Utiliser un substrat issu de l'économie circulaire pour végétaliser les toitures

Lorsque l’on souhaite végétaliser sa toiture, il est nécessaire de choisir un substrat de plantation. Opter pour un substrat issu de l’économie circulaire, comme le substrat Melting Pot© ou celui du projet projet « Faiseurs de Terres » , permet d’améliorer son impact environnemental en valorisant des matériaux urbains recyclés.

Aléa(s) climatique(s) concerné(s) :

Type(s) d'action(s) :


Enjeux d'adaptation
Le substrat d’une toiture végétalisée participe à la rétention des eaux pluviales, réduisant la saturation des réseaux d’assainissement et le ruissellement lors des fortes pluies. De plus, la végétation qu’il supporte améliore le confort d’été, et contribue à la biodiversité urbaine.
Points forts
  • Bonne capacité de rétention d’eau
  • Valorisation de déchets
  • Support à différents types de culture
La ferme Suzanne - © Cultures en ville
La ferme Suzanne - © Cultures en ville
La ferme Suzanne - © Cultures en ville
La ferme Suzanne - © Cultures en ville
Description de la solution

Domaine d'application : toitures végétalisées.

Quel est le rôle d’un substrat pour une toiture végétalisée ?

Le substrat est un support de culture, dont le rôle est de recréer les conditions du sol pour permettre à la végétation de se développer. Pour les toitures, il doit être suffisamment léger pour respecter la charge du toit, tout en assurant les besoins nutritionnels des plantes, leur apport en eau, l’ancrage des racines et l’aération du milieu de culture. Il est généralement séparé du toit par une couche filtrante, une couche drainante et une couche d’étanchéité.




















Pourquoi un substrat issu de l’économe circulaire ?

Les substrats de récupération sont mentionnés dans la synthèse de l'étude sur l'écologie des toitures végétalisées (étude Grooves) pilotée par l’Agence Régionale de Biodiversité et l’Institut Paris Région, qu’elle considère comme « une voie d’avenir pour réduire l’empreinte écologique » des toitures végétalisées. En effet, la multiplication de ces dernières augmente la demande en substrats, posant la question de leur mode de production. 

Et la terre agricole entraîne souvent un décapage de terres fertiles, nuisant à la pérennité des sols, d’où l’intérêt d’opter pour des alternatives lorsque cela est possible. Les substrats de réutilisation et issus du recyclage permettent ainsi de réduire l’utilisation de terre agricole, tout en réduisant la quantité de déchets à enfouir ou à incinérer. Par exemple, le substrat Melting Pot©, actuellement produit à La Rochelle, est composé de coquilles de moules, de marc de café, de briques concassées et de fibres de bois et d’écorce. D’autres pistes consistent à utiliser des terres excavées de chantier.

Quelle épaisseur de substrat choisir ?

De manière générale, une épaisseur plus importante permet d’augmenter les bénéfices écosystémiques des toitures (rétention d’eau, rafraîchissement, biodiversité) mais demande un entretien plus important et imposent une charge plus élevée à la toiture. L’épaisseur du substrat détermine le type de toiture végétalisée : 

  • Les toitures extensives (épaisseur inférieure à 12 cm) nécessitent peu de gestion ou d’irrigation mais offrent une faible capacité de rétention d’eau et limitent le choix des plantes, 
  • Les toitures semi-intensives (entre 12 et 30 cm) nécessitent une irrigation et offrent un choix varié de petites plantes, 
  • Les toitures intensives (épaisseur supérieure à 30 cm) nécessitent une gestion et une irrigation forte et offrent de bonnes capacités de rétention en eau, elles permettent de faire pousser des arbustes.
  • Les toitures intensives, qui hébergent une végétation plus importante, conviennent d’avantage aux substrats riches en matière organique. 

La société allemande de recherche pour le développement du paysage (FLL) recommandent ainsi des teneurs en matière organique comprises entre 6 et 8 % pour les toitures extensives et entre 6 et 12 % pour les intensives. 

Avec un taux de 8,28 %, le substrat Melting Pot© convient aux différents types de toitures, en particulier les semi-intensives et intensives. 

A noter que l’agriculture urbaine requière l’ajout d’une couche de compost, très riche en matière organique. Un apport d’engrais organique bio est lui nécessaire pour le maintien de la toiture dans le temps.

Quelles caractéristiques prendre en compte pour la gestion des eaux pluviales ?

Dans l’optique de la gestion des eaux pluviales, la rétention maximale en eau (RME) est un critère clé dans le choix du substrat. Il s’agit de la capacité propre du substrat à retenir les eaux pluviales. Pour l’obtenir, on compacte un échantillon dans un cylindre saturé en eau, et ressuyé pendant 2 heures. La RME est la différence entre la masse d’origine (à sec) et celle à la fin du test, qui correspond donc à l’eau retenue. Les valeurs varient grossièrement entre 25 % et 50 %. Généralement, les substrats « agricoles », composés de terre, ont une meilleure rétention maximale que les substrats « minéraux ». Toutefois, celle du substrat Melting Pot©, que l’on peut qualifier de minéral, est assez élevée (40 %).

La capacité de rétention en eau d’une toiture dépend également de la profondeur de substrat, du type de végétation ou encore du climat. 

Le Cerema a développé un outil, « FAVEUR », pour l’estimer et ainsi aguiller le choix de substrat. Il permet notamment de calculer le volume d’eau retenu par rapport aux précipitations moyennes annuelles. 

D’après cet outil, une toiture avec 20 cm de substrat Melting Pot© peut retenir 65 % du volume d’eau pluviale, une valeur tout à fait satisfaisante.

Expérimentation de la solution

L'exemple de la ferme urbaine Suzanne

Cultures en Ville, qui commercialise le substrat Melting Pot© en Île-de-France, l’utilise comme couche de fondation de ses aménagements en toitures terrasses végétalisées. C’est notamment le cas à la ferme urbaine Suzanne, dans le XVe arrondissement de Paris, depuis 2020.

Une couche de 13 cm d’épaisseur de Melting Pot© recouvre 1500 m² de toiture. Il sert de support aux bacs remplis de substrat très riche en matière organique (20 cm d’épaisseur), permettant la culture d’arbres fruitiers (pommiers, cognassiers, figuiers) et d’arbustes comestibles (framboisiers, Artemisia arborescens…).

Co-bénéfices

Co-bénéfices environnementaux :

  • Biodiversité
  • Economie circulaire
  • Eco-conception

Co-bénéfices autres :

Complexité et contexte de mise en oeuvre

Choix du substrat 


Le choix du substrat est à effectuer au moment de la conception du projet, en effet ses caractéristiques, en particulier sa masse et sa rétention en eau, seront importantes dans son dimensionnement et dans le choix de la végétation. 

Le substrat peut s’utiliser pour la végétalisation de toitures terrasses et de toitures inclinées inaccessibles de pente inférieures à 20%

Il peut se poser sur tous types de structures porteuses répondant aux DTU de la série 43 (maçonnerie, béton cellulaire, tôles d'acier nervurées, bois massif ou panneaux bois). 

Toiture semi-intensives et intensives


Les toitures semi-intensives et intensives posent des contraintes particulières, notamment en raison de leur plus grande charge.  Il convient de se fier aux règles professionnelles des toitures végétalisées. Par exemple, elles nécessitent une pente inférieure ou égale à 5 %, et les toitures intensives ne peuvent être supportées que par du béton.
Coûts

Prix du substrat

Le substrat coûte 220 € TTC/m3.

Aides pour la végétalisation des toitures

Les toitures végétalisées sont éligibles aux aides de l’AESN. Pour cela, il faut d’abord qu’avant travaux une partie au moins des surfaces présente une imperméabilité avérée avant travaux, et que les eaux de pluies qui ruissellent dessus soient collectées et envoyées vers des réseaux d’assainissements. La seule condition technique pour les toitures végétalisées est que la hauteur du substrat soit d’au moins 8 cm. Il n’y a pas de restrictions sur le choix de la végétation, et les dispositif de bacs est accepté. Le montant des aides dépend :

  • De l’évaluation des coûts de travaux retenus
  • De la somme des surfaces éligibles
  • Du prix plafond, selon la hauteur du substrat (60 €/m² si moins de 25 cm, 100 €/m² si plus de 25 cm)
  • Du taux d’aides en fonction du statut du maître d’ouvrage (80 % pour les collectivités, les bailleurs sociaux et les copropriétés, entre 40 et 60 % pour les autres bailleurs privés et les entreprises).

Le montant des sommes allouées correspond au taux d’aides multiplié par le coût des travaux, sauf si celui-ci est supérieur au prix plafond. Dans ce cas, le taux d’aides sera multiplié par le prix plafond.

Retours utilisateurs-rices

Site(s) pilote(s)

  • Ferme Suzanne
    4 Allée de la Bertelotte, 75015 Paris
    Voir la carte

Contacts

Brice RODRIGUEZ
Atelier du végétal (La Rochelle)
Envoyer un e-mail
Antoine JUVIN
Directeur général chez Cultures en Ville
Envoyer un e-mail

Ressources complémentaires


Exporter la fiche solution en pdf

Solutions similaires