Equiper une toiture végétalisée d'un système de récupération des eaux pluviales pour mieux lutter contre les inondations, les canicules et les sécheresses

La mise en place de systèmes végétalisés autonomes permet de collecter, stocker, irriguer et réguler les eaux pluviales afin de favoriser le confort thermique et la surcharge du réseau d’assainissement.

Aléa(s) climatique(s) concerné(s) :

Type(s) d'action(s) :

France entière
Enjeux d'adaptation

Réutiliser durablement l'eau de pluie

Le système permet de retenir une plus grande quantité d'eaux pluviales et ainsi d'améliorer leur gestion en désengorgeant les réseaux d'assainissement. 

Il permet en outre d'irriguer les végétaux même pendant les périodes de sécheresses, les rendant plus résistants et contribuant à réduire l'effet d'îlot de chaleur urbain, tout en limitant davantage la surchauffe des logements au dernier étage.

Points forts

Un système de récupération des eaux pluviales simple et rafraîchissant

  • Apporte de la biodiversité en ville.
  • Amélioration du confort thermique à l'intérieur comme à l'extérieur des bâtiments.
  • Permet de combiner: végétalisation, gestion d'eau et aménagement toiture, limitant l'emprise foncière.
Toiture terrasse à Luynes, Système SOPRANATURE FRESH - © SOPREMA
Système de toiture Oasis Hydroactive, Toits d'Eau de Paris - © Le Prieuré Végétal i.D.
Description de la solution
Domaine d'application : Bâtiments

Les avantages d'une toiture végétalisée ordinaire...

Les toitures végétalisées ordinaires permettent de lutter contrer la saturation des réseaux d’assainissement grâce à leur rétention d’eau et l’évapotranspiration des plantes, hébergent de la biodiversité, peuvent améliorer le confort thermique dans les logements sous la toiture et contribuent si irriguées à réduire le phénomène d'îlot de chaleur urbain.

Ces bénéfices dépendent principalement de l'épaisseur du substrat, du choix des végétaux et de l'apport en eau. Les toitures semi-intensives (entre 15 et 30 cm de substrat) et intensives (+ de 30 cm de substrat) sont plus efficaces que les toitures extensives (moins de 15 cm de substrat) mais nécessitent plus d'entretien.

... multipliés par un système de récupération des eaux de pluie

La mise en place d’un système de récupération des eaux de pluie en parallèle de la toiture végétalisée apporte plusieurs bénéfices :

  • Le stockage de l’eau de pluie permet de réduire le phénomène de ruissellement et d’éviter la saturation des réseaux d’assainissement. Les solutions de récupération sont généralement accompagnées de système de régulation des eaux stockées, pouvant là aussi éviter la saturation.
  • L’eau stockée est renvoyée vers la végétation, généralement à l’aide d’un système de remontée par capillarité. L’arrosage des plantes est donc autonome et permet de garantir une plus grande résistance des végétaux aux sécheresses et d'augmenter la palette végétale disponible, tout en évitant des surcoûts liés à l’arrosage.
  • Ce système permet un apport en eau plus important et plus régulier aux végétaux favorisant leur taux d'évapotranspiration, même lors d'épisodes caniculaires couplés à des sécheresses. Les toitures équipées contribuent ainsi mieux à lutter contre l'effet d'îlot de chaleur urbain via le phénomène d'évapotranspiration.


Afin de vous assister dans la conception de votre toiture végétalisée et de la mettre en valeur une fois réalisée. L'ADIVET (Association des Toitures & Façades Végétales) a mis en place le GreenRoofScore: un référentiel visant à évaluer les performances des toitures végétalisées. Celui-ci se base sur 4 services écosystémiques : lutte contre l'îlot de chaleur urbain, gestion de l'eau, accueil de la biodiversité et préservation de la santé et du bien-être afin de classer un projet selon son niveau d'exemplarité. Plus d'information et lien vers le référentiel sur le site de l'ADIVET.

Expérimentation de la solution

Retour d'expérience de la Manufacture des Tabacs de Strasbourg

Un projet de rénovation d'une friche industrielle


La SERS (Société d'aménagement et d'équipement de Strasbourg) est une société de droit privé détenue par des actionnaires publics : Ville de Strasbourg, Collectivité Européenne d’Alsace, etc… Sa mission, en tant qu’aménageur, est donc d’accompagner et de mettre en œuvre des projets d’urbanisme et de construction mandatés par les instances politiques locales.
 
En 2015, la SERS a acquis la Manufacture des Tabacs de Strasbourg. Alors à l’état de friche, il a été de décidé de rénover la Manufacture pour en faire un lieu dédié aux sciences, à l’art et à la jeunesse. Les travaux se sont découplés en six projets différents, et ont débuté dès 2018. Ce fut le cas de la partie ouest de la Manufacture, acquise par l’Université de Strasbourg.

L'intégration d'une toiture végétalisée au bâtiment central


Il s’est alors posé la question de l’aménagement de la toiture (plate) du bâtiment central, devant accueillir un collectif d’agriculture biologique ainsi qu’un espace événementiel, et représentant 1200 m². L’espace de la Manufacture étant très minéral et la cour manquant d’espaces verts, il a été émis l’idée de végétaliser la toiture afin de lutter contre l’effet d’îlot de chaleur et de se placer dans une logique de développement durable. La toiture a également été pensée pour devenir un lieu de rencontre et de maraîchage, ainsi 300 m² sont accessibles.
 
Selon la SERS, le choix du type de végétalisation s’est notamment porté sur le semi-intensif et l’intensif pour privilégier un plus grand rafraîchissement, mais également une plus grande biodiversité. 

Pour végétaliser, la SERS a fait le choix de l’entreprise Soprema, également basée à Strasbourg. Sur la plus grande partie de la toiture, la solution semi-intensive Sopranature FRESH a été privilégiée. Celle-ci avait pour avantage d’être composée de végétaux à fort pouvoir évapotranspirant et d’un système de récupération des eaux pluviales intégré. Sur une plus petite partie, c’est la solution Sopranature CULTIVA qui a été choisie afin de permettre du maraîchage pour le collectif agricole occupant le bâtiment.

La mise en œuvre des travaux de renforcement structurel et de végétalisation  


La mise en place d’une toiture végétalisée a demandé une étude structure pour vérifier la faisabilité de la toiture végétalisée. Celle-ci fut réalisée par le bureau d’étude structure de la SERS et a préconisé une restructuration structurelle pour permettre à la toiture de supporter une charge plus lourde.
 
Les travaux sur ce bâtiment ont débuté en 2022 et ne sont pas encore finalisés. Ils ont inclus un renforcement conséquent de la structure à l’aide de plats carbones et de poutrelles IPE. Ce renforcement a permis à Soprema d’installer ses modules FRESH et CULTIVA sur 75% de la toiture (à l’heure actuelle).
 
La végétalisation de la toiture a pris du retard, mais les dernières plantations devraient être réalisées en novembre 2023.

Quel coût et quelles observations pour la toiture végétalisée ?


Selon la SERS, dans le cadre du déploiement de la solution Sopranature FRESH, un accord avait été trouvé avec Soprema pour abaisser le prix de la toiture végétalisée. En effet, la Manufacture des Tabacs servirait également à l’entreprise pour sa recherche scientifique. Il a donc été placé une station météo au milieu de la toiture et des sondes en périphérie du bâtiment pour permettre au CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment), partenaire de Soprema, d’observer l’effet de la végétation sur la température sur les prochaines années.
 
Les coûts ont été partagé entre la SERS et Soprema. La SERS a donc pris en charge le renforcement structurel de la toiture (176 500 €, dont le coût des 300 m² de toitures accessibles) et une part de la végétalisation (en prenant le prix d’une toiture extensive de 5cm de substrat, soit 56 000 €). Soprema s’est chargé du surcoût de la solution Sopranature FRESH ainsi que de l’entretien sur les premières années.
 
La SERS a également déposé un dossier à l’Agence de l’Eau Rhin-Meuse, qui lui a accordé une aide de 14 000 euros pour la mise en place d’une solution de rétention d’eau.
 
La végétalisation du bâtiment central ayant été débuté en 2022, il est encore trop tôt pour mesurer son impact précis dans l'amélioration du confort thermique de la Manufacture. L’installation scientifique sur la toiture permettra néanmoins d’observer les apports de cet aménagement sur la température ambiante.

Co-bénéfices

Co-bénéfices environnementaux :

  • Diversité végétale et optimisation de l'eau
  • Flore : maintien d'une large palette végétale (des sédums aux arbustes)
  • Faune : introduction de biotopes stratifiés constituant des espaces refuges et d'alimentation pour de nombreuses espèces animales

Co-bénéfices autres :

  • Constitution de lieux de rencontre, de détente pour les résidents.es
  • Possibilité d'activités de sensibilisation, de jardinage ou encore de maraîchage autour des aménagements.

Complexité et contexte de mise en oeuvre

Faire appel à un professionnel pour évaluer la faisabilité du projet 

En premier lieu, il faut évaluer la faisabilité du projet de végétalisation. Cette étude doit être effectuée par un professionnel (architectes, bureaux d’études, entreprises).Les fournisseurs de toitures végétalisées proposent généralement de s’occuper de la conception, de la réalisation et de l’entretien en mettant à disposition leurs experts et bureaux d’études.

Selon les fournisseurs choisis, les toitures végétalisées avec récupération des eaux pluviales peuvent s’adapter à différents types de toits : provenant de bâtiments en béton, en acier ou encore en bois. Les toits sur lesquels s’appliquent cette solution sont généralement plats et inaccessibles, mais il est aussi possible de l’intégrer sur des toits en pentes (de 0 à 20% selon les fournisseurs) ou accessibles aux résidents (afin de créer des lieux de rencontre).
 

Attention à l'étanchéité 

Il est conseillé de vérifier l'état de conservation de l'étanchéité de la toiture en elle-même et sa composition au préalable.

Pour plus d'informations à ce sujet, retrouvez notre article sur le site de l'APC.

Les fournisseurs indiquent malgré tout que les systèmes de récupération des eaux de pluie sont équipés de leurs propres systèmes d'étanchéité et que ce système peut même éventuellement permettre d'améliorer la longévité de la membrane d'étanchéité de cette dernière.

S'assurer de la portance du bâtiment

Le toit doit également pouvoir accepter des charges lourdes afin de supporter le système quand il est à sec, mais aussi quand il est plein d’eau. La charge minimale supportée par le toit varie en fonction des fournisseurs. En général, il faut au moins compter 130 kg/m².

Faire les démarches d'urbanisme requises

La réalisation d’une toiture végétalisée doit faire l’objet d’une demande auprès de la direction de l'urbanisme de votre commune quand le bâtiment est existant ou d’une demande de permis de construire pour surélever la structure.
Coûts

Combien coûte une toiture végétalisée avec récupération des eaux pluviales ?

La réalisation d’une toiture végétalisée nécessite des études préalables de faisabilité.

  • Pour une étude structure, le montant est compris entre 1000 et 5000 €
  • La conception du projet par un maître d’œuvre peut également faire l’objet de coûts supplémentaires, en moyenne 1500 €
  • Les coûts d'une toiture végétalisé varient selon les fournisseurs, les matériaux utilisés, la méthode d’installation ou encore l’entretien. Ce prix peut aller de 100 à 500 € du m2 selon le fournisseur et la solution choisie. Le coût varie également en fonction de la taille de la surface concernée. Généralement, plus celle-ci et grande moins le prix au m² sera élevé.
 
A noter : une toiture végétalisée permet des économies de chauffage et de refroidissement des bâtiments. La mise en place d’un système de récupération des eaux de pluie permet aussi d’autonomiser le système d’arrosage, limitant les coûts liés à la consommation d’eau.

Quelles aides financières sont mobilisables ?

Les institutions publiques mettent à disposition des aides à la végétalisation des toitures. Si vous êtes sur le territoire de Paris / Grand Paris, voici une liste non exhaustive des aides mobilisables. 

  • La Région Ile-de-France peut aider au financement de la création de toitures végétalisées semi-intensives (entre 15 et 30 cm) ou intensives (supérieure à 30cm) via le fond Îlots de Fraîcheur Urbain.
 
  • Les agences de l'eau peuvent également subventionner une partie des études de faisabilité et des travaux : les études de faisabilité sont subventionnées à hauteur de 50% ; les travaux sont subventionnées entre 24 et 80 € du m² éligible (selon la nature du projet et son ambition en termes de gestion à la source des eaux pluviales). Pour plus d'informations : Webinaire gestion des eaux pluviales / aides de l’Agence de l'Eau Seine Normandie, Rendez-vous Copro de l'Agence Parisienne du Climat, 2021
  • Des aides peuvent également être obtenues dans le cadre d’un projet de rénovation énergétique de l’immeuble. Pour les projets parisiens, il semble ainsi judicieux d'embarquer des projets de végétalisation avec les projets de rénovation énergétique globale : le programme d'accompagnement EcoRénovons Paris + subventionne la végétalisation avec un bonus pouvant aller jusqu'à 45€/m² végétalisé.
  • Le dispositif CoprOasis, lancé en 2023 par la Ville de Paris, propose une aide à la végétalisation des toitures-terrasses en copropriété. Celui-ci permet de couvrir à hauteur de 5000 € les études préalables d'un projet ainsi que les coûts des travaux si la végétalisation recouvre 70% de la surface libre de la toiture et que l’épaisseur du substrat s’élève au minimum à 10 cm. L’aide aux coûts des travaux est plafonnée à 30 000 € et est plus conséquente en fonction de la taille du substrat et de la localisation du projet. Pour en savoir plus, rendez-vous sur le site de l’APC et sur CoachCopro.
Retours utilisateurs-rices

Cas de la Toiture OASIS de Prieuré Végétal i.D

La toiture OASIS du Prieuré a été implantée sur plusieurs bâtiments en France métropolitaine. Nathalie Delabie, Directrice de la TRIBUverte et Brigitte Bosco, architecte DPLG à Louveciennes nous ont fait part de leur ressenti sur l’installation du système OASIS :
 
Nathalie Delabie, Directrice de la TRIBUverte : « Ce projet de réseau de crèches a été conçu dès le départ dans une démarche d’engagement éco-responsable en partant de l’idée que le bien-être des enfants va de pair avec le bien-être de notre environnement. Dès la délivrance du permis de construire, nous avons été confrontés à la problématique de la récupération des eaux pluviales. Cette solution innovante signée LE PRIEURÉ s’harmonisait parfaitement dans la composition de l’immeuble»
 
Brigitte Bosco, architecte DPLG et ingénieur HQE®, en charge du projet (Cabinet AARC, Louveciennes(78) : « Nous avions des réponses à apporter à des contraintes au niveau du rejet des eaux pluviales à l’environnement pour la commune de Poissy à 5 l/s/ha et d’Achères à 2 l/s/ha. C’est ce qui nous a orientés vers la solution de Toiture Hydroactive Connectée. J’étais personnellement favorable à l’option de toiture terrasse végétalisée avec stockage d’eau en toiture. La conception a été faite en amont et la modélisation a été réalisée en phase exé avec le support de l’entreprise LEPRIEURÉ » 

Site(s) pilote(s)

Contacts

Fournisseurs

Sopranature® FRESH

Une solution de SOPREMA


La solution Sopranature FRESH fait partie de la gamme de modules de végétalisation de toitures Sopranature® développée par SOPREMA. La solution FRESH a comme particularité un choix de végétaux particulièrement évapotranspirants pour abaisser la température extérieure de 4°C. Le système est semi-intensif (> 15 cm de substrat) et est composé de végétation haute (8 plantes/m²) et basse (4 plantes/m²) censées résister aux sécheresses.
 
Le module FRESH s’accompagne obligatoirement d’un système d’irrigation, le plus généralement Aquatex®, qui consiste en une natte stockant l’eau de pluie et permettant de diminuer de 60% la consommation d’eau par rapport à l’arrosage par aspersion selon SOPREMA. A cela peut se rajouter différentes options proposées par le fournisseur comme un système d’irrigation intelligent (Aquasmart®) ou de rétention des eaux (Retentio 2®).
 
Cette solution peut s’adapter à différents types de structures :béton/bois/acier et à une pente allant jusqu’à 20%. Elle a été principalement développée pour les toitures et terrasses inaccessibles.
 
SOPREMA indique que les coûts liés à l’installation de Sopranature Fresh peuvent varier selon la taille de la surface à végétaliser et les options intégrées dans l’offre. Pour une surface de 300m², le prix peut se compter entre les 100 à 130€ du m², auquel il faut ensuite ajouter les options comme l’irrigation.
Il faut également prendre en compte le coût de l’entretien, environ 3 à 4 passages par an, qui peut se chiffrer de 2 à 3 € du m² pour une surface de 2000m².
 
Contact : Site internet du fournisseur

OASIS Toiture Hydroactive

Une solution de l'entreprise Le Prieuré


La solution OASIS Toiture Hydroactive est composée d’un ensemble de bacs modulaires assemblés, posés sur l’étanchéité et recouverts par un système végétalisé (substrat + plantes). Cet ensemble retient l’eau de pluie et irrigue les végétaux (en extensif ou intensif) afin d’amplifier l’évaporation. L’eau stockée est également régulée grâce à un régulateur à micro-débit ajustable (de 1 à 10 L/s/ha).
 
Les bacs de rétention HYDROSTOCK® qui composent la structure sont directement posés sur la membrane d’étanchéité, sont étanches et interconnectés. A l’aide de mèches, l’eau stockée dans les bacs remonte par capillarité vers la végétation (à hauteur de 80%).
 
Le Prieuré indique que l’évapotranspiration est effective toute l’année et qu’elle permet d’atteindre le « 0 rejet ». Le fournisseur mesure également une baisse de -25 °C de la température de surface du toit et de -3 à -5 °C à l’intérieur du bâtiment. Le système OASIS demande une charge admissible minimale de 130 Kg/m², s’adapte à plusieurs types de structures (béton, bois, acier) et à une pente allant jusqu’à 10%.
Pour la conception de la toiture, le Prieuré propose de faire appel à son équipe de maîtrise d’œuvre : LE CRAYON VERT®.
 
Selon Le Prieuré, le coût du dispositif OASIS varie de 90 à 120 €, (100 €/m2). Il faut aussi prendre en compte le coût du contrat d’entretien avec à minima 2 visites annuelles (qqs€/m²).
 
Contact depuis le formulaire du site internet du Prieuré.

Contact opérationnel : Jean-Christophe GRIMARD, Directeur R&D Végétal i.D.

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Ressources complémentaires

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