à la chaleur, au vent, Système radiculaire pas trop dense ou agressif Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page Quelques détails de raccord Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 32 16

17 6. Quelques détails de raccord Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page Sécurité contre l'incendie Exigences propres aux toitures vertes (depuis 1/12/2012) Modification de l arrêté royal normes de prévention de base En vigueur depuis le 1/12/2012 (art. 8.4 de l annexe 5.1 de l'arrêté royal du modifiant l arrêté royal du fixant les normes de base en matière de prévention contre l incendie) Exigences réglementaires destinées aux toitures vertes Basées sur les principes de la NIT 229 Prescriptions univoques partout en Belgique Plus de refus des SRI Plus de demande de dérogation nécessaire Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 34 17

18 7. Sécurité contre l'incendie Exigences propres aux toitures vertes (depuis 1/12/2012) 1. Propagation interne de l incendie (via l isolation, ) 2. Propagation de l incendie en surface 3. Propagation de l incendie de l extérieur vers l intérieur Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page Sécurité contre l'incendie Exigences propres aux toitures vertes (depuis 1/12/2012) 1. Eviter la propagation interne de l'incendie Exigence sur la couche de substrat 1. Epaisseur 3 cm 2. Si épaisseur 10 cm, le substrat contient max 20% de matière organique Si (1) et (2) pas satisfait: la couche de substrat doit être testée en laboratoire et présenter B ROOF (t1) (norme d essai CEN TS 1187 (2012) "Test methods for external fire exposure to roofs", 15, situation sèche, sans végétation) Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 36 18

19 7. Sécurité contre l'incendie Exigences propres aux toitures vertes (depuis 1/12/2012) 2. Eviter la propagation de l'incendie en surface Compartimenter les zones vertes 1. Compartiment (zones vertes) de max. 40 m 2. Hauteur de la végétation de part et d autre de la limite des compartiments (zones vertes) est inférieure à h v,max. Cela se traduit notamment par une Bande en matériaux incombustibles (A2FL-s2 selon NBN EN "Classement au feu des produits et éléments de construction - Partie 1: Classement à partir des données d'essais de réaction au feu") de largeur déterminée entre deux compartiments (zones vertes): p.ex. dalles en béton, couche de gravier de plus de 3 cm d épaisseur Source: LMP Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page Sécurité contre l'incendie Exigences propres aux toitures vertes (depuis 1/12/2012) 2. Eviter la propagation de l'incendie en surface Compartimenter les zones vertes h v,max = d v 0,4 + h e [m] dv distance horizontale entre le point haut de la végétation à l endroit considéré et l axe de référence du compartimentage Exemple concret Toiture extensive (sedum de 10 cm) de longueur 60 m h v,max = d v 0,4 + h e Bande incombustible de largeur par rapport à l axe de référence d v = 0,1 + 0,4 + 0 Chemin incombustible de largeur de 2 x 0,5 = 1 m h e hauteur du muret de compartimentage éventuel par rapport au sol Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 38 19

20 7. Sécurité contre l'incendie Exigences propres aux toitures vertes (depuis 1/12/2012) 3. Eviter la propagation de l'incendie vers l'intérieur Hauteur de la végétation / bande incombustible à proximité des baies vitrées, lanterneaux, Exemple concret h v,max = d v 0,4 + h e Soit allège de hauteur h e = 0,5 m Soit bande incombustible de largeur d = 0,5 m Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page Autres aspects traités dans la NIT 229 Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 40 20

21 9. Evolutions futures Façade végétalisée Mur extérieur d un bâtiment sur lequel pousse une végétation Principe «Patrick Blanc» (botaniste CNRS France): Cadre métallique, plaque de PVC, géotextile, système d irrigation Nombreuses variantes: treillis, bacs métalliques avec substrats incorporés, panneaux modulables, textiles, Source: LMP Source: Gevelbegroeiing.net Source: IBGE Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page Evolutions futures Façade végétalisée Source: CCB 2011 Plant Design Source: Gevelbegroeiing.net Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 42 21

22 Merci pour votre attention! Vincent Jadinon, CSTC 02/ Toitures plates Partie 2 Ouvrages de raccord (NIT 244) Confédération Construction Bruxelles-Capitale 21/01/ Page 43 22

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