Guide des systèmes de toitures végétales commerciales - Toitures végétales intensives

Une toiture végétale commerciale contribue à l’étalement de la végétation. Ces espaces verts sont habituellement installés sur des toits plats et peuvent être utilisés comme parcs, jardins, fermes ou centres de recherche. La conception des toitures végétales est complexe : les systèmes de toits verts exigent beaucoup d’entretien, certes, mais procurent également de multiples avantages à votre bâtiment et à votre communauté.

Le présent guide présente une information générale sur ce que vous devez savoir si vous songez à faire installer une toiture végétale commerciale sur le toit de votre entreprise, à savoir les couches, les matériaux et les coûts. Nous détaillerons les exigences structurales d’une toiture végétale, les systèmes d’irrigation et les sols. Finalement, nous vous offrirons une analyse de rentabilité que vous pourrez utiliser comme point de départ afin de décider si une toiture végétale commerciale est un bon investissement pour vous.

Puisque chaque bâtiment est unique, le présent guide est un document d’informations générales et n’est pas conçu pour substituer les devis rédigés par les professionnels tel les architectes, ingénieurs en structure, des maîtres-couvreurs et des architectes paysagistes.

Types de toitures végétales

Vous pouvez choisir parmi trois types de toitures végétales, chacune comportant des avantages et des désavantages.

Système intensif : le système de toiture végétale intensif est utilisé le plus couramment sur les bâtiments commerciaux. Vous pouvez vous y promener, y jardiner et même y aménager des espaces de divertissements. Étant donné que des personnes peuvent y circuler, pour des raisons de sécurité, la toiture végétale doit être installée que sur un toit plat ayant une pente de moins de 2:12. Afin de favoriser la croissance des plantes avec racines profondes, comme des arbres et des arbustes, Le substrat de croissance de ce type de système doit avoir une bonne épaisseur, ce qui signifie l’ajout d’une charge importante que devra supporter la structure du bâtiment : votre ingénieur en structure et votre architecte devront en tenir compte.
Toiture brune : Ce système de toiture intensif est un exemple parfait des avantages qu’une toiture verte commerciale est à même d’offrir à la collectivité. Une toiture brune est en quelque sorte une toiture végétalisée conçue pour soutenir la biodiversité ou pour résoudre un problème d’écosystème particulier. À titre d’exemple, une toiture brune peut être utilisée pour offrir un habitat ou de la nourriture à une espèce animale locale menacée d’extinction. Les toitures brunes utilisent habituellement des substrats locaux ou un sol déjà développé.
Système semi-intensif : le système de toiture végétale semi-intensif est un peu plus mince que le système intensif, entre 15,24 et 25,40 cm (6 et 10 po), permettant d’y planter des buissons et des herbes hautes, mais non de grands arbustes et des arbres. Cependant, les systèmes de toiture végétale semi-intensifs sont plus polyvalents, car il est possible de les installer sur des toits plats ou à pente faible de moins de 4:12. Ce type de système n’est généralement pas conçu pour que l’on y marche de façon régulière.
Système extensif : le système de toiture végétale extensif est le moins profond, moins de 15,24 cm (6 po). Il ne supporte pas de plantes ayant un réseau racinaire profond. On y plante généralement de la mousse ou de l’orpin (sédum). Ce système est plus souvent utilisé sur les toits résidentiels à pente plus prononcées, jusqu’à of up to 12:12.

Couches d’une toiture végétale

Quel que soit le type de toiture végétale que choisit votre entreprise, les couches requises sont les mêmes, de la première à la dernière couche :

Substrat/platelage de métal : qu’il soit en acier ou de contreplaqué, le platelage est la base d’un toit, le substrat sur lequel les différentes couches reposent. Le platelage est supporté par les chevrons et les poutres du toit.
Pare-vapeur : le pare-vapeur empêche la vapeur d’eau de migrer dans le complexe d’étanchéité de l’intérieur du bâtiment, ou vice-versa. Le pare-vapeur protège les autres couches de la toiture des problèmes engendrés par l’humidité et la pourriture.
Isolant : l’isolant est un matériau essentiel pour tout toit plat, certes, mais encore plus quand il est recouvert d’une toiture végétale. Nombre de propriétaires ayant choisi une toiture végétale l’ont fait pour améliorer l’efficacité énergétique, et un isolant de qualité en est la clé. L’isolant de polyisocyanurate est tout indiqué à cette fin.
Membrane imperméabilisante : cette membrane est la dernière couche d’un système de toiture végétale qui fasse aussi partie des autres systèmes de toit plat. Il peut s’agir d’une membrane de bitume modifié, comme l’Armourplast ^MC Classic de IKO.
Écran anti-racine : l’écran anti-racine protège la membrane d’étanchéité des racines des plantes. Beaucoup de plantes sont dotées de racines très agressives qui pourraient endommager le reste des composants du toit si ces derniers n’étaient pas protégés par un écran anti-racine.
Couche drainante : selon le type de substrat, une toiture végétale intensive peut fort bien nécessiter une couche drainante qui permet à l’eau de s’écouler librement sous la toiture végétale advenant de fortes pluies. À défaut de la couche drainante, l’eau pourrait stagner et saturer le substrat et noyer les plantes, ou encore, augmenter la charge sur le toit.
Couche filtrante : selon le type de substrat, une toiture végétale intensive peut fort bien nécessiter une couche filtrante constituée d’un filet à mailles fines qui empêche les petites particules du substrat de migrer vers la membrane d’étanchéité.
Substrat/terreau : le substrat est constitué d’un terreau léger qui supporte les racines des plantes. En général, si elles étaient composées que de terre, les toitures végétales intensives seraient trop lourdes. Par conséquent, un matériau plus léger et même poreux est utilisé pour supporter les racines.
Plantes : les plantes constituent la couche supérieure d’un système de toiture végétale. En ce qui concerne la toiture végétale intensive, n’importe laquelle plante peut être utilisée, à l’exception de plantes à racines très agressives, comme le bambou. Davantage d’informations sur les plantes pouvant être utilisées dans une toiture végétale est mentionné plus loin.

Systèmes d’application pour toitures végétales

Vous devez choisir la façon dont votre toiture végétale sera installée sur votre bâtiment. Les plantes et le substrat qui sont les deux couches supérieures d’une toiture végétale peuvent être installés ensemble ou séparément.

Tapis végétaux : nous avons tous vu des rouleaux de tourbe en voie d’être posés sur une pelouse. La méthode de pose d’un tapis végétal est semblable. Les plantes sont cultivées dans un substrat au sol par l’installateur de la toiture végétale. Lorsqu’elles atteignent assez de maturité, les plantes et le substrat sont taillés en plaques qui sont déposées sur le toit. Certains substrats sont fabriqués à partir de petites céréales et ces substrats peuvent être roulés en forme de tapis.
Plateaux végétaux : Ces substrats sont placés dans des plateaux de plastique puis on y plante les végétaux. Lorsque les plantes arrivent à maturité, les plateaux sont installés directement sur le toit et sont fixés à l’aide d’attaches fournies par les fabricants.

Installation de mottes : le substrat et les plantes d’une toiture végétale peuvent aussi être installés séparément. Après avoir ratissé le substrat sur le toit, on plante les végétaux comme pour un jardin d’arrière-cour. Les plantes autonomes matures ou semi-matures cultivées pour les toitures végétales sont appelées mottes. Si l’on plante de l’orpin (sédum) ou de la mousse, on peut utiliser plutôt des boutures qui sont des plantes coupées en morceaux desquels pousseront des plantes entières.
Toitures végétales naturalisées : parfois, on n’applique que des matériaux de substrat sur une toiture végétale afin que des plantes indigènes la colonisent. Ce qui n’est jamais long. Toutefois, les mauvaises herbes ont tendance à être de la partie. Si vous désirez obtenir des plantes indigènes, il est préférable de les planter à partir de graines au lieu d’attendre le bon vouloir de la nature.

Systèmes d’irrigation pour toitures végétales

Les plantes ont besoin d’eau pour pousser. Le besoin en eau d’un système de toiture végétale intensive supportant beaucoup de végétation est plus grand. Voici différentes options parmi lesquelles choisir pour irriguer votre toiture végétale.

Irrigation par aspersion : l’irrigation par aspersion est la méthode typique d’arrosage que l’on utilise partout sur les gazons. Des têtes d’arroseur aspergent l’eau à intervalles réguliers. Il y a aussi des micro-asperseurs qui distribuent l’eau plus systématiquement avec moins d’évaporation, bien qu’ils soient à la merci du vent qui peut disperser l’aspersion.
Irrigation au goutte-à-goutte : l’irrigation au goutte-à-goutte distribue l’eau lentement et de façon uniforme à plusieurs endroits sur le toit. On peut ainsi cibler les grosses plantes nécessitant davantage d’eau, comme les arbres ou les potagers. Ce système peut être installé de manière à distribuer de l’eau à partir du haut ou de l’intérieur du substrat ou de la couche drainante.
Irrigation à partir de la couche drainante : il est possible d’inonder d’eau la couche drainante ou le substrat de l’intérieur, ce qui réduit l’évaporation au minimum et fait économiser sur la facture d’eau. Toutefois, il est plus difficile de cibler une zone en particulier qui pourrait nécessiter davantage d’eau. De plus, l’eau se rend plus difficilement à la couche supérieure du substrat, là où les plantes en ont le plus besoin.

Il est possible d’aménager les systèmes par aspersion et au goutte-à-goutte de manière à arroser de grandes zones de la toiture. Les détecteurs d’humidité peuvent empêcher le système d’irrigation de se mettre en marche lorsqu’il pleut. Il est possible aussi de programmer les systèmes d’irrigation pour qu’ils démarrent automatiquement sans que l’on ait à les faire démarrer manuellement.

Terreaux pour toitures végétales

Il existe un grand nombre de matières de substrat différentes pour les systèmes de toiture végétale. Plusieurs de ces terreaux sont exclusifs et offerts seulement par certains fabricants. Ceci dit, les substrats sont généralement composés des matières suivantes :

Paillis
Argile
Mousse de tourbe
Pierre Ponce
Perlite
Vermiculite
Terre
Sable

Si vous avez besoin de conseils concernant laquelle matière de croissance choisir, discutez-en avec un professionnel expérimenté en toitures végétales, ou encore, consulter le Standard Guide for Vegetative Roof Systems, publié par la norme ASTM E2777.

Plantes convenant aux toitures végétales

La plupart des systèmes de toiture végétale semi-intensifs ou extensifs utilisent des plantes courtes, comme la mousse ou l’orpin (sédum), bien que les possibilités de choix soient plus nombreuses. Ces systèmes peuvent supporter à peu près toutes les plantes, que ce soient des graminées ou des petits arbres.

Plantes indigènes : on utilise couramment des espèces indigènes pour les toitures végétales, car un grand choix de milliers d’espèces indigènes est offert. À titre d’exemple, le Vancouver Convention Center est recouvert de plus de 400 000 espèces de plantes indigènes et de graminées. Quel est l’avantage d’utiliser les plantes indigènes? Elles offrent un habitat et de la nourriture aux insectes et autre faune, supportant ainsi la biodiversité de la région.
Plantes productives : pratiquement tout ce qui pousse dans un jardin ou sur une ferme de votre région peut être cultivé sur la toiture végétale d’un système intensif, à l’exception des plantes très hautes et des plantes à système racinaire très agressif requérant un substrat de croissance plus profond. Vous devez aussi prendre en considération que peu de matériaux de substrat fournissent les nutriments dont les plantes « gourmandes » comme les grains et les tomates ont besoin. Ces nutriments doivent plutôt être dilués dans de l’eau avant de nourrir les plantes.
Plantes ornementales : Si la fonction de votre toiture végétale est davantage celle d’un parc plutôt que celle d’un potager, vous choisirez des plantes ornementales. Vous pouvez vous renseigner auprès d’un paysagiste local sur les plantes nécessitent un entretien minimal dans votre région.

Exigences structurelles pour les toits végétalisés

Pour soutenir les plantes, le terreau et les autres couches d’un toit végétalisé, il faut avoir une structure solide prévue à cet effet. Toute nouvelle structure devant comporter un toit végétalisé et toute structure devant être rénovée pour accommoder une toiture végétale doivent être conçues pour supporter une lourde charge.

Les systèmes de toiture végétale intensifs ajoutent un poids considérable à un bâtiment, non seulement à cause des couches additionnelles et des matières végétales, mais aussi à cause de l’eau. Le poids exact, s’il dépend du système et des matériaux utilisés, peut être de 50 à 500 livres par pied carré. Il faut aussi prendre en considération le poids du nombre maximal de personnes qui pourront marcher sur le toit.

Les grandes variations en poids d’un système de toiture végétale commerciale impliquent de devoir choisir une toiture et autres matériaux spécifiques avant le début des travaux sur le bâtiment. Si vous rénovez un bâtiment existant, votre architecte et ingénieur de structures peuvent concevoir les modifications dont vous aurez besoin pour que le bâtiment supporte le système de toiture végétale. L’ampleur de ces modifications est en fonction du bâtiment existant et du système que vous désirez utiliser, ce qui pourrait être simple ou très coûteux.

Avantages des toitures végétales sur des bâtiments commerciaux

Les toitures végétales offrent des avantages non seulement à votre propriété et à votre entreprise, mais aussi aux collectivités et aux villes dans leur ensemble. En voici les avantages les plus importants :

Beauté : c’est l’avantage le plus important d’une toiture écologique. Les systèmes de toiture végétale intensifs peuvent supporter un grand nombre de belles plantes et offrent un espace vert que les occupants de ces bâtiments peuvent admirer et cultiver. À titre d’exemple, le NYC Parks Department a investi dans les toits végétalisés afin d’augmenter les espaces verts dans la ville.
Coûts de chauffage et de climatisation : les toitures écologiques fournissent une excellente isolation et contribuent à stabiliser la température du bâtiment. Elles absorbent les rayons ultraviolets et réduisent la chaleur dans le bâtiment. En hiver, les plantes servent à conserver la chaleur du bâtiment et permettent de réduire les coûts de chauffage.
Augmentation de la durée de vie de la membrane : les mêmes propriétés absorbantes des UV qui font des toitures écologiques d’excellents isolants contribuent aussi à protéger les membranes de bitume modifié sur lesquelles elles sont installées. Dans son Green Roof Systems Manual de 2007, la National Roofing Contractors Association (NRCA) a déclaré que les toits végétalisés réduisent l’usure des membranes de toiture causée par les rayons ultraviolets, augmentant ainsi leur durée de vie.

Argument de vente : les occupants et les utilisateurs des bâtiments ont tendance à être attirés par des bâtiments couverts d’une toiture végétale, qu’il s’agisse d’immeubles d’habitation, d’espace de bureaux ou d’entreprises du secteur du divertissement, à cause de leur beauté et de l’espace vert qu’ils offrent, comme le Vancouver Convention Center.
Possibilités de recherche : les universités et autres institutions de recherche peuvent utiliser les systèmes de toiture végétale comme possibilités uniques de recherche, en plus d’attirer les étudiants et chercheurs en sciences de la vie ou en paysagement. Un grand nombre d’universités ont investi dans les toits écologiques, y compris celle du Michigan State.

Gestion des eaux pluviales : la grande quantité de matières végétales sur les systèmes de toiture végétale intensifs absorbe et retient une grande quantité d’eau quand il pleut, contribuant ainsi à la gestion des eaux pluviales des bâtiments et des villes.
Production végétale : pour les entreprises produisant des végétaux, les toitures végétales peuvent représenter une occasion unique, particulièrement en zones urbaines. À Chicago, Uncommon Ground exploite un jardin sur son toit qui sert à fournir des produits maraîchers aux restaurants locaux.
Panneaux solaires : les panneaux solaires sur les toits végétalisés offrent des avantages supplémentaires, car ils contribuent à réduire encore plus les coûts de fonctionnement d’un bâtiment en suppléant à l’utilisation d’électricité, la remplaçant même.
Valeur immobilière : un bâtiment couvert d’un toit végétalisé peut être considéré comme un atout par des acheteurs éventuels, à cause de tous les avantages qu’il offre (voir ci-dessus).
Îlots de chaleur urbains : le bitume utilisé sur les toits radie la chaleur et les routes l’absorbent, contribuant à augmenter la température de la ville de quelques degrés. Les chercheurs ont constaté que les toitures végétales réduisent l’effet d’îlot de chaleur urbain et, par conséquent, augmentent le confort tout en réduisant les coûts de climatisation dans les villes pendant l’été.
Biodiversité : les toits végétalisés peuvent être conçus de manière à offrir un habitat et de la nourriture aux insectes et animaux locaux, favorisant par le fait même la biodiversité de la région.

Désavantages des toitures végétales sur des bâtiments commerciaux

Les toitures végétales offrent beaucoup d’avantages, mais à un coût élevé, comme l’indiquent les désavantages cités ci-après.

Coûts d’installation : les coûts de mise en place d’une toiture végétale sont élevés. En plus des matériaux nécessaires à l’installation d’un toit plat commercial, il faut ajouter toutes les couches servant à supporter la croissance des plantes.
Entretien : il faut entretenir les toitures végétales. Elles doivent être arrosées et les plantes doivent être taillées ou le gazon tondu. Les plantes mortes doivent être remplacées et le système d’irrigation entretenu. Les coûts d’entretien d’une toiture végétale sont au moins les mêmes que les coûts d’entretien d’un gazon ou d’un jardin de même étendue.

Analyse de rentabilisation des toitures végétales

Il est difficile de prédire les coûts précis d’une toiture végétale. Bien sûr, le fabricant doit pouvoir vous donner un coût par pied, mais vous devez aussi prendre en considération les coûts des modifications à la structure du bâtiment qui sont nécessaires pour supporter un tel toit. Puis, il y a les coûts d’entretien annuels qu’il est possible de prévoir avec une certaine précision selon les plantes sélectionnées, avec l’aide d’un paysagiste ou d’un professionnel de toiture écologique.

Vos coûts totaux estimés, vous devez les comparer aux avantages que vous recherchez. Vous pouvez estimer les coûts de chauffage et de climatisation que vous pourriez économiser, ou le rendement des plantes par pied carré du toit. Si votre objectif est d’attirer locataires et clients, vous devrez déterminer si la présence d’un toit végétalisé vous permettra d’augmenter le loyer des locataires ou le prix du billet des clients.

D’autres avantages visant à augmenter votre bénéfice net peuvent être plus difficiles à quantifier, tels ceux d’attirer des chercheurs, d’obtenir l’accréditation LEED, ou encore de se tailler une réputation en tant qu’entreprise axée sur l’environnement. Finalement, ces avantages seront en fonction de la situation spécifique de votre entreprise.

Par où commencer?

Vous avez décidé qu’une toiture végétale est un bon investissement pour vous. Par où et par quoi commencer? Une bonne première étape est de communiquer avec un professionnel d’expérience en systèmes de grandes toitures végétales intensifs. Vous pouvez consulter une liste d’entrepreneurs en utilisant l’outil Contractor Locator de IKO. Vous devrez aussi communiquer avec des architectes, des ingénieurs en structure et des paysagistes qui vous aideront à préparer un plan complet pour votre bâtiment et sa toiture végétale.