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Longévité prouvée d'une toiture verte au CSTC

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Longévité prouvée d'une toiture verte au CSTC

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En 2003, pour permettre au Centre Scientifique et Technique de la Construction (CSTC) de mener une recherche sur le thème des toitures vertes, il avait fallu construire onze maquettes (dont neuf végétalisées) sur la toiture de l'un des bâtiments de la station expérimentale du Centre, à Limelette. La Note d'Information Technique (NIT) 229 et Les Dossiers du CSTC 2006/3.2 ont été publiés à la suite de cette recherche. Une dizaine d'années plus tard, à l'occasion de la rénovation du bâtiment, ces maquettes (dont on ne s'était plus occupé depuis lors) ont été une dernière fois examinées avant leur démolition. Constat: les toitures vertes' sont restées vertes!

Une distinction à faire tout d'abord, trouvée dans la Note d'Information Technique 229.

Une toiture verte peut être de type extensif, légère et végétalisée à l'aide de plantes qui se répandent naturellement, comme les mousses et lichens, pour couvrir ainsi la surface de la toiture sans avoir besoin de grand-chose pour rester en vie. On parle alors de toiture-jardin légère, à végétation extensive peu élaborée (cf. photo toiture «extensive»).

Une toiture verte peut aussi être de type intensif, lourde et supportant des plantes plus grandes, qui ont besoin d'un substrat plus important pour rester belles, comme dans un vrai jardin. On parle dans ce cas de toiture-jardin lourde, végétalisée à l'aide d'une végétation intensive, ce qui nécessite une infrastructure plus élaborée. (cf. photo toiture «intensive»).

Au moment de démonter les anciennes maquettes végétalisées, les experts du CSTC (Comité Technique «Étanchéité») ont pu constater que les neuf toitures végétalisées et leurs matériaux étaient, de manière générale, restés en bon état, alors qu?on ne les avait plus entretenus depuis une bonne dizaine d'années.

Constatations au moment du démontage

Les sedums des toitures extensives n° 3 et 10 présentaient un très bel aspect (voir première figure ci-après). En revanche, sur la toiture n° 7, intensive, certaines espèces non prévues au départ (arbustes) s'étaient développées avec un réseau de racines assez dense. À certains endroits, ce réseau avait même transpercé plusieurs couches, jusqu?à la membrane d'étanchéité (voir seconde figure). Celle-ci n?avait toutefois pas été perforée, mais cela montre bien qu?une toiture verte, surtout si elle est de type «intensif», mérite un entretien régulier pour empêcher que des espèces parasites, néfastes pour l'étanchéité, ne viennent s'y développer.

Masses surfaciques importantes  avec surcharges occasionnelles

Sur chaque toiture verte, des échantillons ont été prélevés, qui comprenaient et le substrat et la végétation qui le recouvre. Cela a permis de mesurer la masse surfacique de la toiture à différents moments et notamment au moment où elle est gorgée d'eau.

Les surcharges mesurées après saturation en eau s'élèvent à près de 40 kilos par mètre carré pour certaines toitures extensives; ce qui est beaucoup pour certains supports relativement déformables, tels que les tôles profilées en acier ou les panneaux à base de bois. Même déjà saturées en eau, certaines masses peuvent encore s'alourdir si elles doivent en plus subir une averse importante. Il faut en tenir compte! La masse surfacique de certaines toitures extensives a pu ainsi atteindre 125 kilos par mètre carré, alors que la NIT 229 précise qu?on ne devrait pas dépasser 100 kilos au mètre carré pour ce type de toitures.

Un bon conseil: quand vous dimensionnez la toiture, tenez compte de ces éventuelles surcharges et des masses surfaciques importantes qu?elles peuvent entraîner.

Qualité de l’eau évacuée

Pour chacune des onze maquettes de toitures (y compris la 1 qui n?avait que du gravier et la 11, dont l'étanchéité était restée nue) on a, à six dates différentes durant l'été 2014, récolté et analysé l'eau de pluie ayant percolé à travers ladite toiture.

Une coloration de l'eau a pu être observée pour toutes les toitures (voir figure). Celle-ci dépend à la fois du substrat et de la nature des précipitations: l'effet d'une forte averse de courte durée sera différent de celui d'une fine pluie de longue durée. Les toitures n° 2 (extensive) et 6 (intensive) sont celles dont l'eau récoltée affiche la coloration la plus forte et la plus proche de celle constatée en 2003. Cette eau peut être réutilisée en la filtrant avec un filtre à charbon actif et en la traitant, mais il faut bien savoir qu?une toiture verte retient toujours beaucoup d'eau, ce qui va diminuer d'autant la quantité récoltée.

Les pH mesurés indiquent que l'effet neutralisant initialement observé est toujours bien présent pour les toitures vertes, tandis que la toiture nue (n° 11) exerce toujours un effet acidifiant. Les analyses d'eau révèlent que, même dix ans après la pose des toitures, leurs différents substrats ne sont pas épuisés en nutriments. Les paramètres mesurés (matières en solution, matières en suspension, demande chimique en oxygène, teneurs en phosphore et azote) montrent que l'eau de pluie continue à s'enrichir de matières en provenance des toitures vertes et c'est surtout le cas pour les toitures intensives. Ce l'est moins pour les toitures extensives...

Vert, j?espère? et pour longtemps!

Même après dix ans sans entretien, les différents substrats des toitures vertes expérimentales contiennent encore assez de nutriments pour faire vivre la plante. Les analyses effectuées sur les eaux pluviales ayant percolé à travers les toitures vertes montrent aussi que la coloration de l'eau (enrichissement en matières diverses) observée peu après leur mise en œuvre est toujours présente dix ans plus tard. Comme expliqué plus haut, il faut donc toujours épurer correctement cette eau de pluie si on veut la réutiliser. Un filtre au charbon actif constitue le traitement minimum.

Et si vous voulez que votre toiture verte dure longtemps, n?oubliez pas que sa masse surfacique est susceptible d'augmenter fortement à la suite d'une saturation en eau et davantage encore si une averse importante vient s'y ajouter.

Références:

Version librement adaptée d'un article paru dans Les Dossiers du CSTC 2016/3.6 et résumé dans le CSTC-Contact 2016/3. Seul cet article original signé par les ingénieurs E. Noirfalisse, chef du laboratoire «Matériaux d'isolation et d'étanchéité» et par K. Dinne, chef du laboratoire «Microbiologie et santé» au CSTC, peut être cité en référence. La version intégrale, également consultable sur le site du CSTC (www.cstc.be) aborde plus en détails les aspects ici évoqués et en développe d'autres, tels que l'évolution de la végétation et l'analyse des substrats.

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