Les toits végétalisés

Présenté par: A L I AYA G 1 2

E X P O S É

D U V R D

TOITS VEGETALISES

T O I T

V E G E T A L I S E

C’est quoi le toit végétalisé ?

La végétalisation des toitures ” correspond à la pose sur le toit d’un substrat végétalisé. Le système est déterminé par l’épaisseur du substrat et en conséquence, par la végétation potentielle qui peut y être implantée.

Le toit “biodiversité”, nouveau concept de toiture végétalisée, est ensuite présenté.

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Types des toitures vertes

VEGETATION EXTENSIVE

VEGETATION INTENSIVE

V E G E T A L I S E

Toiture végétalisée Toiture jardin légère Toiture-jardin Il s’agit d’une « amélioration» de la terrassejardin, dans la mesure où les matériaux de culture sont dûment sélectionnés (des substrats spécifiques se substituent à la terre végétale, et la couche de drainage participe généralement aussi à la rétention en eau)

Elle disposera d’une épaisseur de terre supérieure à 20 cm. Préconisée pour les petites et moyennes surfaces, la toiture permet d'accueillir une végétation à fort développement racinaire et aérien de type horticole tel que les graminées, gazons, plantes vivaces ou arbustes

C’est un procédé plus facile à mettre en œuvre car les plantes n’utilisent que peu de terre (6 à 20 centimètres d’épaisseur)

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Types des toitures vertes

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V E G E T A L I S E

COMPOSITION

1 - L'élément porteur : Tout type d'élément (béton, bois, acier) à condition que la surcharge admissible soit adaptée au poids de l'installation végétale. Pour la végétalisation intensive, seul le support béton est autorisé.

2 - Le complexe isolant : Tout type d'isolant peut être admis (verre cellulaire, perlite expansée, polystyrène) à condition que sa résistance à la compression soit compatible avec les surcharges prévues.

3 - Le système d'étanchéité : Membrane conçue pour résister à la pénétration des racines. Il est également possible d'utiliser des matériaux liquides qui vont se solidifier en séchant (asphalte) ou à base de résines de polyuréthane.

4 - La bande de pourtour : Une protection non végétalisée (d'une largeur d'environ 40 cm) doit être prévue. Cette bande, pourvue d'une protection de type gravier ou dalles, permet l'accessibilité aux installations d'évacuation d'eau de pluie et de drainage ainsi qu'aux zones les plus sensibles du système d'étanchéité.

7 - La filtration : Il s'agit d'empêcher les particules fines de substrat de colmater la couche de drainage et d'entraver son bon fonctionnement. Elle est souvent réalisée par des nappes de fibres synthétiques (polypropylène ou polyester non-tissés) imputrescibles.

8 - Le substrat : Les substrats assurent des caractéristiques optimales constantes pour la végétation des toitures : la capacité de rétention en eau, la limitation de l'évaporation, la densité, l'aération, la stabilité structurale (résistance à l'érosion), la capacité d'échange en cations et le pH. 9 - La végétation : Elle est sélectionnée pour répondre aux contraintes de l'installation et de son lieu d'implantation : végétalisation extensive ou intensive, climat, ensoleillement, pente.

5 - La protection : Bordure ou bande métallique séparant la bande de pourtour de la partie végétalisée. 6 - Le drainage : Pour l'évacuation des eaux de gravité vers les dispositifs d'évacuation des eaux pluviales. Il pourra se faire à l'aide de géotextiles de drainage, de plaques en polystyrène alvéolé ou en mousse alvéolée ou encore de granulats meubles.

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V E G E T A L I S E

MODE DE MISE EN OEUVRE

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AVANTAGES ET CONTRAINTES DU TOIT VEGETALISE AVANTAGES •

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Amélioration de l'isolation des habitations autant pour le froid l'hiver que pour le chaud l'été.

Prolongement de la durée de vie de la toiture en servant d'écran contre les rayons ultra-violets, en la protégeant des intempéries et des grands écarts de températures.

Participation au contrôle des eaux de ruissellement, réduisant ainsi les débordements et l'engorgement des stations de traitement des eaux lors de violents orages.

Possibilité d'offrir des espaces de vie supplémentaires.

Accroissement de la diversité animale (insectes, sauterelles, oiseaux, ...). Épuration de l'air en captant les particules et poussières volatiles en suspension.

Amélioration de l'isolation phonique par l'atténuation des bruits venant de l'extérieur (réduction estimé à environ 40 décibels pour une épaisseur de 12 cm).

Augmentation de la production d'oxygène et diminution du taux de CO2 ambiant grâce à la photosynthèse.

Lutte contre le phénomène " d'îlot thermique " urbain qui définit la surchauffe des zones urbaines par rapport à la campagne environnante en raison de l'accroissement des aires dures, pavées et construites

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AVANTAGES ET CONTRAINTES DU TOIT VEGETALISE CONTRAINTES

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La structure du toit doit pouvoir supporter une surcharge importante, l'ajout d'un substrat de culture crée en effet un poids supplémentaire lorsque le sol est saturé d'eau.

• L'orientation de la toiture, la localité de l'implantation (rayonnement solaire, vent, précipitations et pollutions atmosphériques) et la proximité de bâtiments voisins doivent être pris en compte de manière à offrir un lieu de vie optimal pour les végétaux.

• Suivant l'inclinaison du toit, un système d'accrochage peut être nécessaire

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V E G E T A L I S E

ENTRETIEN Type extensif

Il ne nécessite que 2 contrôles annuels : vérification des évacuations pluviales, du bon fonctionnement du drainage, élimination des mauvaises herbes déposées par le vent et éventuellement un arrosage durant les sécheresses.

Type intensif et semi-intensif

Il doit être humidifié régulièrement à l'aide d'un système d'arrosage et entretenu tout au long de l'année, comme un jardin ordinaire.

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RESISTANCE THERMIQUE ET INERTIE DES TOITS VEGETALISES Surchauffe

V E G E T A L I S E

L'impact de la toiture verte sur le risque de surchauffe dans les locaux qu'elle protège directement peut être évalué par un logiciel de simulation thermique dynamique qui prendra en compte l'inertie thermique de la terre. Par contre, l'effet de l'évapotranspiration de la végétation est malheureusement difficilement chiffrable.

Comment calculer la résistance thermique d'une toiture verte ?

Une méthode de calcul de la résistance thermique des différentes couches de la toiture verte peut-être trouvé dans le document : CSTC, 2006, Note d'Information Technique n°229 Les Toitures vertes, CSTC, Bruxelles

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RESISTANCE ACOUSTIQUE Le poids et la structure des différentes couches de la toiture verte, notamment de son substrat, absorbent aussi bien les bruits d'impact (pluie) que les bruits d'ambiance (circulation).

Cet effet fonctionne dans les deux sens : la transmission de bruits de l'extérieur vers l'intérieur est atténuée, tout comme le sera l'éventuelle nuisance sonore provenant de l'intérieur du bâtiment, ce qui peut être intéressant pour le secteur tertiaire.

Selon la loi de masse, en doublant le poids d'une toiture verte (min. 30 kg/m²) on obtient un gain de 6 dB.

Une toiture verte intensive isole donc mieux des bruits aériens qu'une toiture verte extensive.

Dans le cas d'une toiture légère (structure bois ou métal), l'apport d'une toiture verte permet d'améliorer de façon intéressante l'isolation acoustique. Il est cependant à noter que, dans le cas d'une toiture lourde (structure béton), l'apport d'une toiture verte intensive élaborée (> 400kg/m²) ne présente qu'une légère amélioration acoustique. Celle-ci est réellement intéressante dans le cas de construction où le niveau d'isolation acoustique demandé est élevé.

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LES EAUX A STOCKER Le rôle de la toiture verte dans la gestion de l'eau est de stocker temporairement l'eau. Une partie retourne naturellement à l'atmosphère via évaporation et évapotranspiration des plantes réduisant ainsi le volume d'eau de pluie renvoyé éventuellement à l'égout (s'il n'y a pas d'infiltration).

De manière globale, on estime que la toiture verte permet une rétention allant de 50% (toiture verte extensive) à 90% (toiture verte intensive) des eaux de pluie incidentes annuelles.

En cas de pluie d'orage, les toitures vertes permettent également de diminuer le débit d'eau évacué par la toiture, voire de retarder le pic d'évacuation. Cette diminution est également fonction du type de toiture verte et peut aller de presque 50% (facteur de ruissellement de 0,6 à 0,5) pour les toitures extensives à plus de 70% (facteur de ruissellement de 0,3) pour les toitures intensives.

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V E G E T A L I S E

LES EAUX A STOCKER

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LES EAUX A STOCKER LES EAUX A EVACUER

V E G E T A L I S E

Le CSTC a établi une méthode de calcul du débit d'eau à évacuer sur une toiture et du dimensionnement des avaloirs et des trop-pleins dans ses NIT, Débit à évacuer Selon la norme NBN EN 12056-3, le débit d'eau à évacuer d'une toiture est déterminé à l'aide de la formule suivante : Q = r · V · A · C [l/s] Q = le débit en l/min (ou en l/s) à évacuer par les avaloirs r = l'intensité de la pluie en l/min.m² (ou en l/m².s); en Belgique : valeur de 3 l/min.m² ou de 0,05 l/m².s V = un coefficient de sécurité sans unité; dans tous les cas, V = 1.

A = la superficie de la toiture (en m²) qui est raccordée à l'avaloir ; celle-ci se calcule comme suit : s'il s'agit d'une toiture individuelle (non reliée à une façade en élévation), ‘A' équivaut à la projection horizontale du toit si la toiture est raccordée à une façade en élévation, la projection horizontale du toit est augmentée de la moitié de la superficie de la façade

C = un coefficient retardateur ou réducteur, sans unité. Ce coefficient se justifie en principe par le fait que la toiture verte a un effet retardateur sur l'évacuation de l'eau (par rapport à une toiture traditionnelle nue). Etant donné que l'effet retard est fonction de l'épaisseur du substrat et de la nature de la couche drainante, il y a lieu de calculer ce coefficient pour chaque type de toiture. Or, à l'heure actuelle, il n'existe aucune méthode normalisée pour ce faire. Même si l'Allemagne a proposé une méthode d'essai, celle-ci est loin de faire l'unanimité.

Il est donc impossible, dans l'état actuel des choses, de recommander des valeurs C admises par tous. En attendant que la situation se normalise au niveau européen, il est conseillé de dimensionner les avaloirs des toitures vertes de la même manière que pour une toiture nue, soit C = 1.

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LES EAUX A STOCKER Dimensionnement des avaloirs

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Le diamètre des avaloirs peut être déterminé sur la base du graphique, qui indique le débit d'évacuation d'un avaloir à diamètre constant situé dans le plan de la toiture, pour un niveau d'eau supposé de 30 à 50 mm maximum (3).

Les avaloirs doivent être munis de grilles ou de crapaudines. Au cas où le niveau des eaux est différent ou si l'avaloir est un dispositif conique à diamètre rétréci, qu'il traverse un relevé ou que la pente du toit n'est pas dirigée vers l'évacuation, il convient d'utiliser la méthode de calcul de la norme NBN EN 12056-3.

Le graphique s'utilise comme suit : on calcule d'abord le débit à évacuer •puis on porte la valeur obtenue en abscisse, on trace ensuite une verticale partant de ce point jusqu'à l'intersection avec la courbe correspondant au niveau d'eau admis au droit de l'avaloir •le diamètre de l'avaloir est le point d'intersection entre la droite correspondant au niveau d'eau concerné et l'axe des ordonnées.

Il est conseillé de disposer au moins un avaloir par 100 m² de surface de toiture projetée et au moins deux avaloirs pour des superficies plus importantes. Si la toiture est équipée de plusieurs avaloirs, l'intervalle entre ceux-ci doit être limité à une distance de 10 à 20 m, chaque avaloir desservant une surface de 250 m² maximum.

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LES EAUX A STOCKER Pour dimensionner les trop-pleins de section rectangulaire, on utilise la formule suivante (selon NBN EN 12056-3) : L = 24000 Q/h1,5 (mm)

Trop-pleins

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Il est nécessaire de prévoir des trop pleins sur les toitures plates pourvues d'acrotères, afin d'éviter une surcharge permanente du toit en cas d'obstruction du système d'évacuation ou en cas de pluies exceptionnelles et d'empêcher l'eau de s'écouler par débordement à l'intérieur du bâtiment.

Si le dimensionnement des avaloirs s'opère sur la base d'une hauteur d'eau de 30 mm, la génératrice inférieure des trop-pleins sera placée à cette même hauteur. Dans les autres cas, ils seront placés à 50 mm au-dessus des avaloirs.

Selon te type de bâtiment et la fiabilité de ses installations d'évacuation, différentes approches de dimensionnement des trop-pleins peuvent s'envisager, à déterminer par le maître de l'ouvrage :

Dans cas de bâtiments à contenu précieux ( muséum p.ex) ou dans le cas où on n'a pas de certitude en ce qui concerne la fiabilité des installations d'évacuation lors de fortes pluies, on adoptera le principe que L'ensemble des trop-pleins devront pouvoir évacuer à eux seuls une averse d'une intensité de 0,07 l/s.m² (4,2 l/min.m²) op-pleins doit donc être à même d'évacuer un d: pour une toiture de 1000 m², l'ensemble des trébit total de 70 l/s. ( NB Dans certains cas exceptionnels, le maître de l'ouvrage peut même envisager des intensités plus importantes.)

Dans le cas des bâtiments usuels, ayant une installation d'évacuation ne présentant pas d'anomalies de fonctionnement lors de fortes pluies, on peut partir de l'idée que les avaloirs évacueront toujours 0,05 l/s.m² et que les trop-pleins ne doivent prendre en compte que la surintensité, càd 0,07 – 0,05 = 0,02 l/s.m².

Les trop-pleins doivent être répartis compte tenu des surfaces à desservir. La distance entre deux trop-pleins ne dépassera pas les 30 m. Enfin, il est impératif de ménager une zone sans végétation autour du trop-plein.

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LES REFERENCES https://www.futura-sciences.com/maison/actualites/batimenttoit-vegetalise-top-10-avantages-70851/

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https://urbanisme-bati-biodiversite.fr/biodiversite-enville/urbanisme-et-batiment/la-vegetalisation-du-bati-pour-labiodiversite/toitures-vegetalisees-les-differents-systemes https://www.guidebatimentdurable.brussels/fr/objectifs.html?I DC=5038