Voici une note de cours de la formation 'conseiller en écorénovation 2010' du Centre Urbain. Pour de plus amples informations sur notre formation 'construction et rénovation de bâtiments durables 2011-2012', consultez notre page web: http://www.curbain.be/fr/renovation/projet/formation_batiment_durable_opleiding_2011.php
Dois-je vraiment remplacer mes anciens châssis de fenêtre?
avantages et désavantages d'une toiture verte
1. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
Bruxelles Environnement
Formation 2009-2010
Conseiller en écorénovation
Les toitures vertes
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CONTENU
! Images
! Qu’est-ce qu’une toiture verte ? Quels types?
! Avantages et inconvénients
! Conception et composition des toitures vertes
! Ouvrages de raccord et particularités constructives
des toitures vertes
! Exemples
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1 - Images des toitures vertes
Babylone VIIe avant JC
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1 - Images des toitures vertes
2009
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1 - Images des toitures vertes
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CONTENU
! Images
! Qu’est-ce qu’une toiture verte? Quels
types ?
! Avantages et inconvénients
! Conception et composition des toitures vertes
! Ouvrages de raccord et particularités constructives
des toitures vertes
! Exemples
6
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2 - Qu’est-ce qu’une toiture verte ? Quels types ?
Toiture verte =
toiture plate recouverte de végétation et des couches
nécessaires au développement de ces dernières (drainage,…substrat)
3 types:
Toiture-jardin ou Toiture-jardin Toiture
jardin « légère » végétalisée
végétation intensive
végétation intensive végétation
peu
élaborée extensive
élaborée
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2 - Qu’est-ce qu’une toiture verte ? Quels types ?
Toiture-jardin intensif:
• Végétation intensive, choix quasi
illimité de plantes (arbres, arbustes,
plantes basses, gazon,..)
! Systèmes radiculaires agressifs
• Substrat ! 0,25 m
• Bonne accessibilité (privé & public –
récréation…)
• Entretien similaire à celui d’un jardin
traditionnel
• Charge permanente ! 400 kg/m"
• Pente comprise entre 2 et 10 %
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2 - Qu’est-ce qu’une toiture verte ? Quels types ?
Toiture-jardin ‘légère’ intensive:
• Végétation intensive (plantes basses,
gazon,.. MAIS pas d’arbres ni de grands
arbustes)
• Substrat à partir de 0,10 jusqu’à 0,25
m
• Bonne accessibilité (privé & public –
récréation…)
• Entretien similaire à celui d’un jardin
traditionnel
• Charge permanente : 100–400 kg/m"
• Pente entre 2 et 58 %
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2 - Qu’est-ce qu’une toiture verte ? Quels types ?
Toiture végétalisée extensive:
• Végétation extensive (mousses,
plantes basses, gazon,.. plantés dans un
substrat spécialement développé à cet
effet)
• Substrat # 0,10 m
• Accès inexistant ou limité
• Entretien: contrôle annuel de
l’évacuation de l’eau et lutte contre les
plantes indésirables
• Charge permanente de 30 à 100
kg/m"
10
• Pente entre 2 et 70 %
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2 - Qu’est-ce qu’une toiture verte ? Quels
types ?
Classification selon l’aspect et l’utilisation
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CONTENU
! Images
! Qu’est-ce qu’une toiture verte ? Quels types ?
! Avantages et inconvénients des toitures
vertes
! Conception et composition des toitures vertes
! Ouvrages de raccord et particularités constructives
des toitures vertes
! Exemples
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7. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
3 – Avantages des toitures vertes
" Meilleure qualité de vie dans la ville & biodiversité
dans le paysage urbain
" Gestion optimale de l’eau
" Confort thermique
" Confort acoustique
" Longévité accrue de l’étanchéité
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3 – Avantage: qualité de vie (ville & bâtiment)
Santé,procès de rétablissement,
tranquillité : p.ex. hôpital
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3 – Avantage: impact sur le cadre de vie
Qualité de la vie !
ex. construction
habitations sociales
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3 – La recherche du CSTC
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3 - La recherche du CSTC
" Recherche menée de juin 2002 – fin mai 2003
" Objectifs:
Vérifier les performances de 9 toitures vertes disponibles
sur le marché belge en ce qui concerne:
- la résistance des membranes d’étanchéité aux racines;
- le comportement thermique et acoustique;
- la performance hydraulique :
capacité de rétention à long terme;
comportement lors d’averses intenses;
- la qualité de l’eau recueillie;
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3 - La recherche du CSTC
" Etude sur onze modèles de 1m x 7m70 (pente 2
%) sur le toit du bâtiment principal de la station
expérimentale à Limelette:
# 9 toitures vertes, dont :
• 7 extensives avec un substrat de 20 à 80 mm
• 2 intensives avec un substrat de 140 à 200 mm
# 2 toitures plates tradtionnelles, dont :
• 1 toiture nue à membrane
• 1 toiture avec couche de lestage (gravier) d’une
épaisseur de 50 mm
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3 - La recherche du CSTC
Toiture n°1 Toiture n°11
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3 - La recherche du CSTC
T2 T3 T4
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3 - La recherche du CSTC
T5 T6 T7
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3 - La recherche du CSTC
T8 T9 T10
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12. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
1. La recherche du CSTC
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1. La recherche du CSTC
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13. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
Couches drainantes
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Pluviomètres
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3 –Gestion de l’eau: Fraction d’eau évacuée à long terme
" a fraction d’eau évacuée à long terme est
L
le ratio entre :
# le volume d’eau évacué par une toiture
# le volume d’eau évacué par la toiture nue de
référence
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3 –Gestion de l’eau: Fraction d’eau évacuée à long terme
Fraction
Fraction
évacuée
évacuée
au
en hiver
printemps
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6 à 51 % 86 à 98 %
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3 –Gestion de l’eau : Fraction d’eau évacuée à long terme
Conclusions:
" Les toitures vertes rejettent clairement moins
d’eau qu’une toiture plate traditionnelle : une
bonne partie est retenue;
" L’effet de rétention est surtout prononcé au
printemps et moins en hiver;
" Plus l’épaisseur du substrat augmente, plus la
fraction d’eau évacuée est faible
- Toitures extensives (réduction ± 30 %, donc
70% est évacué)
- Toitures intensives (réduction ± 50 %)
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3 –Gestion de l’eau : Fraction d’eau évacuée à long terme
Conclusions:
" Une composition adéquate de la toiture a aussi
une influence (ex.: couches rétentrices d’eau),
toiture T2
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3 –Gestion de l’eau : Evacuation en cas d’averses
Evacuation d’éau de pluie pendant un orage (averse à 14h32)
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3 –Gestion de l’eau : Evacuation en cas d’averses
Débits d’évacuation lors d’une averse (14h32)
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3 –Gestion de l’eau : Evacuation en cas d’averses
Conclusions:
" Les toitures à substrat < 100 mm:
# Débit de pointe est réduit de 30 à 50 %;
# Décalage du débit de pointe de 5 à 10
minutes;
" es toitures à substrat > 100 mm:
L
# Débit de pointe est réduit de 70 %;
# Décalage du débit de pointe de 5 à 10
minutes;
33
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3 - Avantage: gestion optimale de l’eau
" Limitation de la quantité d’eau pluviale totale déversée dans
les égouts (évaporation via les plantes)
" Avantage pour les collecteurs d’eau et les stations d’épuration
grâce à la réduction et au retardement de l’évacuation
" Réduction du nombre d’avaloirs ?
" Amélioration de la qualité des eaux pluviales recueillies ?
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18. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
3 - Gestion de l’eau : Coefficient de retardement
" Coefficient de retardement = relation entre le
volume évacué et le volume arrosé en 15 min. (24
heures avant l’essai, la toiture est saturée par arrosage (0,03 l/s.m!)).
" Q = débit évacué (l/s)
" r = intensité pluviométrique (l/s.m!)
" A = surface de la toiture (m!)
" C = coefficient de retardement
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3 - Gestion de l’eau : Coefficient de retardement
" Le coefficient de retardement d’une toiture verte est fonction
de sa pente et son épaisseur de substrat, mais aussi de son
histoire :
une toiture déjà saturée aura un effet retard plus faible
qu’une composition de toiture complètement desséchée;
" Influence non négligeable des matériaux dans la composition de
toiture;
" Quid lors de la réaffectation des toitures?
=> La NIT 229 conseille de prendre C=1
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19. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
3 - Gestion de l’eau: qualité de l’eau évacuée
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3 - Gestion de l’eau: qualité de l’eau évacuée
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20. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
3 - Gestion de l’eau: qualité de l’eau évacuée
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3 - Gestion de l’eau: qualité de l’eau évacuée
" Effet positif sur l’acidité (neutralisation pH)
" Coloration (jaunissement) de l’eau de pluie
" Augmentation de la conductivité des solides
suspendus et de la dureté (pas de filtration)
" Pollution organique (DBO et DCO)
" Produits chimiques oxydables présents
(engrais)
" Augmentation du nombre de bactéries
=> La pollution nécessite un traitement d’eau adéquat
(filtre de charbon actif) pour la réutilisation de l’eau de
pluie
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21. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
3 – Avantage: Confort Thermique
Profils de température de la membrane d’étanchéité en période
estivale :
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3 – Avantage: Confort Thermique
Profils de température de la membrane d’étanchéité en période
hivernale :
Rayonnement
infrarouge de la
membrane
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22. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
3 – Avantage: Confort Thermique
Hiver Zomer
" Complément apporté
faible pour les toitures
extensives (épaisseur de " Meerwaarde afhankelijk
substrat réduite + haute van de substraatdikte
contenance en eau) (thermische inertie)
" Réduction des pointes " Gunstige invloed van
de consommation pour vegetatieafhankelijk van
les toitures intensives de dichtheid van het
(inertie thermique) gebladerte
" Natuurlijke verkoeling
!substrat = 2 W/mK
tgv. verdamping (daling
R(25 cm de substrat) = 0,13 mK/W
luchttemperatuur onder de
- vegetatie)
Utoiture " 0,4 W/m!K
Rtoiture # 2,5 m!K/W
43
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3 – Avantage: Longévité accrue de l’étanchéité
Fluctuations journalières de la température de la membrane
d’étanchéité:
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3 – Avantage: Isolation acoustique
" Masse plus grande = meilleure isolation acoustique
" Masse-ressort-masse
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3 –Inconvénients des toitures vertes
" Sécurité incendie
" Surcharge
" Impact dégâts et infiltrations
" Obligation d’entretien
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3 - Inconvénients: sécurité incendie
exigence-superficie de toiture AR 19/12/97 & 04/04/2003
=> Broof(t1) ou A1
!" #"
Mais – couverture toiture verte -comment tester substrat+végétation ?
47
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3 - Inconvénients: sécurité incendie
Solutions
" Compartimentage des zones de
végétation par des matériaux inertes
inorganiques (dalles en pierre, sable,
gravier,…)
largeur
Extensif Intensif
50-100 > 100
cm cm
Couches de substrat composées de
matériaux incombustibles d’épaisseur
suffisante (60 mm au minimum)
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25. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
3 – Inconvénients: entretien et accessibilité de la membrane
Toiture-jardin Toiture
Toiture-jardin
légère végétalisée
Toiture intensive Toiture extensive
Entretien équivalent à celui Contrôle minimum
(avant et après
d’un jardin
l’hiver)
" ! Sécurité lors de l’entretien
" Avant réalisation de la
toiture verte il est conseillé
de mettre l’étanchéité sous
eau
" Compartimentage de
l’étanchéité en zones de
max. 100 m!
" Détection des fuites
Nécessité: concertation et bonne conception – accords entrepreneur d’étanchéité >< jardinier
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CONTENU
! Images
! Qu’est-ce qu’une toiture verte ? Quels types ?
! Avantages et inconvénients des toitures vertes
! Conception et composition des toitures
vertes
! Ouvrages de raccord et particularités constructives
des toitures vertes
! Exemples
50
26. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
4 – Conception et composition des toitures vertes
Composition complète:
Végétation
Substrat
Filtrage
Drainage & rétention d’eau
Protection mécanique
Etanchéité anti-racine
Isolation toiture (pare-vapeur)
Plancher de toiture
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4 – Conception et composition de la toiture plate
- Toiture chaude: MW, EPS, PU, CG, EPB
- Toiture inversée: XPS
(facteur de correction ΔU)
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27. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
4 – Conception et composition de la toiture plate
- Compositions de toiture à déconseiller :
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4 – Conception et composition de la toiture plate
" Isolation complémentaire via le côté inférieur :
# Baisse de la température au niveau de ce pare-vapeur ne
peut pas donner lieu à la condensation
=> résistance thermique au-dessus du pare-vapeur doit
être plus grande que celle en dessous Infofiche
technique
N°. 26
Règle empirique: Valeur R (= d/$) 1,5 fois plus grand
ou bien même isolation ( $ reste inchangé): épaisseur doit
alors être 1,5 fois plus grand
ou bien isolation avec $ plus petit: épaisseur à limiter
54
28. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
4 –Conception et composition de la toiture plate:
élément porteur
Contrôle de la structure:
=> stabilité :
=> Planéité et rigosité (NIT 215)
Pente
=> éviter toute stagnation d’eau
=> pente de 2 % minimale
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4 – Conception et composition de la toiture plate:
pare-vapeur:
Choix du pare-vapeur
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4 – –Conception et composition de la toiture plate :
isolation thermique :
" ! Charges ponctuelles et réparties:
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4 – –Conception et composition de la toiture plate :
étanchéité:
Bitumes polymères (privilégier bi-couche)
- Plastomères: APP, PBE
- Elastomères: SBS
Etanchéités synthétiques (toujours uni-couche)
- Plastomères : PVC, CPE, TPO, …
- Elastomères : EPDM
- Elastoplastomères : FPO, TPV, ...
Etanchéités liquides
- Résines de polyester: VPES
- Résines de polyuréthane: VPU
- Résines de poly-methyl-methyl-acrylate : PMMA
-…
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30. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
4 – Conception et composition de la toiture plate :
étanchéité:
" Privilégier l’adhérence totale
" Compartimentage des grandes surfaces
" Risque de poinçonnement avant, pendant et après les
travaux
" Présence et développement des racines
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4 –Conception et composition de la toiture plate :
étancheité:
60
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4 –Conception et composition de la toiture plate :
résistance aux racines de l’étanchéité :
Avant: anti-racine – le test au lupin
Récemment: résistant à la
TESTER LA RESISTANCE AUX
RACINES
perforation des racines – NBN
EN13948 – 2 ans sous serre
DIN 4062 (1978) FLL (cf. FLL 4 ans à l’extérieur)
Lupinus albus Alnus incana
Populus tremula
6 semaines Agropyron repens
Liège 4 ans
NBN EN 13948 (2007)
Pyracantha coccinea
2 ans
CSTC
CEN TC 254
61
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4 –Conception et composition de la toiture plate :
résistance aux racines de l’étanchéité :
Méthode d’essai selon NBN EN 13948
" Durée: 2 ans
" Plante: Pyracantha coccinea ‘Orange Charmer’
" Conditions :
# Températures diurne 18°C et nocturne 16°C
# Température max. 35°C
# Ventilation lorsque la température > 22°C
Développement sous serres
climatisées
62
32. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
4 – Conception et composition de la toiture plate :
résistance aux racines de l’étanchéité :
" Récipients d’essai:
# Nombre: 6 bacs d’essai et 2 de
référence (sans feuille
d’étanchéité)
# Dimensions: 800x800x250 mm
# 4 plantes par bac
63
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4 –Conception et composition de la toiture plate :
résistance aux racines de l’étanchéité :
64
33. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
4 – Conception et composition de la toiture plate :
résistance aux racines de l’étanchéité :
65
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4 –Conception et composition de la toiture plate :
résistance aux racines de l’étanchéité :
Toitures végétalisées:
attention aux plantes
parasite:
EXTENSIF INTENSIF
ATG
traditionnel NBN EN
+ PE 0,4 13948 pas
mm nécessaire Toujours
avec ATG
pour les
ATG pour les toitures
NBN EN vertes: NBN
toitures
vertes 13948 EN 13948
nécessaire nécessaire
66
34. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
4 –Conception et composition de la toiture plate :
étanchéité : question d’attention mise en place
conformément à l’ATG
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4 – Conception et composition des toitures vertes :
couches de protection
Quand ? protection
- lors des travaux encore à réaliser
- lors de la mise en place du système de végétalisation
- contre les outils pendant l’entretien
• TOUJOURS à prévoir pour les toitures vertes intensives
• Conseillé pour les toitures extensives
• Aussi pour les relevés (matériaux plus légers, ex.
géotextile)
• Matériaux: Panneaux en caoutchouc recyclé
Géotextile & plaques de PVC, PE ou PP
Béton maigre
Plaques en fibres-ciment
Asphalte coulé
(attention au poinçonnement de l’ étanchéité - démontage &
réutilisation) 68
35. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
4 – Conception et composition des toitures vertes :
drainage et filtration
Quoi ?
• évacuation de l’eau
• éviter le colmatage
Choix des matériaux:
• Panneaux en mousse synthétique
• Panneaux en plaques XPS rainurés
• Granulats d’argile expansée
• Plaques à excroissances en
matériau synthétique
Filtre: polyester non tissé (100g/m")
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4 –Conception et composition des toitures vertes :
couche de rétention d’eau
Quoi – quand ?
procurer une réserve d’eau pour la végétation (toitures vertes
intensives)
Matériaux:
granulats d’argile expansée
matériaux en panneau (évt. combinaison drainage)
substrat rétenteur d’eau
70
36. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
4 –Conception et composition des toitures vertes : substrat
Substrat:
- fort dépendant du choix de la végétation
- épaisseur (intensif >< extensif)
- masse volumique de 700 à 1400 kg/m$
- mode de mise en place
- compositions spéciales
(pH, teneur en air,….)
71
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4 –Conception et composition des toitures vertes : végétation
Végétation / plantation:
- résistant à la sécheresse (toitures vertes extens.)
- appropriation / système radiculaire agressif
=> liste plantes interdites
- différent: extensif >< intensif
- résistance au vent
(ancrages, résistant à l’érosion,…)
- plan de plantation-d’entretien
72
37. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
4 – –Conception et composition des toitures vertes : végétatio
Liste des plantes interdites:
73
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4 – –Conception et composition des toitures vertes : végétatio
Liste des plantes interdites
(suite):
74
38. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
4 – Conception et composition des toitures vertes : végétation
75
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INHOUD
! Images
! Qu’est-ce qu’une toiture verte ? Quels types ?
! Avantages et inconvénients
! Conception et composition des toitures vertes
! Ouvrages de raccord et particularités
constructives des toitures vertes
! Exemples
76
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5 – Raccords et particularités constructives
des toitures vertes
Avaloirs doivent demeurer
accessibles + dispositifs anti-bourrage ;
77
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5 – Raccords et particularités constructives
des toitures vertes
" oints d’attention:
P
Il est conseillé de prévoir systématiquement le long
t d'éléments des zones (min. 30cm) sans végétation
(zones de gravier, dalles,…):
• accessibles aux inspections ;
• entretien toiture verte, bâtiment (vitrage);
• compartimentage des zones de plantation;
• Limitation propagation du feu;
• Endommagement ou déplacement de la
plantation;
# Relevé de 15 cm à partir de la partie supérieure
de la toiture au niveau du relevé (zones de
gravier, étanchéité ou toiture verte,…).
78
40. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
5 – Raccords et particularités constructives
des toitures vertes
79
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CONTENU
! Images
! Qu’est-ce qu’une toiture verte ? Quels types ?
! Avantages et inconvénients
! Conception et composition des toitures vertes
! Ouvrages de raccord et particularités constructives
des toitures vertes
! Exemples
80
41. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
6 – Exemples
Toiture extensive, étapes consécutives:
81
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6 – Exemples
Toiture extensive, étapes consécutives :
82
42. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
6 – Exemples
Extensive : sedums
fleurs
herbes
83
Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
6 – Exemples
Extensive : sedums
fleurs
herbes
84
43. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
6 – Exemples
Extensive: prairie de fleurs
85
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6 – Exemples
Extensive: sur bâtiment
industriel
86
44. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
6 – Exemples
87
Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
6 – Exemples
Toiture-jardin légère
88
45. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be
6 – Exemples
Toiture-jardin légère
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6 – Exemples
Intensive
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6 – Exemples
Intensive
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6 – Exemples
Toiture en
pente: tapis de
sedum
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