Le drainage point sensible dans la conception d’une toiture végétalisée

Vous imaginez le cauchemar ? Des jours entiers à voir tomber la pluie. Ou bien la neige. Et la toiture végétalisée que vous aviez conçue comme un petit jardin d’Eden sur le toit … La voici qui absorbe toute cette eau et qui se transforme soudain en un géant qui gonfle, à force de tout boire. Jusqu’au moment où… crac, la structure cède et l’immeuble s’écroule sous le poids.  

Rassurez-vous, c’est un cauchemar courant chez un maître d’ouvrage ou un architecte. D’autant plus courant que ce scénario n’existe pas que dans les mauvais rêves. Ce genre de choses, on l’a déjà vu.  
 
Le “toit vert” avait été mal conçu, un peu trop pensé pour sa seule valeur esthétique, pas assez pour l’écosystème auquel il allait participer. Résultat : la gestion des eaux de pluie y avait été un peu négligée. Or un toit végétal n’empêche pas les fortes pluies.  

A la fin de cet article, vous ne ferez plus ce cauchemar. Oui, la seule lecture des lignes qui suivent va vous en débarrasser.  

Le paradoxe de la gestion de l’eau d’une toiture végétalisée

Lorsqu’on imagine une maison, un bâtiment, on se projette en général dans sa tête le film par beau temps. Et quand on passe à l’étape des calculs et des réalités concrètes, c’est alors que l’on songe à la pluie parmi les autres contraintes. On parle alors étanchéité toiture, descente d’eaux pluviales, membrane d’étanchéité, connexion aux réseaux d’assainissement, etc.  

Le paradoxe avec la toiture végétalisée vient des raisons pour lesquelles on pense à l’insérer dans son projet.

Entre autres, il y a celle de son rôle de rétention des eaux pluviales. Plus on a d’immeubles coiffés d’une toiture végétale dans un quartier, mieux on lutte contre les inondations et plus on améliore la gestion des eaux pluviales du quartier en question.  

Mais en même temps, si on laisse l’eau se déverser sur les toits et stocker n’importe comment, sans gérer sa rétention, l’écoulement progressif et apporter un drainage judicieux, on risque le cauchemar évoqué ci-dessus.  
 

Résolution du paradoxe

En fait, ce paradoxe se résout aisément. Le principal effet de rétention de l’eau de pluie apporté par ce type de toiture, à la différence d’un toit en tuiles, par exemple, vient du travail des végétaux. 
 
Quand il pleut, ils contribuent à renvoyer l’humidité dans l’atmosphère, immédiatement pour une part, et avec un léger effet retard pour le reste.  
C’est ce que l’on appelle l’évapotranspiration (lisez cet article consacré à l’évapo-transpiration ) 

C’est donc d’abord cet effet-là que l’on recherche pour lutter contre les inondations. Plus il y a de végétaux, plus il y a de surface au contact de l’eau de pluie et plus cette surface renvoie l’eau par évaporation immédiate et par évapo-transpiration.  

Dès lors le ruissellement est limité et le toit végétalisé joue alors un des rôles préférés.  

Son rôle écologique est de retenir l’eau…entre autres

Il n’en reste pas moins vrai que ce rôle peut être variable. Il dépend vraiment de la conception du toit. Les nombreuses études réalisées sur le sujet (Dunett et Kingsburry en 2011, Köhler en 2003, …) montrent que l’on peut absorber entre 40% et 90% de l’eau de pluie. Tout dépend du substrat, de la végétation et de la pente du toit.  

Oui. Certaines plantes seront plus efficaces que d’autres pour retenir l’eau. Les plantes grasses, par exemple (voir cette vidéo sur les plantes succulentes), tel le sedum, sont des plantes de choix. 
 
L’effet retard d’écoulement peut aller de 45 minutes à 4 heures, là encore selon la conception : l’eau s’écoule en effet une fois que le substrat est saturé. Jusqu’à 4 heures !  Alors que l’eau ruisselle immédiatement sur une toiture classique.  
 
Ce n’est pas tout. Une toiture végétalisée joue un rôle sur la qualité des eaux qui s’écoulent. Le substrat filtre les polluants et augmente le pH, ce qui lutte contre les effets des pluies acides. Même en milieu urbain. On comprend mieux pourquoi un toiture terrasse végétalisée est une toiture écologique qui a toute sa place dans un projet à haute qualité environnementale. 

Maîtrise du poids d’une part

On comprend mieux le rôle que doit jouer la toiture verte en cas de fortes pluies.  
Elle doit donc :  

  1. Proposer une surface végétale maximale à l’eau pour la renvoyer vers le ciel 
  1. En laisser absorber une bonne part par les plantes (via le système racinaire notamment) 
  1. Permettre au substrat d’atteindre une rétention maximale afin de jouer son rôle dépolluant et de retardateur 
  1. Et enfin laisser s’écouler l’eau sans qu’elle emporte avec elle ce qui fait la substance même du complexe végétalisé : les éléments vivants de la couverture végétale.

Le rôle de la couche drainante.

C’est alors que la couche drainante joue un rôle-clé dans ce complexe.  

On le voit sur ce graphique : la couche drainante est souvent indispensable. Elle reproduit en quelque sorte ce qui se passe dans un contenant de type “jardinière”.  
 
Cette couche est composée de cailloux, de gravier et de billes d’argile en général. Son rôle est d’empêcher la formation d’eaux stagnantes sur le toit.  

Ce type de drainage est un alors un drainage minéral (comme sur l’illustration ci-contre). L’idéal est de le réaliser avec de la POUZZOLANE (voir ici le drain ECOLIT en page 11). Pour séparer le drain du substrat on met un filtre géotextile fin (de type STEX voir également page 11 du même document). Il s’agit d’éviter la migration de la partie fine du substrat, celle qui contient de quoi garantir la vie de la végétation, d’être emportée avec l’eau. Il s’agit tout autant de permettre à l’eau de s’écouler. 

Sur une toiture plate le drain est obligatoire pour éviter la présence de flaques d’eau et éviter l’asphyxie racinaire. Le drain pouzzolane retient généralement plus d’eau.

Rien ne serait pire en effet que l’apparition d’eaux stagnantes. Si l’on peut très bien imaginer qu’un toit végétal comprenne une mare, ce type de réserve d’eau doit être maîtrisé. Il s’agit alors de favoriser la biodiversité en ville, pas de laisser des flaques d’eau s’installer n’importe où, au hasard. 

D’ailleurs, on sait en général que végétaliser un toit terrasse s’accompagne toujours ensuite d’un entretien régulier. Justement pour éviter ces effets indésirables.  
 
L’autre solution pour assurer un drainage performant est d’installer un drain inerte en polystyrène ou polyéthylène recyclé. Cette nappe drainante doit répondre aux exigences nationales et européennes associées à la norme NF EN 13252 Géotextiles et produits apparentés.  
 
Sa pose répond à des impératifs techniques stricts puisqu’il s’agit de garantir le maximum d’étanchéité et le drainage de l’eau vers les avaloirs, les goulottes, gouttières, chéneaux et descentes d’eaux pluviales.  

La solution que nous mettons en oeuvre pour cela chez ECOVEGETAL est le FLORADRAIN de chez ZINCO (voir ce document page 15). Cet élément de drainage à réserve d’eau (jusqu’à 6 l/m2 ! ) est en polyéthylène extrudé et recyclé. 

Le must : ajouter un système de rétention des eaux pluviales

Le must en matière de gestion de l’eau sur un toit terrasse végétalisé est d’installer un système de rétention temporaire des eaux pluviales.  

C’est le système AQUASET d’ECOVEGETAL (voir cette page présentant cette solution de rétention des eaux de pluie

Pour mettre en œuvre un tel système, il faut un projet qui dispose d’un support béton avec pente nulle. AQUASET est un système constitué de trois couches posées l’une sur l’autre (cf illustration ci-contre).  
D’une part un système de drainage :  c’est une nappe associant une structure alvéolaire très résistante à la compression et un géotextile filtrant 

D’autre part d’une structure alvéolaire ultra-légère faite de feuilles en polypropylène soudées les unes aux autres et expansées.  

Enfin une couche filtrante de type Filtre TG de chez Zinco. Résistante au poinçonnement.  
 

Tout ceci se pose donc avant  le système de végétalisation et est idéal pour une terrasse végétalisée qui aura plusieurs usages : potager, zone d’agrément, zone d’entretien, etc.  


Le drainage parfait

Consultez la fiche technique de ce système (cliquez ici pour y accéder)  

Indépendamment des calculs qu’il permet d’effectuer, il donne une bonne idée du potentiel de stockage d’eau temporaire qu’il permet. C’est en soi impressionnant.  
 
On comprend donc que si l’on cumule sur son projet des zones où la végétalisation va contribuer à l’effet retard de l’écoulement et va optimiser l’évapotranspiration et des zones, en contrebas sur des terrasses, par exemple, où l’on va optimiser la rétention d’eau, on va alors transformer le cauchemar se transforme en rêve.  

La contribution de votre nouveau bâtiment à la lutte contre les inondations sera totale. Le tout en apportant tous les autres bénéfices d’un toit végétalisé, notamment en été, pour rafraîchir l’atmosphère.