Toitures végétales: matériaux, plantes et techniques

Il y a de nombreuses raisons environnementales pour réaliser un toit végétalisé. Cependant, il faut savoir qu'un tel toit demande toujours un minimum d'entretien et que très peu de plantes peuvent survivre sans arrosage dans une faible épaisseur de terre sur un toit exposé au soleil et au vent. Même les lichens qui poussent en arctique meurent par sécheresse sur un toit végétalisé non irrigué.

Des restrictions importantes

L'ajout d'un substrat de culture et de végétaux nécessite une structure suffisamment forte du toit, une étanchéité parfaite, une pente relativement faible et un accès facile pour l'entretien durant les premières années.

Structure du toit

L'ajout d'un substrat de culture léger de 6 pouces ( 15 cm) de hauteur crée une surcharge de 30 à 40 lb/pi.ca. lorsque le sol est saturé d'eau. La structure des toits canadiens est généralement conçue pour recevoir une charge de neige uniforme de 40 lbs/pi.ca. De manière générale, les toits plats canadiens existants ne sont donc pas conçus pour supporter les charges combinées de substrat et de neige qui totalisent 70 lbs/pi.ca.

Les toits verts s'adressent donc principalement aux nouveaux immeubles, particulièrement ceux ayant une structure de béton armé comme on en retrouve beaucoup en Europe ou les toits verts sont plus populaires.

Pour les immeubles existants, la stratégie de végétalisation des toits passe plutôt par des toits-terrasses jardins dont les plantations se font dans des bacs et sont localisées à certains endroits de la toiture, près des murs porteurs. Ceci nécessite une étude cas par cas où un professionnel du bâtiment évalue la capacité portante en fonction de la structure existante et de son état.

Ceci est particulièrement important pour les toits résidentiels en bois dont la charpente vieillissante peut avoir des faiblesses ponctuelles. Pente du toit. Après la formation des racines des plantes, le substrat de culture résiste très bien avec des pentes allant jusqu'à 4 sur 12 ( 4 unités verticales pour 12 unités horizontales). Mais de manière générale, les toits végétaux sont surtout conçus pour les toits à pentes faibles de 1 sur 12 ou moins.

Les éléments d'un toit vert végétalisé

Un toit végétal se compose essentiellement de cinq composantes. En partant du support de toit on retrouve:

- une membrane d'étanchéité
- une couche de drainage et de réserve d'eau
- une membrane de filtration
- un substrat de croissance
- une couche végétale

La membrane d'étanchéité

La réalisation d'un toit végétal et son implantation prend quelques années et nécessite des investissements de base importants. Il serait ridicule de faire un toit végétal sur une membrane endommagée ou âgée de plus de 10 ans car les risques d'infiltration d'eau à moyen terme seraient élevés.
Toutes les membranes d'étanchéité synthétiques standard ( Élastomériques, PVC, EPDM, etc.) bi-couches ou monocouches peuvent être utilisées. Les membranes multicouches à l'asphalte sont déconseillées pour des raisons de durabilité.

La couche de drainage et de réserve d'eau.

Une membrane de drainage de polyéthylène gaufré sert à créer un espace de drainage qui dirige l'eau de pluie vers le drain du toit ou vers les gouttières extérieures. Cette membrane de drainage est gaufrée de manière à retenir une réserve d'eau essentielle aux plantes en période de sécheresse. La membrane de filtration (géotextile). La couche de drainage est recouverte d'un filtre géotextile qui retient le sol et laisse l'eau s'égoutter sans remplir la couche de drainage de sol. Ce géotextile non tissé absorbe aussi l'eau qui la traverse offrant un milieu humide pour les racines des plantes.

Le géotextile non tissé offre malheureusement peu de résistance à certaines racines qui pourraient le pénétrer et réduire son efficacité. Il faut donc le couvrir d'un autre géotextile anti-racine fait de polyéthylène tissé dont le rôle est uniquement de bloquer les racines.

Le substrat de croissance

Pendant plusieurs années, les architectes du paysage recommandaient un minimum de 12 pouces de terre sur les toits végétaux afin de maintenir un milieu acceptable pour la croissance des plantes. Malheureusement, la terre devient très lourde lorsqu'elle est saturée d'eau ( environ 100 lbs/pi.cu.) causant parfois des dommages à la structure des immeubles et à l'étanchéité. La terre a aussi tendance à se compacter évacuant l'oxygène nécessaire à la survie des plantes. Les erreurs du passé nous ont appris à ne pas sous-estimer l'importance du substrat qui supporte la vie des plantes.

Le substrat doit être léger et résistant à la compaction tout en retenant l'eau. Sa composition est généralement faite de compost végétal de feuilles ou d'écorces mélangé à des agrégats de pierres légères et absorbante ayant un diamètre de 1/8 à 1/2 pouce ( 3 à 12mm). Comme matériau on utilise la pierre volcanique, l'argile expansé et parfois les débris de briques récupérés de chantiers de démolition, puis concassés, qui permettent de récupérer des déchets voués à l'enfouissement.

Les agrégats représentent un volume variant de 40 à 70% du substrat de culture en fonction de l'épaisseur de substrat , de l'irrigation et du type de culture souhaité.
L'épaisseur totale du substrat peu ainsi être réduite à seulement 4 po ( 10 cm) de hauteur. Cette épaisseur minimale conviendra à quelques plantes très résistantes au gel, mais de manière générale il est recommandé d'utiliser une épaisseur de 15 cm ou plus pour permettre la culture d'une plus grande variété de plantes.

La couche végétale

Techniquement, toutes les plantes peuvent pousser sur les toits mais certaines peuvent nécessiter des soins constants pour les préserver d'un soleil permanent, du gel et des grands vents. De manière générale, on devrait privilégier des plantes vivaces et indigènes très résistantes aux températures extrêmes et qui s'implanteront rapidement pour couvrir les surfaces de sol afin de réduire son assèchement par le soleil et le vent.
Les couvre-sols ont aussi l'avantage de laisser peu de place aux mauvaises herbes et de réduire l'entretien. Les plantes alpines et celles adaptées aux zones 3 conviennent bien à cet usage.

Les plantes à privilégier

Plantes fleuries: Origan lisse (Origanum laevigatum 'Herrenhausen'), la ciboulette, qui offre aussi l'avantage d'être un condiment, un mélange de fleurs des champs pour créer un pré fleuri, le gazon d'Espagne ( Armeria maritima), les iris (Pumila), campanule agglomérée, etc.
Couvre-sols: oeillet couché ( Dianthus deltoides), gypsophile rampante (Gypsophila repens), orpin blanc (Sedum album), Thym serpolet, etc.
Graminés: fétuque bleue ( Festuca glauca), fétuque améthyste ( Festuca amethystina)
Plantes vertes: corbeille d'argent ( Iberis sempervirens ' Schneeflocke'), armoise de Schmidt (Artemisia schmidtiana), centaurée scabieuse (Centaurea scabiosa), etc.

Système d'arrosage automatique

Durant les trois premières années d'implantation des végétaux ceux-ci ont besoins de plus d'arrosage pour créer leurs racines et couvrir le sol. Sans un arrosage systématique les plantes vont sécher et peuvent devenir la cause de propagation d'incendie d'un immeuble à l'autre. Le sol sec et mal consolidé par les racines devient aussi plus léger et plus volatil en présence de grands vents.

Voilà pourquoi un système d'arrosage automatisé est pratiquement essentiel pour de grandes surfaces et particulièrement pour les plantations extensives ayant une faible épaisseur de sol et une faible capacité de rétention d'eau.

L'entretien nécessaire

Au printemps le pollen des peupliers transporte les graines jusque sur les toits. Les racines des peupliers sont très agressives et peuvent venir à bout rapidement des membranes anti-racinaires et des membranes d'étanchéité.
Il est primordial d'aller sur le toit au minimum deux fois par été pour enlever les pousses des peupliers et de l'herbe à poux. L'herbe à poux est interdite sur tous les terrains à Montréal car son pollen est très allergène.