Toiture stockante (HU) : Différence entre versions

Version du 16 mai 2023 à 14:48

Traduction anglaise : Roof detention, Roof storage, Rooftop storage

mot en chantier

Dernière mise à jour : 16/05/2023

Toiture équipée pour stocker temporairement les eaux pluviales et les restituer à un exutoire à débit limité et/ou pour en intercepter une partie ; on parle également de toit stockant, toiture réservoir ou de toiture bac (en Belgique) ; les structures de ce type font partie des solutions alternatives en assainissement pluvial.

Généralités

Principes et variantes

Nous ne traiterons ici que des toitures stockantes non végétalisées, les toitures végétalisées faisant l'objet d'un article spécifique.

Le principe de fonctionnement d'une toiture stockante est simple. Il consiste à autoriser le stockage provisoire de l'eau sur la toiture en contrôlant le débit évacué par un dispositif adéquat situé au point bas de la toiture (voir schéma de principe de la figure 1). Ce type de toiture permet de limiter le débit produit en utilisant un stockage provisoire de l'eau pendant quelques heures. Il est utilisable seul, avec une évacuation vers le réseau pluvial, ou à l'amont d'un autre ouvrage alternatif (par exemple à l'amont d'un ouvrage d'infiltration).

Figure 1 : Principe d'une toiture stockante.

On peut utiliser pour la rétention de l'eau, soit des toits plats, soit des toits possédant une légère pente en installant des barrages transversaux sur la toiture comme indiqué sur la figure 2. Pour que le stockage soit efficace la pente doit cependant rester faible et une toiture terrasse plate est toujours préférable à un toit en pente.

Figure 2 : Stockage sur un toit plat ou sur un toit en pente ; Source : STU, 1982.

Une toiture stockante est constituée des éléments suivants (voir figure 3) :

• un élément porteur ;
• un pare-vapeur et un isolant thermique ;
• une étanchéité ;
• une protection de l'étanchéité (généralement une couche de gravillons dans le cas des toitures non végétalisées) ;
• un ensemble de dispositifs de vidange constitué (figure 4) :
  • d'une évacuation régulée jusqu'à une certaine hauteur d'eau par l'intermédiaire d'orifices calibrés ;
  • au delà, d'une évacuation déversoir constituée d’un trop plein de sécurité et/ou de descentes classiques permettant de limiter la hauteur d’eau en toiture à une valeur maximale compatible avec la résistance mécanique des éléments porteurs.

Outre son rôle de protection de l'étanchéité, la couche de gravillons permet de réduire les débits de pointe et assure une "filtration" des eaux pluviales, réduisant ainsi les risques de colmatage. Le volume que l'on peut stocker pour une hauteur d'eau donnée est cependant réduit et dépend de la porosité du matériau. Cet inconvénient est contrebalancé par le fait qu'une partie de l'eau va rester piégée dans le matériau et s'évacuera ultérieurement par évaporation. Les hauteurs ainsi interceptées et qui ne rejoignent jamais le réseau sont loin d'être négligeables pour les petites pluies avec un ordre de grandeur de 1 mm d'eau retenue pour 3 cm de graviers (Chocat et al., 1997). Une toiture terrasse recouverte de 10 cm de graviers est ainsi capable d'intercepter les 3 à 4 premiers mm précipités (à la condition qu'il n'ait pas plu depuis plusieurs jours).

Figure 3 : Schéma de principe des constituants d’une toiture stockante ; Source : Chocat et al.; 1997.

Figure 4 : Schéma de principe du dispositif d'évacuation d'une toiture stockante ; Source : Chambre syndicale d'étanchéité ; 1992.

Les principes mis en œuvre dans les dispositifs de régulation n'ont que peu évolué depuis les années 1980 et reposent le plus souvent sur des orifices calibrés (figure 5).

Figure 5 : Exemples de dispositifs de régulation à orifice calibré utilisés en France (a) et aux États-Unis (b) au début des années 1980 ; Source : STU, 1982.

Les dispositifs constituées de fentes triangulaires verticales sont toujours largement utilisés en France, même si des solutions différentes, moins sensibles au risque de colmatage, commencent à se développer (figure 6).

Historique

Dès la fin des années 1970, différentes études ont montré que toutes les toitures terrasses, particulièrement lorsqu'elles étaient engravillonnées, interceptaient une partie significative des précipitations reçues, même sans dispositif spécifique de contrôle du débit évacué (voir par exemple Raous, 1983).

Beaucoup utilisées dans certains états des Etats Unis (Pennsylvanie, Virginie), et en Allemagne (toitures jardins surtout), les toitures stockantes sont peu présentes en France en 1995, même si certains bureaux d'études les préconisaient dès les années 1970 pour les bâtiments industriels. Il semble, en effet que la France soit très réticente quant à l’utilisation de ces techniques. La présence d’eau sur le toit n’inspire guère confiance.

Fonctions et cobénéfices

Cette solution, peu coûteuse, est bien adaptée, en milieu urbain dense, à l’assainissement pluvial de petites surfaces imperméabilisées comme des habitations de particuliers. Les toits stockants collectent l’eau directement sur leur surface. Ils ne nécessitent donc pas d’ouvrage de collecte. Le stockage est permis grâce à un revêtement d’étanchéité, généralement protégé par une couche de gravillons.

Conception

Conception générale

Principes de dimensionnement et choix des dimensions

Réalisation / impacts négatifs potentiels et précautions à prendre

Vie de l’ouvrage

Toiture équipée pour stocker temporairement les eaux pluviales et les restituer à un exutoire à débit limité et/ou pour en intercepter une partie. Les structures de ce type font partie des techniques alternatives en assainissement pluvial.

L’installation est très simple dans le cas d’une toit plat car il suffit d’installer un dispositif de contrôle du débit à l’entrée des points de vidange. Elle est beaucoup plus compliquée et moins efficace si le toit a une pente.

Différents types de toitures stockantes

Il existe différentes possibilités pour utiliser une toiture de façon à mieux gérer les eaux pluviales produites. Les plus simples sont décrites dans les paragraphes suivants.

Possibilité d'implantation des toitures stockantes

Le lieu le plus simple pour implanter une toiture stockante est bien sûr le bâtiment. Les surfaces susceptibles d'être équipées en zone urbaine sont considérables et il s'agit probablement de la façon la plus efficace pour réduire les débits produits par temps de pluie. Les toitures terrasses existantes peuvent parfaitement être équipées de régulateur (voir Figure 2), et ceci de façon très économique.

Il est également possible d'envisager l'installation de toitures stockantes, végétalisées ou non, sur des surfaces aménagées autres que des bâtiments (parkings, trottoirs ou autres cheminements piétonniers).

Beaucoup d'informations inquiétantes circulent sur les toitures terrasses stockantes : risque d'effondrement dû à la surcharge, risque d'infiltration d'eau dans l'immeuble, interdiction par les règles d'urbanisme, etc. La plupart de ces informations sont fausses ou du moins fortement exagérées. Voir à ce propos la fiche du GRAIE "Vrai ou faux" sur les toitures terrasses stockantes.

Bibliographie<> :

• Chocat, B. (coord.) et Eurydice (1997) : Encyclopédie de l'hydrologie urbaine et de l'assainissement ; ed. Tec et Doc ; Lavoisier ; Paris (épuisé) ; 1124p.
• Raous, P (1983) : Les techniques de contrôle du ruissellement pluvial urbain en amont des réseaux d'assainissement ; rapport LHM, Montpellier, 137p.
• https://www.guidebatimentdurable.brussels/toitures-stockantes
• STU (1982) : La maîtrise du ruissellement des eaux pluviales. Quelques solutions pour l'amélioration du cadre de vie ;Service Technique de l'Urbanisme ; Ed. Maugein & Cie, Paris ; 64 p.