La végétalisation extensive des toitures

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1 La végétalisation extensive des toitures Page 1 sur 20

2 sommaire I. Le contexte normatif...4 II. Le principe de végétalisation extensive...5 A. Le semis...5 B. La plantation La plantation de micro-mottes...6 C. LE PRE-CULTIVE Le précultivé en tapis Le précultivé en caissette...7 III. Décomposition du complexe de végétalisation...8 A. La structure porteuse...8 B. L isolation C. L étanchéité D. La couche de drainage E. La couche filtrante F. COUCHE DE CULTURE : Le substrat de croissance G. La végétation H. Les zones stériles IV. L entretien A. L arrosage B. L entretien à proprement parler V. LE CCTP A. Exemple de CCTP de la société SOPRANATURE [SOPREMA] B. Pour le projet du lycée des eaux claires VI. BIBLIOGRAPHIE Page 2 sur 20

3 PREAMBULE : la végétalisation extensive c est çà Page 3 sur 20

4 I. Le contexte normatif En France, tout ce qui concerne la construction est défini par les normes DTU ou Documents Techniques Unifiés. La toiture végétalisée ne possède pas de DTU spécifique mais peut être abordée à travers les DTU suivants : DTU 43,1 «travaux d étanchéité des toiture-terrasse avec éléments porteurs de maçonnerie», DTU 43.3 «étanchéité de toiture avec élément porteur en tôles d'acier nervurées», DTU 43.4 «étanchéité de toiture avec élément porteur en bois», DTU 43.5 pour les travaux de réfection. Mais ces DTU traitent surtout des toitures végétalisées intensives de type terrasse-jardin. Les toitures végétalisées extensives ne font pas l objet de DTU mais d Avis technique du CSTB ce qui leur confère une «assurabilité». Un Avis technique est attribué procédé par procédé. Pour compléter cette réglementation, la Chambre Syndicale Française de l Etanchéité (CSFE), l ADIVET, le Syndicat National du Profilage des Produits Plats en Acier (SNPPPA) et l Union Nationale des Entrepreneurs du Paysage (UNEP) ont mis au point des Règles professionnelles pour la conception et la réalisation des toitures et terrasses végétalisées extensives. Ces règles professionnelles ont été mises à jour fin 2007 et abordent désormais les toitures végétalisées semiintensives. Ces règles se limitent au cas des toitures de pente inférieure ou égale à 20. Exemples de mise en œuvre sur béton, métal et bois : Page 4 sur 20

5 II. Le principe de végétalisation extensive Figure 1 : composition du complexe sur pente <3 Figure 2 : composition du complexe sur pente de 5 à 20 La végétalisation peut être obtenue de diverses manières : A. Le semis La réussite d'un semis est conditionnée par la période de réalisation et par le soin qui lui sera apporté. Ainsi pour optimiser les chances de réussite, il est indispensable de semer les fragments au début du printemps, ou au mois de septembre. De même, une bonne répartition des fragments sur l'ensemble de la surface est essentielle (la dose de semis recommandée couramment est de 50 à 80 g/m²). Il est important de faire suivre le semis d'un roulage et d'un premier arrosage. Page 5 sur 20

6 Cette solution est à réserver aux plus grandes surfaces (sup. à 1000 m²) en zone Nord France. Elle est économique en coût de fourniture, mais induit une couverture du sol lente (18 à 24 mois souvent), et impose un entretien rigoureux durant toute cette période. Prix : 30 à 35 /m² (source ECOVEGETAL) B. La plantation 1. La plantation de micro-mottes Les micro-mottes sont de petites plantes produites sur des plaques de culture. Leur diamètre est de 3 à 4 cm. Le plus souvent, la densité de plantation est d environ 20 micro-mottes de sedums/ m². (mini 12 à 16 plants /m²). La végétalisation au moyen de micro-mottes de sedums est économique en coût de fourniture, et la technique de plantation est simple puisqu'il suffit de détacher la micro-motte de la plaque alvéolée et de la replanter dans le substrat. Le délai total avant d'obtenir une couverture complète de la toiture est souvent de 6 à 12 mois, voire davantage. Et durant toute cette période un entretien suivi est indispensable. La satisfaction finale étant largement tributaire du soin apporté à l'entretien de la toiture durant la phase d installation de la végétation, l'intervention d'une entreprise paysagiste sur la plupart des projets de ce type est vivement conseillée. Les caractéristiques propre à cette technique doivent par ailleurs inciter à retenir la plantation sur les projets de petite à moyenne ampleur, et/ou dans les projets où il est souhaité une répartition particulière des plantes selon les zones de la toiture (création de «massifs»). Domaines d'utilisations : Toitures terrasses, toitures à très faible pente (< 5 %), Surfaces limitées à grandes, Création de zones avec différents types de végétaux selon les espaces, réalisation de motifs. Prix : 40 à 45 / m² (source ECOVEGETAL) Page 6 sur 20

7 C. La végétation précultivée 1. Le tapis de végétation Avantages : Taux de couverture important dès la pose Période de pose : toute l année hors période de gel. Inconvénient : Limité aux pentes < à 35%. Prix : tapis vegetalid pour 4000 m² : 40 /m² [2010 lycée des eaux claires] 2. Le précultivé en caissette Avantages : rapidité et facilité de pose, Accessibilité à l étanchéité aisée, Période de pose : toute l année hors période de gel. S adaptent à tous types de pentes. Inconvénient : Le coût L utilisation de matière plastique même si celle-ci provient généralement du recyclage. Page 7 sur 20

8 Figure 3 : détail de l'hydropack de VEGETALID - LE PRIEURE Prix : Hydropack pour 500 m² : 60 /m² [2010 lycée des eaux claires] III. Décomposition du complexe de végétalisation A. La structure porteuse On peut concevoir de poser une toiture verte extensive sur tout type de bâtiment en béton, acier ou bois. Le poids de l installation est variable allant de 130kg/m² à l état saturé d eau, mais avec une végétation moins dense on peut descendre à 60, 40 ou 30kg/m². Le toit peut être plat ou incliné. Il est également recommandé de construire des terrasses avec une pente de 3 % afin de favoriser l écoulement des eaux et ainsi réduire l épaisseur de la couche drainante et donc le poids de l installation. Les pentes jusqu à 20% sont prises en compte sans dispositif de retenue particulier dans les règles pro. Au-delà de 20%, les toitures terrasses sortent du cadre réglementaire actuel. Il est alors nécessaire que le CPP du produit mis en œuvre soit approuvée par un bureau de contrôle. Les règles pro allemandes placent la limite de pente requérant un dispositif de retenue à 20 soit 36,4%. Selon l expérience française, la valeur de 35% devrait pouvoir se substituer à 20% sous réserve d utiliser un substrat présentant les caractéristiques appropriées, éliminant les risques de glissement ou d érosion. Quand la toiture est dite en pente, il est nécessaire de contrer la poussée du complexe de végétalisation par un système de retenue. La technologie utilisée dépend de l inclinaison : Page 8 sur 20

9 Figure 4: système de retenue en bas de pente Page 9 sur 20

10 Figure 5: exemple de principe de retenue intermédiaire pour pente moyenne Figure 6 : exemple de système pour forte pente B. L isolation Si la toiture n est pas isolée, il est impératif de l isoler avant d installer les différentes couches qui composent la toiture végétale. Il est recommandé de choisir l option toiture chaude, c est à dire que l isolant se trouve sur le support et sous l étanchéité. (structure portante+parevapeur+isolation+étanchéité). L isolant doit posséder une résistance à la compression adaptée à la charge permanente de la toiture surtout dans le cas des toitures intensives. Pour une végétation extensive on utilisera des matériaux de classe de compressibilité P3 ou P4. C. L étanchéité Les membranes Les membranes les plus souvent rencontrées pour les toitures plates sont les membranes bitumeuses. Il existe aussi des membranes synthétiques le plus souvent en PVC (chlorure de polyvinyle) type SARNAFIL. Les étanchéités synthétiques ont une meilleure résistance aux racines à condition que les recouvrements soient homogènes. l EPDM (exemple Firestone) (caoutchouc synthétique) résiste bien aux racines, présente une élasticité importante et reste souple à des températures très basses, ceci en fait un matériau particulièrement adapté au TTV. la protection anti racines : il faut savoir que les étanchéités bitumineuses n ont pas de résistance aux racines, l utilisation d adjuvants chimiques peut leur conférer cette résistance. La résistance aux racines peut aussi être augmentée si on double la couche ou si on ajoute une protection résistant aux racines comme par exemple, une feuille de polyéthylène de minimum 0,4 mm d épaisseur. La toiture verte présente l inconvénient qu en cas de fuite l étanchéité n est pas accessible, le plus grand soin doit donc être apporté à la réalisation de celle-ci. Il existe aussi un risque de perforation de l étanchéité à cause du développement trop important des racines. Il est également important que la membrane d étanchéité et l isolant soient bien fixés pour résister au vent. Page 10 sur 20

11 D. La couche de drainage Ce que disent les règles pro : La couche de drainage assure l évacuation de l eau en excès et évite l asphyxie des racines. Elle devient facultative pour une pente supérieure à 5 %. Cette limite peut être réduite jusqu à 3 % minimum si le document technique de référence le permet. En simplifiant, on peut retenir que plus la pente est faible et plus l épaisseur de cette couche drainante est importante. L épaisseur est généralement de 5 à 8 cm sur les pentes nulles (pour les dalles béton). Les matériaux admis peuvent être (Perméabilité supérieure ou égale à 0,3 cm/s (180mm/min) : plaques de polystyrène moulées, alvéolées, décrites dans les Avis Techniques des revêtements d étanchéité admis en terrasses jardins ; agrégats minéraux poreux (pouzzolane, argile expansée, roche volcanique expansée, ) ou non poreux ; éléments synthétiques prémoulés pouvant former ou non réserve d eau ; matelas de drainage synthétiques. E. La couche filtrante Figure 7 : Enkadrain : Géocomposite de drainage et filtration Afin que cette couche de drainage ne soit pas obstruée par le substrat, on met un filtre (géotextile non-tissé) qui évite le colmatage de la couche de drainage avec les particules du substrat. Ce filtre retient les particules et laisse passer l eau, il absorbe aussi de l eau afin de créer un environnement humide pour les racines des plantes. Si les racines sont importantes, il faudra ajouter un autre géotextile anti-racines. Les caractéristiques requises pour les couches filtrantes sont les suivantes : perméabilité ; grammage minimal : 100 g/m² ; résistance à la déchirure ; imputrescibilité ; retenue des particules de diamètre > 0,063 mm. F. COUCHE DE CULTURE : Le substrat de croissance Tout emploi de terre végétale telle que décrite dans la norme NF P (DTU 43.1) est exclu Page 11 sur 20

12 Ce que disent les règles pro : Les caractéristiques de substrat sont indiquées dans une fiche technique rédigée par son fournisseur sur la base d analyses réalisées par un laboratoire indépendant. La qualité du substrat est très importante, il faut qu il soit léger, résistant à la compaction et doit aussi retenir l eau. Sa composition est généralement faite de compost végétal de feuilles ou d écorces mélangé à des agrégats de pierres légères et absorbantes (3à12mm) comme la pierre volcanique, l argile expansée, la pierre ponce, Le substrat permet la fixation des plantes, le stockage d eau, d air, d éléments minéraux et organiques, d oligoéléments tous nécessaires à la survie des plantes et assure le transfert de tous ces éléments aux plantes. Pour une toiture verte extensive, afin de limiter le développement de la végétation, il est conseillé de choisir surtout des substrats composés d éléments minéraux. Les caractéristiques du substrat : Capacité de rétention en eau (CME) : un volume d eau important doit être, autant que possible et aussi longtemps que possible, stocké dans le complexe de culture. Autolimitation de l évaporation : l emploi de granulats minéraux de granulométrie élevée permet d obtenir un effet de mulch minéral limitant l évaporation. Densité : en dessous de 1t /m3, le substrat sera sujet à l érosion éolien. PH : neutre à la fabrication. Stabilité des caractéristiques : s agissant de cultures pérennes, l ensemble des caractéristiques physiques du substrat doit être durable. G. La végétation Figure 8 : mise en place du substrat Le plus souvent la végétation sera herbacée ou arbustive, elle doit être choisie en fonction du climat, de l ensoleillement, de la pente du toit. Il est conseillé de privilégier les plantes vivaces et indigènes très résistantes aux températures extrêmes et qui se développent facilement pour couvrir le sol. Les catégories de végétaux (horticoles ou sauvages) admises peuvent être : Plantes succulentes (type sedum), plantes vivaces (type oeillet), plantes bulbeuses (type iris), graminées vivaces (type fétuque), Page 12 sur 20

13 des plantes ligneuses à petit développement peuvent être adjointes selon l effet désiré et le Sedum floriferum Sedum acre Sedum album Sedum kamtschaticum Sedum sexangulare Sedum spurium Sedum hispanicum Sedum spectabile Sedum reflexum programme d entretien accepté par le maître d ouvrage. H. Les zones stériles La zone stérile est un espace aménagé sur la toiture, dont le but est de : faciliter l accès aux relevés d étanchéité et aux évacuations d eaux pluviales, pour l entretien, permettre une hauteur des relevés conforme aux normes DTU les concernant, quelle que soit l épaisseur du complexe de végétalisation en partie courante. Elle n est pas considérée comme une zone accessible, ni comme un chemin de circulation pour assurer l entretien d éventuels équipements. Sa dimension de référence est 40 cm. Page 13 sur 20

14 Le tableau ci-dessous détaille les dispositions des bandes stériles : IV. L entretien A. L arrosage Les besoins en eaux sont variables selon la localisation géographique, configuration du toit et le système de végétalisation de toiture installé. Le tableau est donné à titre indicatif et correspond aux recommandations de la société SOPRANATURE : Page 14 sur 20

15 Arrosage à la mise en œuvre : abondant de sorte à saturer en eau le substrat. A répéter en période estivale ou sèche au minimum les deux premières semaines. En région méditerranéenne, l arrosage automatique par aspersion doit obligatoirement être posé avant la mise en place des végétaux. Au démarrage de la végétation : arrosage quotidien 3 fois par jour à raison de 7 mm d eau à chaque opération pour maintenir une humidité permanente sur les végétaux qui viennent d être plantés. Ces 3 arrosages doivent se faire aux heures les plus fraîches. Généralement la durée est de 3 à 4 semaines. Dans le sud de la France il sera maintenu tout l été de juin à septembre l année de la mise en œuvre et la suivante afin d accélérer l enracinement des végétaux dans le substrat. Arrosage courant : o en méditerranée, en période de canicule et de sécheresse un arrosage de début juin à fin septembre est nécessaire. Une fois par semaine à raison de 14 à 20 mm d eau selon les températures. Il sera fait en 2 fois, 7 à 10 mm à l aube et 7 à 8 mm le soir. o Pour les autres zones, l arrosage dépend essentiellement de la pente. Au-delà de 15%, un système d irrigation est à prévoir. Les systèmes de d irrigation envisageable : - ASPERTION : tuyères, [la fourniture : 5-6 /m²] Avantages : l uniformité de l arrosage Inconvénients : Hauteur du système pas toujours compatible avec le complexe, Evaporation plus importante que les autres systèmes, Risque de ruissèlement dans les fortes pentes. - Gouttes à gouttes enterrées ou en surfaces [la fourniture : 15 /m²]. Le maillage doit être serré (30cm) pour compenser la faible diffusion d eau dans le substrat. Avantages : mise en œuvre rapide, Plus économe en eau que l aspersion, Pression d alimentation basse Inconvénients : maintenance plus importante à cause des risques de colmatage, Peu adapté au substrat minéral des TTV, qui diffuse mal l eau. Page 15 sur 20

16 - Natte hydratante type COVERNET de NETAFIM [la fourniture : 15 /m²] Avantages : rétention d eau complémentaire (5,5l/m²) Irrigation optimale au plus près des racines Inconvénients : le cout Pas adaptable avec tous les systèmes de végétalisation : Exemple hydropack. B. L entretien à proprement parler Figure 9 : mise en œuvre du COVERNET Ce qui dit le guide pro : L entretien des toitures végétalisées est obligatoire et doit être formalisé, au plus tard à la réception de l ouvrage (pour assurer les travaux de confortement), par un contrat unique, entre l entreprise d étanchéité et le maître d ouvrage portant sur l étanchéité et la végétalisation, sur l ensemble de la toiture y compris les zones stériles. NOTE : l entreprise d étanchéité se réserve la possibilité de sous-traiter ou co-traiter les travaux d entretien à une entreprise du paysage. Période de parachèvement Les préconisations générales d entretien sont les suivantes : Page 16 sur 20

17 enlèvement des déchets apportés par le vent sur les surfaces végétalisées et les zones stériles ; remise en place de la couche de culture en cas de déplacement par le vent ou la pluie ; désherbage manuel des végétaux indésirables (adventices) ; en cas de défaut de reprise (partiel ou total), opération complémentaire de semis (graines ou fragments de sedum) ou de plantation (de micromottes ou godets) ou d installation d éléments précultivés ; fertilisation d appoint selon le diagnostic du tenant du système de végétalisation ; nettoyage des dispositifs d'évacuation d eaux pluviales ; arrosage si nécessaire en relation avec les conditions climatiques ; autres travaux spécifiques prescrits par le tenant du système de végétalisation. NOTE : ne font pas partie des travaux en période de parachèvement, les réparations de dégâts non imputables à l entreprise ayant réalisé les travaux de végétalisation. Période de confortement En période de confortement, les préconisations d entretien sont identiques à celles prévues pour la période de parachèvement. L objectif des travaux de confortement est d obtenir au terme de ceux-ci un taux de couverture au moins égal à 80 %. Hors prescription spécifique du tenant du système de végétalisation, la durée de la période de confortement est indiquée. Période d entretien courant Lors de la période d entretien courant, les préconisations d entretien sont identiques à celles de la période de parachèvement. Hors prescription spécifique du tenant du système de végétalisation, la fréquence minimale d entretien est de 2 passages / an, quelque soit le mode d installation de la végétation (semis, plantation, éléments précultivés). V. LE CCTP A. Exemple de CCTP de la société SOPRANATURE [SOPREMA] Terrasse végétalisée de type sopranature toundra par rouleaux précultivés Support : béton sur pente comprise entre 20 et 25 % Protection végétale Prescriptions générales Généralités Le procédé de végétalisation retenu doit faire l objet d un Cahier de Prescriptions de Pose visé par un contrôleur technique, d un Avis Technique (ou DTA) ou d une ATex. Page 17 sur 20

18 Le revêtement d étanchéité doit être résistant à la pénétration des racines pour toute la surface de la terrasse (parties courantes, zones stériles, relevés), comme par exemple le complexe Sopralene FLAM Jardin de SOPREMA. Le maître d œuvre doit prévoir un ou plusieurs points d eau de débit dimensionné à la surface végétalisée, disponible(s) au niveau de la terrasse au moment des travaux et maintenu(s) en état de fonctionnement pendant la durée de vie de l ouvrage. Mise en œuvre La mise en œuvre sera conforme aux Règles Professionnelles pour la conception et la réalisation des terrasses et toitures végétalisées (édition novembre 2007). Entretien L entretien est obligatoire. La proposition comprendra l entretien initial (première année). L entretien courant (à partir de la deuxième année) pourra être assuré sur la base d un contrat annuel passé entre le Maître d Ouvrage et un prestataire habilité. Parties courantes en végétalisation MISE EN PLACE D UNE VEGETALISATION DE TYPE SOPRANATURE TOUNDRA PAR ROULEAUX PRECULTIVES Poids indicatif du complexe SOPRANATURE (à capacité maximale en eau) : 92 kg/m2 Conformément aux Règles Professionnelles, il faut ajouter au poids de ce complexe les charges permanentes des éléments situés sous cette protection, ainsi que les différentes surcharges occasionnelles (climatiques ou d entretien) et une charge forfaitaire de 15kg à laquelle s ajoute une charge supplémentaire de 85kg dans le cas du support bois ou panneaux dérivés sur pentes comprises entre 3% et 7%. Epaisseur moyenne du complexe SOPRANATURE à la mise en œuvre : 8 cm Capacité maximale indicative de rétention d eau : 38 litres / m² Coefficient de ruissellement : 0.5 selon Règles professionnelles allemandes «FLL». Le complexe comprendra SOPRATEX 650, géotextile à base de fibres synthétiques dont une face présente une structure cannelée. Son épaisseur est 1 cm. Il assure à la retenue du substrat, et est déroulé cannelures dessus, dans le sens de la pente. Couche de Culture, constituée de granulats minéraux légers de type SOPRAFLOR X061, de 5 cm d épaisseur minimum. Rouleaux de végétation précultivés sur une armature en fibres naturelles et couverts à 70% minimum par la végétation, type Sopranature TOUNDRA par rouleaux précultivés. La végétation est un tapis végétal ras à dominante de Sedum pour une hauteur moyenne de 2 à 10 cm. Les rouleaux de végétation présentent 3 fonctions : couche filtrante, couche de culture et de végétation. Ils seront déroulés directement sur la couche de culture. Traitement de la périphérie et des EEP : Mise en place obligatoire d une zone stérile de 400 mm de largeur au pourtour des entrées d eau pluviale. Cette zone stérile est également obligatoire en pied des relevés d étanchéité, sauf dans le cas d un système de type Sopranature TOUNDRA. B. Pour le projet du lycée des eaux claires Page 18 sur 20

19 m² pente nulle pente à 3% pente 12% pente 20% pente 25% totaux Externat N , Externat N , Externat N , Externat S , internat garage logements ,94 138, logements , demi-pension , demi-pension , TOTAUX pente >12% 686 m² FOURNITURE ET POSE VEGETAL - L association végétale devra être composée d un mélange de minimum 10 espèces de Sedum à faible développement et avec un pouvoir de colonisation important, MISE EN OEUVRE - Il faut l eau en toiture dès la pose! - Taux couverture minimum à la pose de 70% de la surface - Mode de mise en œuvre : caissette ou rouleau, CHANTIER Intervention hors période de gel Mise en place du végétal correspond à la dernière intervention en toiture Pour les rouleaux, la prudence s impose pour des mises en œuvre d été car les rouleaux sont sujets à une fermentation rapide. EVITER LE PIETINEMENT NORME - La conception devra être conforme aux règles professionnelles (téléchargeable sur le site de l ADIVET) ETANCHEITE - revêtement d étanchéité avec la fonction anti-racines ARROSAGE - Les besoins : les entreprises ne sont pas unanimes sur la nécessité de l arrosage à Grenoble. Ce qui est sûr : les parties plates (<5%) ne nécessitent pas d arrosage. Pour les parties en pente [12% et 25%], il semble plus raisonnable d arroser sur les 3 mois chauds de l année : estimation d un arrosage : 17 l *686 m² = 12 m3. Un arrosage de sauvegarde est à prévoir sur la totalité en cas de canicule. - Choix d un système : Goutte à goutte enterré ou en surface, Aspersion, COVERNET de NETAFIM, - Origine de l eau : récupération de l eau de pluie, forage dans la nappe, ou eau de ville. STRUCTURE Page 19 sur 20

20 - La charge maxi du complexe (hors étanchéité et isolant) : 140 kg/m² - Les parties en pente (25%) devront intégrer un système de retenue : o Retenues intermédiaires dans le cas du substrat en vrac et de la mise en œuvre en tapis, o en bas de pente dans tous les cas. COUCHE DE CULTURE - ne pas utiliser les substrats «monocouche» remplissant les fonctions drainage et culture. - Stabilité structurale : le substrat doit résister au vent à l eau dans les pentes : courbe de granulométrique régulière de la fraction minérale. ENTRETIEN - entretien à prévoir pendant les périodes de parachèvement et de confortement devant assurer un taux de couverture de 80% : o arrosage des plantations, o désherbage manuel et l arrachage des plantes ligneuses ou vivaces spontanées, y compris l enlèvement des déchets végétaux (feuilles d arbres, ) o l enlèvement de déchets végétaux (feuilles d arbres, ) o Des plantations de remplacement, o Une fertilisation, si elle n a pas été incluse dans le substrat, - entretien technique à terme : o En fonction des besoins : un arrosage de sécurité, qui concerne les périodes de sécheresse exceptionnelles pour les parties plates. o Suivi du système d arrosage automatique dans les parties en pente. o 2 fois par an : Désherbage manuel et l arrachage des plantes ligneuses ou vivaces spontanées, y compris l enlèvement des déchets végétaux (feuilles d arbres, ) et autres. VI. BIBLIOGRAPHIE Association pro ADIVET : Végétalisation extensive des terrasses et toitures, Ed. Le Moniteur, F. LASSALLE Référentiel de projet : Site internet : SOPREMA Page 20 sur 20

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