Toitures terrasses : végétalisation et photovoltaïque en première ligne

Après une première étape en 2017 avec la loi biodiversité, la loi énergie-climat de novembre 2019 a renforcé les dispositifs environnementaux des bâtiments supérieurs à 1 000 m2 au sol. Ce qui passe toujours par la mise en place en toitures de systèmes de production d’énergie renouvelable et/ou de végétalisation. Mais cette fois, 30 % des surfaces sont visées et le type de bâtiments concernés s’est considérablement élargi. L’objectif : des bâtiments plus vertueux.

 

Photo : Studio VU

 

Depuis mars 2017, les maîtres d’ouvrage, qui déposent un permis de construire pour des bâtiments commerciaux d’une surface supérieure à 1 000 m2, doivent renforcer leur caractère environnemental (article L 111-19). Cela se traduit notamment par la mise en place, sur les toitures-terrasses, de systèmes de production d’énergie renouvelable ou de végétalisation. Obligation jusque-là symbolique puisqu’aucune surface minimum n’était imposée.

Mais en novembre 2019, changement d’échelle. L’heure n’est plus aux symboles : la loi « Énergie et climat », publiée au Journal officiel le 9 novembre 2019, intègre, au sein de la section « Performances environnementales et énergétiques » du Règlement d’urbanisme, un nouvel article L.111-18-1. Celui-ci reprend partiellement les dispositions de l’ancien (L 111-19) qui a été abrogé et élargit considérablement les catégories de bâtiments concernés par ces obligations de performances environnementales.

 

Photo : SOPRANATURE®

 

VÉGÉTALISATION ET PHOTOVOLTAÏQUE

L’article impose désormais la mise en œuvre d’un système de végétalisation et/ou de production d’énergie sur un minimum de 30 % de la surface de toiture. Aux magasins de commerce de détail, ensembles commerciaux et « drives » s’ajoutent les locaux à usage industriel ou artisanal, les entrepôts, les hangars non ouverts au public faisant l’objet d’une exploitation commerciale ainsi que les nouveaux parcs de stationnement couverts accessibles au public. Pour la végétalisation de ces toitures, le législateur a défini, comme en 2016, sans imposer un système plutôt qu’un autre, les services rendus par le couvert végétal, soit : « Un système de végétalisation basé sur un mode —Photo : SOPRANATURE®cultural garantissant un haut degré d’efficacité thermique et d’isolation et favorisant la préservation et la reconquête de la biodiversité ». Pour la production d’énergie, la loi ne fixe pas de seuil minimal et l’énergie pourra être, soit vendue à un acheteur obligé (EDF, Engie, Enercoop…), soit autoconsommée. Sachant que parallèlement, la loi énergie-climat a modifié le régime de l’autoconsommation collective, ce qui devrait jouer en faveur de cette deuxième option.

UN IMPACT POSITIF

Ces nouvelles dispositions vont forcément avoir un impact sur les bâtiments. Ce que constate d’ores et déjà Jean Damian, directeur de SOPRASOLAR®, filiale photovoltaïque de SOPREMA : « Avec la loi énergie-climat, nous enregistrons un très net regain de consultations pour les bâtiments concernés. On observe aussi l’adhésion du marché qui cherche des solutions adaptées pour être en conformité ». Ce que confirme Pascal Thiriat, responsable grands comptes chez SOPREMA : « Aujourd’hui, la tendance est davantage au photovoltaïque. Un développement lié également à d’autres facteurs, comme l’essor de la voiture électrique, l’augmentation du coût de l’énergie électrique, la possibilité detirer un revenu d’une installation ». Et Jean Damian d’abonder : « Les maîtres d’ouvrage que je rencontre ne cherchent pas à se soustraire ou à faire a minima. Leur interrogation porte davantage sur la manière de bien faire. Cette obligation n’est pas perçue comme étant punitive. C’est donc positif. Nous sommes dans une démarche d’acceptation : ils comprennent qu’ils peuvent transformer une contrainte réglementaire en valeur économique ».

 

Photo : SOPRANATURE®

 

RÉGLEMENTATION ET TECHNIQUE EN PHASE

Autre point qui, selon Jean Damian, explique cette acceptation : « Toutes les activités économiques vont être, ou sont déjà évaluées, par rapport à leur impact carbone. Je suis agréablement surpris que les acteurs du secteur industriel et commercial voient dans cette loi une façon de trouver des solutions concrètes pour éviter le CO2 par une politique volontariste. On investit dans quelque chose qui permet d’éviter ces émissions. C’est important pour leur politique RSE et cela participe d’un bâtiment plus responsable ». Aux plans technique et réglementaire, tout est prêt : « Nous apportons des réponses sur la base de trois problématiques majeures : nos solutions sont parfaitement assurables ; elles répondent à la réglementation incendie très contraignante pour ce type d’ouvrage et nous avons développé et justifié des procédés ad hoc ; nos panneaux sont sous avis technique avec des extensions de garantie jusqu’à 20 ans. Un troisième point essentiel pour les installations qui coûtent jusqu’à 3 millions d’euros : les investisseurs vont lever une dette et le banquier va leur demander de justifier la durée de vie des panneaux solaires jusqu’à 20 ans, ce qui rassure définitivement les acteurs économiques », détaille Jean Damian. Si le photovoltaïque semble pouvoir tirer parti de cette situation, la végétalisation n’est pas en reste. Yannik Beix, directeur SOPRANATURE® chez SOPREMA et également président de l’Adivet (Association française des toitures et façades végétales), explique : « Bien sûr, il n’y a pas d’incitations financières, de subventions ou d’obligations qui soutiennent le développement de la toiture végétalisée et, quatre fois sur cinq, les maîtres d’ouvrage optent pour le solaire photovoltaïque, en raison notamment du retour sur investissement. Avec la végétalisation, au-delà du retour sur investissement qui se fait entre autres sur la durée de vie du complexe d’étanchéité, les bénéfices sont plutôt d’ordres sociétal et environnemental ». Une situation qui devrait évoluer car celle-ci a de nombreux atouts. En outre, l’Adivet, après avoir finalisé la troisième version des règles professionnelles (édition juin 2018, disponible sur www.adivet.net), prépare aujourd’hui un référentiel pour soutenir le marché : « Il s’agit de quantifier les propriétés des toitures végétalisées et d’apporter des repères pour accompagner les maîtres d’ouvrage dans leur démarche ». Et, comme le photovoltaïque, la végétalisation compte sur d’autres facteurs pour se développer sur ces marchés spécifiques.

GESTION DES EAUX DE PLUIE, RAFRAÎCHISSEMENT ET BIODIVERSITÉ

Pour l’expliquer, Yannik Beix reprend sa casquette SOPRANATURE® : « Ce développement se joue sur trois axes. Le premier, c’est la capacité des toitures végétalisées à faciliter la gestion des eaux pluviales. Aujourd’hui, les agences de l’eau donnent des directives que l’on retrouve dans les PLU pour l’abattement et la régulation de l’eau de pluie, et subventionnent entre 30 et 70 % des toitures végétalisées ». Un financement conséquent mais qui ne sera accordé que si l’on est capable de démontrer la capacité à réguler : « Pour y répondre, nous avons caractérisé nos systèmes quant à leur aptitude d’évapotranspiration et d’abattement. Nous avons développé un logiciel qui dimensionne la toiture en fonction de la surface, de l’endroit et des consignes règlementaires de gestion des eaux pluviales. »

Le deuxième axe concerne le rafraîchissement, non pas du bâtiment mais de la ville : « Les toitures végétalisées sont à même de rafraîchir l’air ambiant, car elles rayonnent beaucoup moins qu’une toiture qui n’en est pas recouverte. » Mais là encore, il est possible d’aller plus loin : « Nous avons sélectionné des plantes qui évapotranspirent davantage pour développer un système qui rafraîchit l’air ambiant : -4°C à un mètre au-dessus de la toiture ». Le troisième, en phase avec le texte de loi, concerne la biodiversité. Suivant le type de procédé – extensif, semi-extensif ou toiture jardin –, la biodiversité sera plus ou moins importante : « Nous pouvons proposer tout type de systèmes. Cela dit, même une toiture extensive avec du sedum contribue au retour et à l’accroissement de la biodiversité. Nous avons réalisé des inventaires sur 150 toitures avec un recul de 20 à 30 ans. Et nous avons remarqué que des plantes indigènes s’y étaient installées, on a même trouvé une truffe sur un toit de Paris. »

Autres bonnes nouvelles : « Il n’y a pas de dualité entre solaire photovoltaïque et végétalisation, nous sommes en capacité, sur une même toiture, de les marier intelligemment. Il se crée même une synergie entre les deux, puisque les plantes assurent un rafraîchissement qui a un effet positif sur le rendement des panneaux », se félicite Yannik Beix.

20 ANS D’ACCOMPAGNEMENT DU MAÎTRE D’OUVRAGE

Comprendre les enjeux, choisir la bonne solution technique, réaliser les études de conception et de faisabilité, suivre le projet y compris lorsqu’il est terminé, SOPREMA Entreprises accompagne les maîtres d’ouvrage et maîtres d’œuvre pendant tout le déroulé d’un projet. « Dans l’optique d’un bâtiment plus responsable, le Groupe a publié un guide de solutions “Le futur a commencé” à leur destination », explique Denis Lehnen, directeur technique SOPREMA Entreprises. « Nous sommes partis de leurs attentes et besoins (biodiversité, apport d’éclairage naturel, isolation thermique, confort acoustique, énergie renouvelable…) pour proposer les solutions techniques les plus adaptées et éco-friendly. »

Les études de faisabilité peuvent concerner la capacité de la charpente à supporter les charges d’une végétalisation et/ou d’une installation solaire : « Il s’agit d’anticiper en fonction de la disposition sur la toiture-terrasse des panneaux et de la végétalisation. Ce qui n’est pas toujours facile car, au moment des études, nous manquons parfois d’informations sur l’agencement des éléments en toiture. Si la végétalisation en couvre l’ensemble, cela ne pose pas de problème : nous calculons en fonction. En revanche, nous ne connaissons pas toujours l’emplacement des panneaux solaires. Il importe de posséder cette information le plus en amont possible pour réaliser un calcul au plus juste ».

Dans la continuité, SOPREMA propose la garantie 20 ans Sopremium : « Lorsqu’un maître d’ouvrage s’engage sur un projet de qualité en réponse à la loi énergie-climat, il a besoin d’avoir l’assurance que son ouvrage sera pérenne », souligne Pascal Thiriat, responsable grands comptes chez SOPREMA. Cette garantie est un engagement concrétisé par la signature d’une convention tripartite entre la maîtrise d’ouvrage, le poseur et SOPREMA. « C’est important d’impliquer le maître d’ouvrage. Avec Sopremium, nous lui proposons un accompagnement qui englobe tout : les études, le chantier, sans oublier une visite annuelle pendant les 20 ans que dure la garantie, de façon à vérifier in situ le bon état de la toiture ».

 

Chiffres clés

Le gisement solaire photovoltaïque sur toiture est de l’ordre de 350 GW (source Ademe). Un supermarché de 3 500 m² ouvert 300 jours économise 15 000 € euros annuels avec 240 m² de panneaux photovoltaïques installés (source Ademe).

Potentiel du marché des toitures végétalisées 3 à 4 millions de mètres carrés par an (source Adivet) Un retour sur investissement entre 8 et 15 ans pour les panneaux SOPRASOLAR® + de 150 MWc installés par SOPRASOLAR® sur près de 3 millions de m² de surface de toiture.

 

Glossaire

Toiture végétalisée

Trois types de systèmes cohabitent : végétalisation extensive constituée d’un substrat contenant jusqu’à 70 % d’agrégats poreux et de différentes espèces de sedum ; végétalisation semi-intensive, complexe de culture d’une épaisseur 12 à 30 cm et plus grande diversification de plantes ; végétalisation intensive ou terrasse jardin, 30 cm à 1 m d’épaisseur, grande variété de plantes, y compris arbustes.

Électricité solaire photovoltaïque

Certains matériaux semi-conducteurs, comme le silicium, possèdent la propriété de générer de l’électricité avec la lumière du soleil : c’est l’effet photovoltaïque, découvert par Becquerel en 1839. Il est mis en application dans les cellules photovoltaïques, composants électroniques à base de silicium ensaché dans un vitrage. Sans pièce mécanique, sans bruit, sans polluant, elles convertissent directement l’énergie solaire en électricité, sous forme de courant continu.

Cellule photovoltaïque

Dispositif photovoltaïque le plus élémentaire qui génère de l’énergie électrique (courant continu) par absorption de rayonnement lumineux.

Module photovoltaïque

Unité de production d’énergie électrique (courant continu) la plus élémentaire constituée d’un assemblage de cellules photovoltaïques interconnectées complètement protégé de l’environnement.

Panneau photovoltaïque

Modules photovoltaïques interconnectés et groupés dans un ensemble mécanique.

 

 

 

 

TESTEZ VOS CONNAISSANCES

1
Les toitures végétalisées contribuent à une meilleure gestion des eaux pluviales. Vrai.

On parle de gestion des eaux pluviales par l’abattement des pluies et par évapotranspiration. L’abattement pluvial correspondant au volume d’eau retenu par le substrat : cette eau ne sera jamais rejetée dans le réseau d’assainissement. L’évapotranspiration regroupe deux phénomènes naturels : la quantité d’eau qui s’évapore et la transpiration des plantes.

2
Avec la végétalisation, l’étanchéité sera moins durable. Faux.

C’est même le contraire ! En la protégeant du rayonnement solaire (UV) et des intempéries, elle va jusqu’à doubler la durée de vie de l’étanchéité (jusqu’à 30 à 50 ans selon l’Adivet). Un argument économique de poids pour le maître d’ouvrage.

3
Végétaliser améliore le confort thermique et acoustique des bâtiments. Vrai.

En augmentant l’épaisseur de la toiture, elle améliore, dans une certaine mesure, l’isolation thermique et acoustique. Sachant que l’amélioration thermique porte surtout sur le confort d’été, la végétalisation limitant les surchauffes en cas de forte chaleur, donc réduisant d’autant l’usage de la climatisation.

4
Avec le photovoltaïque, le retour sur investissement est long. Faux.

Huit à quinze ans selon l’installation. A comparer avec sa durée de vie (au-delà de 25 ans) et celle du bâtiment (50 ans minimum). De plus, il est possible de valoriser l’investissement en injectant l’électricité produite sur le réseau, en contractant avec un acheteur obligé.

5
Autoconsommer l’électricité produite n’est pas intéressant économiquement. Faux.

Cela permet de diminuer sa facture énergétique. De plus, produite dans la journée, l’électricité est immédiatement consommée par les activités liées au bâtiment (éclairage, frigo, informatique, etc.) L’électricité la moins chère est celle qui est consommée au moment où elle est produite.

6
Il n’est pas possible de marier panneaux photovoltaïques et végétalisation. Faux.

La végétalisation a un impact positif sur les panneaux en refroidissant leur sous-face. Pour réussir cette union, elle doit être pensée dès la phase conception du projet par exemple, en prévoyant des couloirs de biodiversité et des couloirs de production d’énergie renouvelable.

 

3 questions à PASCAL THIRIAT,

RESPONSABLE GRANDS COMPTES CHEZ SOPREMA

 

Pouvez-vous nous rappeler dans quel contexte la loi « Énergie et climat » a évolué ?

La première loi pour la reconquête de la biodiversité, de la nature et des paysages de 2016 imposait pour les bâtiments commerciaux de plus de 1 000 m2 que soit mis en œuvre, en toiture-terrasse, un dispositif d’énergie renouvelable ou de végétalisation. Mais cela, sans exiger de surfaces minimum. Depuis, la pression de l’opinion publique sur les sujets environnementaux s’est accentuée et le législateur, en plus d’une réponse sociétale, a dû se mettre en conformité par rapport à la réglementation européenne sur les énergies renouvelables. D’où le champ d’application plus large et l’imposition d’une surface minimum de toiture-terrasse à traiter (30 %).

Comment réagissent les maîtres d’ouvrage ?

Ils pourraient réagir négativement, mais ils comprennent bien qu’avec ce dispositif, la valeur patrimoniale de leur ouvrage est augmentée. Nous avons des clients comme le groupe Decathlon, le Crédit Mutuel ou encore de grands industriels, qui ont vraiment cet objectif de valorisation de leur patrimoine. Ce qui ne les empêche pas de faire attention au retour sur investissement.

Comment se positionne SOPREMA par rapport à cette nouvelle obligation ?

Nous sommes bien armés. Nous disposons d’une offre, solaire photovoltaïque et/ou végétalisation, très large. Ce qui nous permet de répondre à toutes les configurations de bâtiments. Nous avons aussi réalisé un gros travail pour avoir une gamme qui réponde à l’exigence de sécurité incendie, ce qui est important pour ce type de bâtiments. Enfin, nos systèmes bénéficient d’une garantie de 20 ans qu’il est possible d’étendre. De quoi rassurer les maîtres d’ouvrage…