Le substrat, troisième composant du système de végétalisation

Le substrat Troisième composant du système de végétalisation, le substrat ou couche de culture qui va accueillir la couche végétale (prochain numéro). Celui-ci répond à des caractéristiques bien précises pour être mis en œuvre en toitures et terrasses végétalisées.

Système de végétalisation type Qu’est-ce que le substrat ? A quoi sert-il ? Le substrat est ainsi défini par la norme NF U44-551 : « Produits destinés à servir de milieu de culture à certains végétaux. Leur mise en œuvre aboutit à la formation de milieux possédant une porosité en air et en eau telle qu’ils sont capables à la fois d’ancrer les organes absorbants des plantes et de leur permettre d’être en contact avec les solutions nécessaires à leur croissance».

Pour la végétalisation des toitures et terrasses, seul un substrat ne contenant pas de terre peut être utilisé quand la végétalisation est extensive ou semi-intensive, pour des questions de charges, et de risque de colmatage. Dans le cas d’une terrasse jardin, on peut utiliser de la terre végétale, seule ou en mélange avec d’autres constituants minéraux ou organiques.

Le substrat a plusieurs fonctions :

• Assurer le maintien et l’ancrage des plantes ;
• Apporter l’alimentation hydrique et minérale pour les plantes ;
• Assurer l’oxygénation du système racinaire ;
• Permettre le développement des végétaux.

Le substrat n’est ni uniquement un compost ni uniquement une terre végétale !

Le substrat est constitué de :

• Fraction organique : fibres de bois, fibres de coco, composts d’écorce, compost de déchets verts, etc.
• Fraction minérale : pouzzolane, pierre ponce, béton/verre cellulaire, argile expansée, etc.

En fonction du type de substrat que l’on souhaite – pour des questions de charges, de capacité de drainage, de végétaux implantés, de climat, etc. – on peut assembler différemment ces matières premières.
Concernant les charges, il ne faut pas négliger le risque de charge trop faible qui peut entraîner, sous l’effet de la dépression du vent, l’envol du substrat aux angles de la toiture.
C’est pourquoi les RP TTV imposent des limites de dépression admissibles des systèmes de végétalisation en fonction de la masse surfacique à sec des procédés (cf. tableau 1 des RP TTV), et que la pose en indépendance du revêtement d’étanchéité n’est admise que dans le seul cas des revêtements à base d’asphalte (pour maitriser les risques d’envol – cf. § 7.1 des RP TTV).

Quelques exemples de substrats et leur masse volumique à CME (capacité maximale en eau) :

Pour les questions de charges et protocoles de leur mesure, vous pouvez retrouver les informations dans l’Echo du bâtiment végétalisé n° 68.

D’un point de vue réglementaire, les substrats font partie de la famille des « matières fertilisantes » définies par la NF U44-551, qui est d’application obligatoire. Celle-ci définit entre autres les informations qui doivent obligatoirement être communiquées lors de la vente d’un substrat.
Les substrats de cultures peuvent intégrer une fertilisation, le plus souvent à libération contrôlée, adaptée aux besoins nutritifs des plantes de toitures végétalisées.
Concernant les substrats de végétalisation de toiture, il faut de plus ajouter les exigences spécifiques à la végétalisation en hauteur, définies par les règles professionnelles 2018. Caractéristiques du substrat en toitures et terrasses végétales Le tableau 5 des Règles professionnelles TTV précise un certain nombre de caractéristiques auxquelles doit répondre le substrat pour la végétalisation des toitures et terrasses. Ces caractéristiques doivent être analysées par un laboratoire indépendant et reportées dans le document technique de référence. Elles ont été définies de manière à permettre un comportement adéquat du substrat au fil du temps, qui garantit le bon fonctionnement de la toiture, aux niveaux hydrique, développement et maintien des plantes, stabilité physique et chimique.
 

Le fuseau granulométrique définit les limites entre lesquelles la taille des éléments (granulat) du substrat doit se situer, exprimée en cumul de particules, pondéré par leur pourcentage dans chaque fraction. Les fuseaux sont explicités dans l’annexe H des règles professionnelles 2018. A  titre d’exemple voir ci-dessous le fuseau granulométrique pour une toiture végétalisée extensive.

La mise en œuvre du substrat La mise en œuvre du substrat peut se faire par big bags qui sont ensuite déversés sur la toiture, le substrat étant réparti sur la surface manuellement.

Il peut également être apporté en camion-silo. L’épandage se fait alors mécaniquement et la finition manuellement.

Le document technique de référence doit indiquer l’épaisseur du substrat à la mise en œuvre et, à titre indicatif, l’épaisseur du substrat après tassement naturel.

Couche fondamentale pour la pérennité de la végétalisation en toiture, la constitution du substrat doit être déterminée avec soin, en respectant les exigences des RP TTV.