avantages et désavantages d'une toiture verte

Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be

Bruxelles Environnement Formation 2009-2010

Conseiller en écorénovation Les toitures vertes


2

! Images ! Qu’est-ce qu’une toiture verte ? Quels types? ! Avantages et inconvénients ! Conception et composition des toitures vertes ! Ouvrages de raccord et particularités constructives

des toitures vertes ! Exemples

CONTENU


3

1 - Images des toitures vertes

Babylone VIIe avant JC


4

2009



5



6

! Images

! Qu’est-ce qu’une toiture verte? Quels types ?

! Avantages et inconvénients ! Conception et composition des toitures vertes ! Ouvrages de raccord et particularités constructives


CONTENU


7

Toiture verte = toiture plate recouverte de végétation et des couches nécessaires au développement de ces dernières (drainage,…substrat)

3 types:

Toiture-jardin ou jardin

Toiture-jardin « légère »

Toiture végétalisée

végétation intensive élaborée

végétation intensive peu

élaborée

végétation extensive

2 - Qu’est-ce qu’une toiture verte ? Quels types ?


8

Toiture-jardin intensif: • Végétation intensive, choix quasi

illimité de plantes (arbres, arbustes,

plantes basses, gazon,..)

! Systèmes radiculaires agressifs

• Substrat ! 0,25 m

• Bonne accessibilité (privé & public –

récréation…)

• Entretien similaire à celui d’un jardin

traditionnel

• Charge permanente ! 400 kg/m"

• Pente comprise entre 2 et 10 %



9

Toiture-jardin ‘légère’ intensive: • Végétation intensive (plantes basses,

gazon,.. MAIS pas d’arbres ni de grands

arbustes)

• Substrat à partir de 0,10 jusqu’à 0,25

m

• Bonne accessibilité (privé & public –

récréation…)

• Entretien similaire à celui d’un jardin

traditionnel

• Charge permanente : 100–400 kg/m"

• Pente entre 2 et 58 %



10

Toiture végétalisée extensive: • Végétation extensive (mousses,

plantes basses, gazon,.. plantés dans un

substrat spécialement développé à cet

effet)

• Substrat # 0,10 m

• Accès inexistant ou limité

• Entretien: contrôle annuel de

l’évacuation de l’eau et lutte contre les

plantes indésirables

• Charge permanente de 30 à 100

kg/m"

• Pente entre 2 et 70 %



Classification selon l’aspect et l’utilisation



12

! Images ! Qu’est-ce qu’une toiture verte ? Quels types ?

! Avantages et inconvénients des toitures vertes

! Conception et composition des toitures vertes ! Ouvrages de raccord et particularités constructives


CONTENU


13

" Meilleure qualité de vie dans la ville & biodiversité dans le paysage urbain

" Gestion optimale de l’eau " Confort thermique " Confort acoustique " Longévité accrue de l’étanchéité

3 – Avantages des toitures vertes


14

3 – Avantage: qualité de vie (ville & bâtiment)

Santé,procès de rétablissement, tranquillité : p.ex. hôpital


15

Qualité de la vie ! ex. construction

habitations sociales

3 – Avantage: impact sur le cadre de vie


16

3 – La recherche du CSTC


3 - La recherche du CSTC

" Recherche menée de juin 2002 – fin mai 2003 " Objectifs: Vérifier les performances de 9 toitures vertes disponibles

sur le marché belge en ce qui concerne: - la résistance des membranes d’étanchéité aux racines; - le comportement thermique et acoustique; - la performance hydraulique : capacité de rétention à long terme; comportement lors d’averses intenses; - la qualité de l’eau recueillie;

17



" Etude sur onze modèles de 1m x 7m70 (pente 2 %) sur le toit du bâtiment principal de la station expérimentale à Limelette: # 9 toitures vertes, dont :

• 7 extensives avec un substrat de 20 à 80 mm • 2 intensives avec un substrat de 140 à 200 mm

# 2 toitures plates tradtionnelles, dont : • 1 toiture nue à membrane • 1 toiture avec couche de lestage (gravier) d’une

épaisseur de 50 mm

18


19

Toiture n°1 Toiture n°11



20

T2 T3 T4



21

T5 T6 T7



22

T8 T9 T10



23

1. La recherche du CSTC


24

1. La recherche du CSTC


25

Couches drainantes


26

Pluviomètres


" La fraction d’eau évacuée à long terme est le ratio entre :

# le volume d’eau évacué par une toiture

# le volume d’eau évacué par la toiture nue de référence

27

3 –Gestion de l’eau: Fraction d’eau évacuée à long terme


28

Fraction évacuée au printemps

Fraction évacuée en hiver

6 à 51 % 86 à 98 %

3 –Gestion de l’eau: Fraction d’eau évacuée à long terme


29

Conclusions:

" Les toitures vertes rejettent clairement moins d’eau qu’une toiture plate traditionnelle : une bonne partie est retenue;

" L’effet de rétention est surtout prononcé au printemps et moins en hiver;

" Plus l’épaisseur du substrat augmente, plus la fraction d’eau évacuée est faible

- Toitures extensives (réduction ± 30 %, donc 70% est évacué)

- Toitures intensives (réduction ± 50 %)

3 –Gestion de l’eau : Fraction d’eau évacuée à long terme


30

Conclusions: " Une composition adéquate de la toiture a aussi

une influence (ex.: couches rétentrices d’eau), toiture T2

3 –Gestion de l’eau : Fraction d’eau évacuée à long terme


31

Evacuation d’éau de pluie pendant un orage (averse à 14h32)

3 –Gestion de l’eau : Evacuation en cas d’averses


32

Débits d’évacuation lors d’une averse (14h32)



Conclusions: " Les toitures à substrat < 100 mm:

# Débit de pointe est réduit de 30 à 50 %; # Décalage du débit de pointe de 5 à 10

minutes;

" Les toitures à substrat > 100 mm: # Débit de pointe est réduit de 70 %; # Décalage du débit de pointe de 5 à 10

minutes;

33



34

" Limitation de la quantité d’eau pluviale totale déversée dans les égouts (évaporation via les plantes)

" Avantage pour les collecteurs d’eau et les stations d’épuration grâce à la réduction et au retardement de l’évacuation

" Réduction du nombre d’avaloirs ?

" Amélioration de la qualité des eaux pluviales recueillies ?

3 - Avantage: gestion optimale de l’eau


35

" Coefficient de retardement = relation entre le volume évacué et le volume arrosé en 15 min. (24 heures avant l’essai, la toiture est saturée par arrosage (0,03 l/s.m!)).

" Q = débit évacué (l/s) " r = intensité pluviométrique (l/s.m!) " A = surface de la toiture (m!) " C = coefficient de retardement

3 - Gestion de l’eau : Coefficient de retardement


36

" Le coefficient de retardement d’une toiture verte est fonction de sa pente et son épaisseur de substrat, mais aussi de son histoire :

une toiture déjà saturée aura un effet retard plus faible qu’une composition de toiture complètement desséchée;

" Influence non négligeable des matériaux dans la composition de toiture;

" Quid lors de la réaffectation des toitures?

=> La NIT 229 conseille de prendre C=1

3 - Gestion de l’eau : Coefficient de retardement


37

3 - Gestion de l’eau: qualité de l’eau évacuée


38



39



40

" Effet positif sur l’acidité (neutralisation pH)

" Coloration (jaunissement) de l’eau de pluie

" Augmentation de la conductivité des solides suspendus et de la dureté (pas de filtration)

" Pollution organique (DBO et DCO)

" Produits chimiques oxydables présents (engrais)

" Augmentation du nombre de bactéries

=> La pollution nécessite un traitement d’eau adéquat (filtre de charbon actif) pour la réutilisation de l’eau de pluie



41

Profils de température de la membrane d’étanchéité en période estivale :

3 – Avantage: Confort Thermique


42

Profils de température de la membrane d’étanchéité en période hivernale :

Rayonnement infrarouge de la

membrane



43

Hiver Zomer " Complément apporté faible pour les toitures

extensives (épaisseur de substrat réduite + haute contenance en eau)

" Réduction des pointes de consommation pour les toitures intensives (inertie thermique)

!substrat = 2 W/mK R(25 cm de substrat) = 0,13 mK/W - Utoiture " 0,4 W/m!K Rtoiture # 2,5 m!K/W

" Meerwaarde afhankelijk van de substraatdikte (thermische inertie)

" Gunstige invloed van vegetatieafhankelijk van de dichtheid van het gebladerte

" Natuurlijke verkoeling tgv. verdamping (daling luchttemperatuur onder de vegetatie)



44

Fluctuations journalières de la température de la membrane d’étanchéité:

3 – Avantage: Longévité accrue de l’étanchéité


45

" Masse plus grande = meilleure isolation acoustique

" Masse-ressort-masse

3 – Avantage: Isolation acoustique


46

" Sécurité incendie " Surcharge " Impact dégâts et infiltrations " Obligation d’entretien

3 –Inconvénients des toitures vertes


47

!" #"

exigence-superficie de toiture AR 19/12/97 & 04/04/2003 => Broof(t1) ou A1

Mais – couverture toiture verte -comment tester substrat+végétation ?

3 - Inconvénients: sécurité incendie


48

" Compartimentage des zones de végétation par des matériaux inertes inorganiques (dalles en pierre, sable, gravier,…)

Couches de substrat composées de matériaux incombustibles d’épaisseur suffisante (60 mm au minimum)

Extensif Intensif

50-100 cm

> 100 cm

largeur

Solutions

3 - Inconvénients: sécurité incendie


49

Toiture-jardin Toiture-jardin

légère Toiture

végétalisée

Toiture intensive Toiture extensive

Entretien équivalent à celui d’un jardin

Contrôle minimum (avant et après

l’hiver) " ! Sécurité lors de l’entretien

" Avant réalisation de la toiture verte il est conseillé de mettre l’étanchéité sous eau

" Compartimentage de l’étanchéité en zones de max. 100 m!

" Détection des fuites

3 – Inconvénients: entretien et accessibilité de la membrane

Nécessité: concertation et bonne conception – accords entrepreneur d’étanchéité >< jardinier


50

! Images ! Qu’est-ce qu’une toiture verte ? Quels types ? ! Avantages et inconvénients des toitures vertes ! Conception et composition des toitures

vertes ! Ouvrages de raccord et particularités constructives


CONTENU


51

4 – Conception et composition des toitures vertes

Composition complète:

Végétation

Substrat

Filtrage

Drainage & rétention d’eau

Protection mécanique

Etanchéité anti-racine

Isolation toiture (pare-vapeur)

Plancher de toiture


52

- Toiture chaude: MW, EPS, PU, CG, EPB

- Toiture inversée: XPS

(facteur de correction ΔU)

4 – Conception et composition de la toiture plate


53

- Compositions de toiture à déconseiller :



54


Infofiche technique

N°. 26

" Isolation complémentaire via le côté inférieur : # Baisse de la température au niveau de ce pare-vapeur ne

peut pas donner lieu à la condensation => résistance thermique au-dessus du pare-vapeur doit

être plus grande que celle en dessous

Règle empirique: Valeur R (= d/$) 1,5 fois plus grand ou bien même isolation ( $ reste inchangé): épaisseur doit

alors être 1,5 fois plus grand ou bien isolation avec $ plus petit: épaisseur à limiter


55

Contrôle de la structure: => stabilité :

=> Planéité et rigosité (NIT 215)

Pente => éviter toute stagnation d’eau => pente de 2 % minimale

4 –Conception et composition de la toiture plate: élément porteur


56

Choix du pare-vapeur

4 – Conception et composition de la toiture plate: pare-vapeur:


57

" ! Charges ponctuelles et réparties:

4 – –Conception et composition de la toiture plate : isolation thermique :


58

Bitumes polymères (privilégier bi-couche) - Plastomères: APP, PBE - Elastomères: SBS

Etanchéités synthétiques (toujours uni-couche) - Plastomères : PVC, CPE, TPO, … - Elastomères : EPDM - Elastoplastomères : FPO, TPV, ...

Etanchéités liquides - Résines de polyester: VPES - Résines de polyuréthane: VPU - Résines de poly-methyl-methyl-acrylate : PMMA - …

4 – –Conception et composition de la toiture plate : étanchéité:


59

" Privilégier l’adhérence totale " Compartimentage des grandes surfaces " Risque de poinçonnement avant, pendant et après les

travaux " Présence et développement des racines

4 – Conception et composition de la toiture plate : étanchéité:


60

4 –Conception et composition de la toiture plate : étancheité:


61

Avant: anti-racine – le test au lupin Récemment: résistant à la perforation des racines – NBN EN13948 – 2 ans sous serre (cf. FLL 4 ans à l’extérieur)

4 –Conception et composition de la toiture plate : résistance aux racines de l’étanchéité :

TESTER LA RESISTANCE AUX RACINES

DIN 4062 (1978) FLL Lupinus albus Alnus incana

Populus tremula 6 semaines Agropyron repens

Liège 4 ans

NBN EN 13948 (2007) Pyracantha coccinea

2 ans CSTC

CEN TC 254


62

Méthode d’essai selon NBN EN 13948 " Durée: 2 ans " Plante: Pyracantha coccinea ‘Orange Charmer’ " Conditions :

# Températures diurne 18°C et nocturne 16°C # Température max. 35°C # Ventilation lorsque la température > 22°C

Développement sous serres climatisées



63

" Récipients d’essai: # Nombre: 6 bacs d’essai et 2 de

référence (sans feuille d’étanchéité)

# Dimensions: 800x800x250 mm # 4 plantes par bac

4 – Conception et composition de la toiture plate : résistance aux racines de l’étanchéité :


64



65

4 – Conception et composition de la toiture plate : résistance aux racines de l’étanchéité :


66


EXTENSIF INTENSIF

ATG traditionnel + PE 0,4 mm

NBN EN 13948 pas nécessaire Toujours

avec ATG pour les toitures

vertes: NBN EN 13948 nécessaire

ATG pour les toitures vertes

NBN EN 13948

nécessaire

Toitures végétalisées: attention aux plantes

parasite:


67

4 –Conception et composition de la toiture plate : étanchéité : question d’attention mise en place conformément à l’ATG


68

Quand ? protection - lors des travaux encore à réaliser - lors de la mise en place du système de végétalisation - contre les outils pendant l’entretien • TOUJOURS à prévoir pour les toitures vertes intensives • Conseillé pour les toitures extensives • Aussi pour les relevés (matériaux plus légers, ex. géotextile)

• Matériaux: Panneaux en caoutchouc recyclé Géotextile & plaques de PVC, PE ou PP Béton maigre Plaques en fibres-ciment Asphalte coulé (attention au poinçonnement de l’ étanchéité - démontage & réutilisation)

4 – Conception et composition des toitures vertes : couches de protection


69

Quoi ? • évacuation de l’eau • éviter le colmatage

Choix des matériaux: • Panneaux en mousse synthétique • Panneaux en plaques XPS rainurés • Granulats d’argile expansée • Plaques à excroissances en matériau synthétique

Filtre: polyester non tissé (100g/m")

4 – Conception et composition des toitures vertes : drainage et filtration


70

Quoi – quand ? procurer une réserve d’eau pour la végétation (toitures vertes intensives)

Matériaux: granulats d’argile expansée matériaux en panneau (évt. combinaison drainage) substrat rétenteur d’eau

4 –Conception et composition des toitures vertes : couche de rétention d’eau


71

Substrat: - fort dépendant du choix de la végétation - épaisseur (intensif >< extensif) - masse volumique de 700 à 1400 kg/m$ - mode de mise en place - compositions spéciales (pH, teneur en air,….)

4 –Conception et composition des toitures vertes : substrat


72

Végétation / plantation: - résistant à la sécheresse (toitures vertes extens.) - appropriation / système radiculaire agressif => liste plantes interdites - différent: extensif >< intensif - résistance au vent (ancrages, résistant à l’érosion,…) - plan de plantation-d’entretien

4 –Conception et composition des toitures vertes : végétation


73

Liste des plantes interdites:

4 – –Conception et composition des toitures vertes : végétation


74

Liste des plantes interdites (suite):

4 – –Conception et composition des toitures vertes : végétation


75

4 – Conception et composition des toitures vertes : végétation


76

! Images ! Qu’est-ce qu’une toiture verte ? Quels types ? ! Avantages et inconvénients ! Conception et composition des toitures vertes

! Ouvrages de raccord et particularités constructives des toitures vertes

! Exemples

INHOUD


77

Avaloirs doivent demeurer accessibles + dispositifs anti-bourrage ;

5 – Raccords et particularités constructives des toitures vertes


78

" Points d’attention: Il est conseillé de prévoir systématiquement le long t d'éléments des zones (min. 30cm) sans végétation

(zones de gravier, dalles,…): • accessibles aux inspections ; • entretien toiture verte, bâtiment (vitrage); • compartimentage des zones de plantation; • Limitation propagation du feu; • Endommagement ou déplacement de la

plantation; # Relevé de 15 cm à partir de la partie supérieure

de la toiture au niveau du relevé (zones de gravier, étanchéité ou toiture verte,…).



79



80

! Images ! Qu’est-ce qu’une toiture verte ? Quels types ? ! Avantages et inconvénients ! Conception et composition des toitures vertes ! Ouvrages de raccord et particularités constructives


CONTENU


81

Toiture extensive, étapes consécutives:

6 – Exemples


82

Toiture extensive, étapes consécutives :

6 – Exemples


83

Extensive : sedums fleurs herbes

6 – Exemples


84

Extensive : sedums fleurs herbes

6 – Exemples


85

Extensive: prairie de fleurs

6 – Exemples


86

Extensive: sur bâtiment

industriel

6 – Exemples


87

6 – Exemples


88

Toiture-jardin légère

6 – Exemples


89

Toiture-jardin légère

6 – Exemples


90

Intensive

6 – Exemples


91

Intensive

6 – Exemples


92

Toiture en

pente: tapis de

sedum

6 – Exemples


93

6 – Exemples

avantages et désavantages d'une toiture verte

Business

Transcript of avantages et désavantages d'une toiture verte