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FAÇADES VÉGÉTALISÉES Une régulation thermique esthétique et naturelle

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FAÇADES VÉGÉTALISÉES Une régulation thermique esthétique et naturelle

Le mur végétalisé constitue une approche complémentaire et innovante de l'espace vert. Régulateur thermique, il protège aussi les parois, adoucit le climat urbain et réduit la pollution de l'air. Plusieurs solutions techniques assurent sa mise en œuvre.

Après avoir colonisé la toiture, le végétal s'attaque désormais de plus en plus aux parois verticales. Un développement encore timide en France comparé à celui de certains pays européens. Ainsi, pour 1 m² de mur végétalisé posé en France, les Allemands, par exemple, en installent environ 50 !

Ce procédé nouveau enrichit la construction par la création d'un véritable biotope en constant mouvement, procurant une saisonnalité d'aspect et de couleurs. C'est une solution intéressante et neuve qui s'offre aux concepteurs pour intégrer une construction à son environnement ou intégrer à la ville une nouvelle typologie d'espaces verts. Qui plus est, elle est parfaitement en adéquation avec la norme HQE (haute qualité environnementale) et ses 14 principes (dont 7 concernent l'environnement extérieur).

Un principe de base identique

Le principe de base d'un parement végétal extérieur s'appuie toujours sur un élément porteur sur lequel on arrime une plaque de PVC, une structure métallique sur laquelle sont fixées des éléments modulaires ou une structure en treillis, également métallique. Ces systèmes sont associés à un substrat de culture imputrescible servant de support aux végétaux. Ce substrat peut être minéral (de la laine de verre ou de roche hydrophile), synthétique (feutre polyamide) ou organique (ce dernier étant amené à se dégrader dans le temps sous l'action de l'eau et des sels minéraux). Une lame d'air de 30 mm minimum doit être aménagée entre les deux éléments afin de permettre une bonne ventilation du support et d'éviter ainsi tout risque de condensation. À cela, s'ajoute l'installation d'un système d'irrigation automatique, fonctionnant en goutte à goutte (puisque la façade ne peut capter les eaux de pluie comme le fait une toiture), ainsi que la fourniture régulière de nutriments. Les rejets d'eau sont récupérés en pied de paroi et peuvent, dans certains systèmes, être réutilisés. Certains procédés restent au niveau de la décoration, d'autres jouant le rôle d'un véritable parement de façade qui peuvent être associés à une isolation par l'extérieur, d'une épaisseur allant jusqu'à 200 mm.

Modulaires ou sur mesure

Pour créer des murs végétaux, deux techniques sont principalement utilisées : la végétalisation à partir du sol, ou poussant sur un substrat intégré au bâtiment. Dans le premier cas, le pépiniériste doit s'appuyer sur des plantes grimpantes qui s'accrochent à même le mur, soit le long d'une structure porteuse séparée du mur et constituée de treilles ou de câbles tendus. L'usage actuel se porte davantage sur cette dernière solution, qui maintient les végétaux à distance du mur et empêchent toute adhésion des crampons. Ancrées dans le sol à la base du mur, les plantes vivent en pleine terre ou dans un substrat nutritif, parfois en container. Le poids est variable selon l'épaisseur (maximum de 20 cm). Le substrat est un mélange de divers éléments tels que tourbe, la perlite, les fibres coco ou la pouzzolane. Le système peut inclure une alarme téléphonique en cas de défaut d'irrigation. Avec cette technique, la couverture du mur par les végétaux prend bien sûr un certain temps, celui de la pousse. Coût estimé : environ 500 e HT/m².

L'autre solution consiste à intégrer le substrat au bâtiment. Outre les classiques balconnières ou jardinières, certains procédés plus complexes sont apparus :

.les systèmes sur mesure : c'est la solution proposée par Patrick Blanc, botaniste et inventeur du concept de murs végétaux : « Sur un mur porteur ou une structure porteuse, est placée une ossature métallique qui soutient une plaque de PVC expansé de 10 mm d'épaisseur, sur laquelle sont agrafées deux couches de feutre de polyamide de 3 mm d'épaisseur chacune. Ces couches de feutre miment en quelque sorte les mousses qui se développent sur les parois rocheuses et qui servent de support aux racines de nombreuses plantes. Un réseau de tuyaux commandés par des électrovannes apporte une solution nutritive contenant les éléments minéraux dissous nécessaires à la croissance des plantes. Le feutre s'imprègne par capillarité de cette solution nutritive, laquelle descend le long du mur par gravité. Les racines des plantes y prélèvent les éléments nutritifs dont elles ont besoin, et l'eau en excès est recueillie en bas du mur par une gouttière, avant d'être réinjectée dans le réseau de tuyaux : le système fonctionne en circuit fermé. Les plantes sont choisies pour leur capacité à croître sur ce type de milieu et en fonction de la lumière disponible. » Ici, le poids est d'environ 30 kg/m².

. Les systèmes modulaires : ils sont constitués de modules ou de panneaux de 0,2 à 2 m² qui sont remplis de substrat et enserrés dans une structure en grillage. Les modules sont mis en culture à l'horizontale pour une bonne installation des végétaux, puis livrés prévégétalisés et assemblés sur le chantier. L'effet de végétalisation est donc immédiat. Le support de culture est maintenu de façon naturelle verticalement. Le module propose un substrat composé soit d'une laine minérale d'une densité adaptée au chantier, d'une barrière capillaire, et d'un tapis de sedum, soit d'un substrat minéral (feutre horticole imputrescible) ou végétal dans lequel les plantes vont s'enraciner, se maintenir et se développer.

Les modules peuvent prendre la forme de panneaux PVC pré-ensemencés, accrochés sur une structure légère. Celle-ci peut avoir par exemple un maillage de 0,50 m avec une section carrée de 40 x 40 mm et être reprise par des poteaux porteurs implantés tous les mètres, selon une section rectangulaire 150 x 80 mm pour une hauteur de 3 m. Si la structure dépasse les 3 m, il faudra prévoir des renforts et surtout des sections de poteau porteur plus importantes, une section de 200 x 120 mm pour une hauteur 5 m. Certains complexes fixent les végétaux dans des alvéoles, d'autres dans les poches ou les maintiennent dans un treillis métallique.

Ce complexe plante substrat s'apparente à un bardage maintenu par une structure secondaire rapportée et il est désolidarisé de la façade par une lame d'air ventilée. L'encadrement est généralement une structure en acier galvanisé qui assure la rigidité de l'ouvrage. Ce métal a l'avantage d'être solide et léger et surtout d'être insensible à l'eau. C'est un matériau qui ne rouille pas, et qui évite donc les salissures au niveau des murs et du sol. La structure, fixée par une cornière acier, est creuse et intègre tous les réseaux (arrosage et électricité). L'épaisseur peut varier de 105 à 150 mm, la lame d'air faisant 20 mm. Le poids de la structure est d'environ 50 kg/m2.

Le système d'alimentation en eau de chaque panneau ou module intègre, sur toute la partie supérieure de la structure, des tuyaux d'arrosage goutte à goutte connectés à une centrale de distribution d'eau et de fertilisants. Ce système fait appel à l'hydroponie (agriculture hors-sol). À un goutteur implanté tous les 25 à 50 cm, est associé un minuteur programmé. Dans les systèmes les plus écologiques, un rail ou un caniveau récupère au niveau du sol les eaux de ruissellements et les collecte pour les réinjecter ensuite dans le circuit d'arrosage, après les avoir préalablement filtrées. Cette technique permet d'avoir une gestion durable en limitant les consommations d'eau.

À crampons, vrilles ou. volubiles

Avant toute notion esthétique, les plantes doivent être choisies en fonction de la région. En zones soumises à des hivers rudes, des végétaux à feuilles caduques en façade sud seront préférés aux végétaux à feuilles persistantes qui, en revanche, protègeront bien des intempéries les façades nord de la construction. Environ un tiers des demandes énergétiques d'un bâtiment en hiver est dû à la présence de vents et de courants d'air.

Le choix des plantes dépend aussi de leur adaptabilité à un environnement donné. La plupart des fabricants proposent d'ailleurs différentes gammes végétales selon les conditions climatiques données. Il s'agit toujours de plantes résistantes à enracinement superficiel qui sont adaptées à la position verticale.

Les plantes grimpantes développent différents modes de fixation à la structure : ventouse, racines, crampons, tiges volubiles ou vrilles. Contrairement aux idées reçues, c'est une solution simple et sans risque pour le mur s'il est sain (mur récent ou rénové, crépis de bonne qualité, sans fissure ni salpêtre, etc..) Faciles à mettre en œuvre, les plantes à crampons fournissent un résultat spectaculaire mais ne conviennent qu'à certains types de surfaces. En effet, pour qu'elles puissent coloniser la façade, leurs racines aériennes doivent trouver suffisamment de rugosité : elles sont donc à proscrire sur métal ou plastique et sur des revêtements pulvérulents tels que la chaux. Les plantes volubiles (wistérias.) se développent bien à la verticale et peuvent atteindre des hauteurs voisines d'une trentaine de mètres. Mais là encore, pour pousser correctement, ces plantes nécessitent des surfaces rugueuses. Les plantes à vrilles ou à feuilles spécialisées poussent la plupart du temps sur des treillages constitués d'éléments horizontaux et verticaux.

On peut aussi mettre en œuvre des plantes retombantes, tout à fait adaptées à la végétalisation des façades, mais dont le développement est assez limité sous nos climats tempérés, puisqu'il n'atteint en général que 5 m environ.

Des avantages nombreux

Les plantes en culture hydroponique sont très différentes puisque peuvent être utilisées les espèces retombantes, tapissantes, fougères, plantes exotiques (broméliacées, orchidées, lianes, aracées..), des succulentes, des arbustes aussi, etc. La densité de plantation dépend bien évidemment des espèces végétales plantées et de leur développement, mais une densité de 20 à 30 sujets par m2 semble être un bon chiffre (1 plant tout les 20 cm).

Un mur végétal constitue un régulateur thermique perfectionné. En plus de la mise à l'ombre des façades, il réduit également la température de son support par sa lame d'air ventilée et rafraîchie par évapotranspiration. C'est sans doute pour le confort d'été qu'une enveloppe végétalisée est la plus performante grâce à la combinaison de l'évapotranspiration des plantes et de la mise à l'ombre à l'abri du rayonnement solaire direct des parois par le feuillage. Le phénomène d'évapotranspiration est un mécanisme qui sert à réguler la température des plantes : les racines des végétaux captent l'eau qui se trouve dans le sol et qui s'échappe ensuite pour partie au travers des micropores des feuilles, l'autre partie servant à la photosynthèse. La plante va ainsi capter l'énergie solaire et l'utiliser dans l'évapotranspiration pour produire un effet de rafraîchissement de l'air ambiant à proximité immédiate. L'évaporation sera d'autant plus importante que le rayonnement solaire est intense. Plus le complexe est gorgé d'eau, plus le végétal sera efficace. Lorsque l'eau se fait plus rare, les micropores se referment et la transpiration se ralentit, évitant à la plante de trop souffrir du manque d'eau. Il est donc primordial, pour que ce système soit efficace, de pourvoir en eau le dispositif végétalisé.

Les capacités isolantes d'une enveloppe végétale varient ainsi selon la nature de la plante (feuilles caduques ou non), sa morphologie et la quantité d'eau présente dans le complexe de façade végétalisée. Mais en complément, le manteau végétal contribue à éliminer les polluants (gazeux et métaux lourds). Par l'évapotranspiration, les enveloppes végétales vont limiter les courants convecteurs d'été qui soulèvent les poussières et les pollens, et prendre une part importante dans la diminution de l'effet d'îlot de chaleur urbain si elles sont bien arrosées. En plus, les plantes jouent un rôle protecteur de la paroi et amortissent les bruits par blocage des fréquences basses (substrat) et plus élevées (végétal).

Quel entretien ?

Les murs végétalisés sont plus fragiles que les espaces verts classiques et les étapes de leur entretien sont incontournables. Avec un système d'irrigation intégrée, un minimum de deux visites techniques de contrôle et d'entretien par an est indispensable et nécessite impérativement :

. le désherbage et la taille des végétaux qui peuvent devenir envahissants (de deux à six fois par an selon les cas), un apport régulier de produits phyto-sanitaires et le réajustement du niveau de solution nutritive avec gestion de la lutte biologique pour éviter l'installation de nuisibles (cochenilles ou pucerons) ;

.le traitement des maladies et le remplacement de végétaux en mauvais état (en général pas plus de 5 %) ;

.la maintenance du système d'arrosage avec vérification du système de goutte-à-goutte (remplacement des gaines à goutteurs tous les 3 à 5 ans selon la teneur en calcaire de l'eau utilisée afin de maintenir un fonctionnement optimal du réseau), vérification du pH de l'eau, maintenance de la pompe, vérification du minuteur.

.l'inspection du tissu de support.

Respecter les rythmes de la flore

Pour les autres types de plantations en pied de mur et pour les façades de plantes grimpantes, l'entretien est moindre, mais nécessaire, notamment au départ pour la bonne croissance des végétaux, ainsi que leur guidage le long de la façade. La taille des végétaux et le remplacement de certaines pièces d'accroche restent aussi indispensables. Si le mur est d'une hauteur importante, son entretien nécessitera la location d'une nacelle.

Dans tous les cas, la maintenance devra se faire à certaines époques particulières de l'année afin de respecter les rythmes de la flore, mais aussi de la faune qui y aura trouvé refuge : il faut éviter les périodes de nidification ou les périodes de froid hivernal pendant lesquelles la végétation sert d'abri pour de nombreux invertébrés. Par ailleurs, les points suivants doivent être respectés :

.le mur ou le support, s'ils ne sont pas conçus par l'architecte pour résister à l'eau enrichie de nutriments, doivent en être protégés. Certains murs maçonnés à la terre ou à la chaux hydraulique doivent être protégés de la pénétration de racines susceptibles de les dégrader. Ainsi, attention à ne pas faire grimper du lierre sur un mur dont les joints sont abîmés (joints sableux) et qui peut être dommageable pour la surface.

Ce végétal n'abîme pas les façades (bien qu'il puisse tout de même endommager les peintures où ses crampons laissent des traces), sauf dans le cas de murs maçonnés à la chaux hydraulique naturelle ou à la terre, qui seraient assez humides pour que les racines puissent y vivre.

.Les plantes grimpantes sur support (grillage, treilles, câblages) sont mises en œuvre à une certaine distance de la façade pour ne pas la dégrader (ce point devant être régulièrement vérifié lors de la maintenance). Mais les plantes grimpantes ne doivent pas atteindre les tuiles, ardoises ni les gouttières afin de ne pas boucher ou freiner l'évacuation des eaux pluviales.

Il faut donc contrôler, guider, sélectionner ou adapter la végétalisation selon le type de mur ou de support avec certaines plantes grimpantes, telles que la glycine, qui peuvent s'enrouler autour des gouttières, des tuyauteries, et les compresser jusqu'à la rupture.

Une taille régulière (une à deux fois par an) permet de contenir les plantes pour éviter les détériorations du bâtiment. Il faut aussi tailler régulièrement les végétaux autour des ouvertures, prises d'air, cheminées, de manière à ce que la végétation ne guide pas des espèces indésirables ou invasives vers les espaces intérieurs (insectes ou araignées, etc.).

Un filtre de type moustiquaire peut protéger les prises d'air.

Enfin, si la consommation d'eau de ces systèmes est relativement importante (200 à 250 l d'eau/m2/an en région Ile-de-France, par exemple), on peut faire provenir cette eau d'une citerne de stockage et du surplus d'eau de la façade collectée et réinjectée dans le complexe. En outre, avec des végétaux bien adaptés au milieu, les fréquences d'arrosages et les apports en engrais peuvent être considérablement réduites. Toutes ces opérations se font généralement dans le cadre d'un contrat d'entretien, fortement recommandé, notamment pour les installations de grandes tailles.

Le véritable inconvénient de ces systèmes réside dans le fait que ces complexes de façade étant assez récents, on dispose encore de peu de recul sur leur durée de vie. Dernier point à savoir sur le plan de la réglementation : les murs végétaux sont considérés comme un habillage de façade. Il n'y a donc pas de garantie décennale sur ces installations.

Tableaux : Tableau des fabricant et tableau des principaux types de végétalisation des façades

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