La végétalisation du bâtiment, qu'il s'agisse des toitures-terrasses ou des murs, existe spontanément. Mais l'homme s'est intéressé très tôt à mettre des plantes sur le toit et terrasses de ses habitations avec des objectifs d'agrément (terrasses-jardins) mais aussi à des fins de confort. Aujourd'hui, il est reconnu que la végétalisation du bâti, solution fondée sur la nature multifonctionnelle, apporte de nombreux services écosystémiques.
L'accueil de la biodiversité
Les toitures et terrasses végétalisées de nos villes peuvent accueillir une véritable biodiversité. Par le terme « biodiversité », on entend la flore (plantée et spontanée), la faune (y compris les insectes et les araignées), les micro-organismes du sol (bactéries, champignons, etc.) et les interactions entre ces trois groupes d’êtres vivants, sans oublier celles avec leur environnement.
Concernant la flore, il est possible de concevoir volontairement une toiture végétalisée biodiverse en travaillant sur la composition du substrat et de la palette végétale. Mais le rôle de la toiture végétalisée ne s’arrête pas là : elle offre également un espace que les espèces spontanées vont pouvoir massivement investir, comme l’a montré l’étude Grooves, publié en 2021. Celle-ci, portant sur une trentaine de toitures d’Île-de-France, a comptabilisé qu’environ 70 % des espèces floristiques présentes en toiture n’avaient pas été plantées, certaines étant des représentantes d’espèces rares ou menacées. Ces travaux de recherche font suite à ceux du Muséum National d’Histoire Naturelle publiés en 2014 qui observaient la même tendance sur plus de cent toitures de la moitié Nord de la France.
Côté faune, les résultats sont aussi positifs. Lieux préservés, les toitures représentent des espaces propices pour accueillir les oiseaux, les chauves-souris ou les insectes, dont les pollinisateurs si utiles à la diversité de notre alimentation. La LPO (Ligue de protection des oiseaux) souligne l’importance de la présence en ville de ces toitures végétalisées qui offrent aux oiseaux un lieu temporaire ou pour s’établir. L’étude Grooves a également montré l’importance et la diversité des invertébrés en toiture : 611 espèces différentes ont été observées.
Enfin, dans le support de culture des toitures végétalisées, on trouve toute une population de micro-organismes, suffisamment diversifiés et nombreux pour que ce « techno-sol » soit fonctionnel, comme l’ont montré des études menées par AgroParisTech. Les projets d’agriculture urbaine en toiture, de plus en plus nombreux, présentent d’ailleurs des techno-sols avec une belle diversité d’organismes.
Les façades accueillent elles aussi la biodiversité, permettant en outre une connectivité avec l’environnement du bâtiment (rue plantée d’arbres, espaces verts au sol), faisant le « lien » avec la toiture ou terrasse végétalisée.
La gestion des eaux pluviales
Avec des sols artificialisés et des pics de pluviométrie de plus intenses et fréquents, la gestion des eaux pluviales, longtemps basée sur le tout réseau, doit trouver aujourd’hui des solutions alternatives. De nombreuses collectivités ont mis en place une gestion de l’eau à la parcelle, obligeant les propriétaires d’ouvrage de se contraindre au débit de rejet demandé.
Pour écrêter ces pics de pluviométrie, la toiture ou terrasse végétalisée représente une réponse pertinente, tandis que, sur le toit, il est plus vertueux d’arroser les plantes avec les eaux de pluie que de l’eau potable. Et si les plantes sont suffisamment irriguées, elles pourront évapotranspirer de façon optimale (cf. les bénéfices écosystémiques suivants).
Des études, comme celle de TV-GEP menée par le Cerema, ont clairement montré le rôle des toitures et terrasses végétalisées lors d’épisodes pluvieux perturbateurs :
Ainsi, en retenant une partie des eaux de pluie à la manière d’une éponge, les toitures végétalisées régulent les écoulements (notion d’abattement*) et limitent les risques d’inondation en évitant la saturation des réseaux. L’ampleur de l’effet retardateur de l’évacuation de l’eau, qui dépend de ses dimensions, de sa composition et de sa pente, peut atteindre 2/3 des effets d’un orage d’une durée d’une heure.
* L’abattement pluvial correspond à la quantité d’eau de pluie stockée et consommée par la végétation d’une toiture végétalisée et qui n’est donc pas renvoyée vers les réseaux d’assainissement
La lutte contre l'îlot de chaleur urbain
L’artificialisation des sols, le manque d’espaces verts ou d’arbres plantés le long des rues, le dérèglement climatique impliquent que les épisodes de chaleur, de plus en plus nombreux, longs et intenses sont difficiles à vivre, tout particulièrement en ville, générant des îlots de chaleur urbains.
Face à ceux-ci, la végétalisation du bâti représente un atout, grâce à l’évapotranspiration des végétaux, que ce soient ceux des toitures et terrasses ou des façades végétalisées. Les plantes rejettent l’eau absorbée pour assurer leur croissance sous forme de vapeur (évapotranspiration). Ce processus chimique demande de l’énergie et a pour conséquence une baisse de la température de l’air au-dessus de la végétation. Ce phénomène permet aux toits et aux façades végétalisés d’agir sur le climat urbain dans le sens d’une réduction de la température estivale. Les chiffres avancés par diverses études font état d’un rafraîchissement de l’air ambiant de – 3 °C à – 5 °C tandis que la différence du PET (Physiological equivalent temperature ou écart de température ressentie) est en moyenne de -13 °C.
Par ailleurs, la végétation des toitures absorbe les rayons solaires et réduit le stockage de chaleur par les surfaces urbaines. Ainsi, l’énergie est absorbée par la végétation et non restituée sous forme de chaleur par les surfaces minérales. A minima, une toiture ou une façade végétalisée n’ajoute pas de la chaleur à la chaleur et, la nuit, permet le rafraîchissement plus rapide de la ville, la chaleur s’échappant du bâtiment étant réduite d’environ 70 % (livingroofs.org, 2004). La sensation se ressent tout particulièrement dans les rues canyons lorsque les façades sont végétalisées.
L'apport pour la santé/le bien-être
La végétalisation du bâti a plusieurs rôles en faveur de la santé ou du bien-être. Au-delà de son aspect esthétique, végétaliser les bâtiments permet de répondre à l’appétence humaine pour la biophilie. Voir, et encore mieux, avoir accès à un espace végétalisé, même en toiture, est favorable à la santé mentale comme de nombreuses études l’ont montré. La présence de plantes en intérieur, par exemple sous forme de murs végétalisés, dans des environnements de travail, est reconnue comme un facteur d’apaisement, diminuant le stress et favorisant la concentration et la productivité.
La végétalisation du bâti peut aussi jouer un rôle d’un point de vue social lorsque, accessible et entretenu par les résidents, elle permet de créer du lien.
D’un point de vue physiologique, la végétalisation du bâti permet la dépollution de l’air, en fixant les COV, particules fines et métaux lourds : la végétation des toitures peut capter jusqu’à 95 % du cadmium, du cuivre, du plomb et 16 % du zinc. Par ailleurs, en journée, les végétaux, grâce à la photosynthèse, produisent de l’oxygène. Ils sont également un puits de carbone.
Le confort apporté par la végétalisation du bâti concerne également l’isolation thermique, notamment dans le cadre d’une rénovation. Grâce à son inertie, le toit ou la façade végétalisé permet d’agir comme un complément d’isolation, évitant le recours à la climatisation qui est énergivore et rejette de la chaleur l’extérieur. Les façades végétalisées permettent la régulation thermique du bâtiment grâce au rafraîchissement du mur qui peut varier entre 7°C et 15°C.
Le confort apporté par la végétalisation du bâti touche enfin à l’acoustique. Le bruit est l’une des sources de nuisance les plus pénalisantes. Pour lutter contre celui-ci, la toiture ou la façade végétalisée permet de réels gains. Une toiture végétalisée permet de gagner 10 à 20 dB par rapport à une toiture classique, selon que le substrat est sec ou gorgé d’eau. Pour les façades végétalisées, l’absorption acoustique peut atteindre 14 dB et l’affaiblissement acoustique 61 dB.
La protection du bâti
La végétalisation des toitures permet une meilleure durée de vie du toit, du fait que la toiture végétale protège des intempéries, de l’exposition aux rayons UV et des variations importantes de température, autant de facteurs qui entraînent la dégradation de l’étanchéité, prolongeant sa durée de vie et protégeant le bâtiment de désordres.
La façade végétalisée protège le bâtiment contre l'effet corrosif des pollutions urbaines (pluie acide, pollution atmosphérique) et contre l’humidité (acide, en ville), en offrant une surface imperméable à la pluie. En effet, la disposition "en tuiles" des feuilles de certaines grimpantes, telles que le lierre, permet de protéger presque totalement le mur de la pluie. Dans le cas de plantes poussant à partir du sol, les racines participent à son assèchement à proximité des fondations.
Pour toutes ces raisons, la végétalisation du bâtiment dégage une véritable valeur que les maîtres d'ouvrage publics et privés (promoteurs, gestionnaires de parcs immobiliers) apprécient et mettent en œuvre de plus en plus.