Quatre piliers de la stratégie de Hambourg en matière de routes vertes: incitation financière, dialogue, réglementation et science
En réponse au changement climatique, l’un des objectifs de Hambourg est de devenir plus vert, dans la ville et sur les toits. Dans ce contexte, Hambourg est la première ville allemande à avoir élaboré une stratégie globale sur le toit vert. L’objectif est d’installer un total de 100 hectares de toiture verte dans la zone métropolitaine. Le ministère de l’Environnement et de l’Énergie de Hambourg apporte un soutien financier à la création de toitures vertes pour un montant de 3 millions d’euros jusqu’à la fin de 2024.
Les propriétaires d’immeubles peuvent recevoir des subventions pour couvrir jusqu’à 60 % des coûts d’installation. L’avantage supplémentaire découle de la baisse des coûts d’entretien en raison de la durée de vie plus longue des toitures vertes, de la baisse des coûts énergétiques en raison de l’amélioration de l’isolation des bâtiments et d’une réduction de 50 % des frais d’eau de pluie grâce à la fonction de rétention d’eau de pluie des toitures vertes.
Description de l'étude de cas
Défis
Selon l’ évaluation nationale sur le changement climatique pour l’Allemagne (2017), les projections jusqu’à la fin duXXIe siècle par rapport à la période de référence (1971-2000) montrent une augmentation de la température moyenne de l’air près de la surface en Allemagne de 1,2 à 3,2 °C (considérant respectivement un scénario modéré et intermédiaire) ou de 3,2 à 4,6 °C (compte tenu de la poursuite des émissions élevées actuelles). Une augmentation plus forte est attendue en été, les températures devant augmenter jusqu’à 4,8 °C d’ici la fin du siècle. Sous les émissions de gaz à effet de serre sans relâche, l’intensification considérable des températures extrêmes et les vagues de chaleur estivales remettent en cause toute l’Europe occidentale, y compris l’Allemagne. Par rapport à la période de référence (1971-2000), la plupart des simulations pourle 21ème siècle montrent une augmentation des précipitations en hiver avec une fourchette pour le scénario modéré de -3 à + 17 %, et de + 8 à + 32 % pour un scénario où les émissions de gaz à effet de serre sont inchangées. En outre, disponibles au niveau national indiquent un potentiel accru de fortes tempêtes et d’inondations avec des risques associés et une pression accrue sur les systèmes de drainage urbain.
Les toits verts peuvent fournir une partie d’une solution à ces impacts projetés sur le changement climatique en atténuant l’augmentation de la température et les précipitations extrêmes.
Objectifs
Hambourg compte un nombre croissant de résidents menant à une politique d’expansion urbaine nécessitant un grand nombrede logements supplémentaires. Pour maintenir la structure urbaine compacte de Hambourg, l’objectif est d’améliorer la qualité (plutôt que la quantité) des espaces verts ouverts. Dans ce contexte, l’objectif de Hambourg est d’être plus vert — en haut.
La stratégie sur le toit vert de Hambourg vise à verdir au moins 70 % des bâtiments neufs et des toits plats ou en pente douce qui sont en cours de rénovation. Cela équivaut à planter un total de 100 hectares de toiture verte avec des plantes et des fleurs dans la zone métropolitaine, l’équivalent du double de la surface du parc urbain «Planten un Blomen» (45 hectares). Environ 20 % de ces espaces ouverts nouvellement verdoyants devraient être mis à la disposition des résidents et des travailleurs à des fins récréatives (terrains de sport et parcs, ou en tant que jardins à usage partagé par la communauté du logement). En promouvant les toits verts, la ville vise à encourager les zones de loisirs économes en espace, à améliorer la capacité de rétention des eaux de pluie de la ville, à accroître la biodiversité et à réduire les effets extrêmes des températures.
Options d'adaptation mises en oeuvre dans ce cas
- Conception des zones urbaines et des bâtiments sensibles à l’eau
- Campagnes de sensibilisation au changement de comportement
- Incitations économiques au changement de comportement
- Résilience des bâtiments au changement climatique face à la chaleur excessive
- Espaces verts et couloirs dans les zones urbaines
Solutions
Hambourg est une ville en croissance constante, démontrant que la création d’un nouvel espace de vie et d’une prise de conscience verte peut être compatible. La stratégie environnementale de la ville, telle qu’énoncée dans le plan climatique de 2016, traite des effets du changement climatique tels que l’augmentation des fortes pluies, des inondations et des vagues de chaleur. Les toits verts dans ce contexte améliorent à la fois le climat de la ville et la gestion de l’eau.
En ce qui concerne le climat de la ville, les toits verts refroidissent les environs et augmentent l’humidité, ce qui réduit l’effet d’îlot de chaleur urbain. En outre, les toits verts offrent une meilleure isolation aux bâtiments et donc une meilleure adaptation à des températures plus extrêmes. De plus, les toits verdoyants améliorent la gestion de l’eau grâce à la rétention de l’eau de pluie et à l’évaporation naturelle. Ils conservent entre 50 et 90 % des précipitations annuelles et jusqu’à 30 à 40 % des fortes précipitations (ville de Hambourg, lignes directrices pour la planification des toits verts).
La stratégie sur le toit vert (2014) complète la RISA de la ville (Adaptation des infrastructures pluviales 2030), la stratégie de la ville pour la gestion durable des eaux de pluie. Moins d’eau peut être drainée dans la ville de plus en plus dense tandis que les précipitations plus lourdes en raison du changement climatique sont de plus en plus fréquentes. En conséquence, le réseau d’égouts est surchargé et les rivières éclatent leurs rives. Cela a fait de «Hamburg Wasser», le service d’eau de la ville, d’imposer des restrictions strictes sur les rejets d’eau par maison et par temps. Cette limite stricte implique que l’excès d’eau de pluie devrait être temporairement conservé afin d’éviter une surcharge du réseau d’égouts. Les calculs montrent qu’en moyenne 60 % de l’eau de pluie doit être conservée pour éviter une surcharge d’eaux usées. La gestion des eaux pluviales à Hambourg est un objectif interdisciplinaire et transadministratif et des recommandations figurent dans le document «RISA Structural Plan Rainwater 2030» (Strukturplan Regenwasser 2030), publié en 2016. Les toits verts de Hambourg peuvent contribuer à soulager l’infrastructure de drainage en réduisant la quantité totale de ruissellement des eaux de pluie et en ralentissant la vitesse du ruissellement restant.
Les toits verts dégagent également l’air en absorbant la poussière et les substances nocives. En outre, les toits verts offrent un nouvel espace de loisirs dans le centre-ville densément peuplé. Les entreprises et les propriétaires auront un avantage concurrentiel clair avec un toit vert. Ces nouveaux espaces verts en plein milieu de la ville sont particulièrement attrayants pour les résidents et les travailleurs. Ils peuvent se détendre, faire du sport ou planter des légumes et des fleurs.
Afin de réussir avec la stratégie sur le toit vert, la ville allie promotion, dialogue, politique et recherche:
- Promotion: avec un programme d’incitation, la ville accorde des subventions jusqu’en 2024 à chaque propriétaire (privé ou public) qui décide volontairement d’un toit vert. La subvention est versée à la fois pour la rénovation du toit ainsi que pour les toitures vertes dans les nouveaux bâtiments.
- Communication et dialogue: Le programme d’incitation est fortement communiqué avec une campagne de sensibilisation à l’échelle de la ville «On Your Roofs, Get Set, Green!». À l’aide d’affiches, de brochures, d’articles de presse et de promotion sur Internet, les avantages du toit vert sont partagés avec les habitants de Hambourg et les visiteurs. Le verdissement des toits publics est un excellent exemple promotionnel. Un dialogue est nécessaire avec les politiciens, les autorités, les architectes, les ingénieurs et les économistes locaux. Un responsable de la communication à temps plein au ministère de l’Environnement et de l’Énergie de Hambourg est chargé de toutes les actions de communication.
- Politique et réglementation: intégrer la stratégie de toit vert dans la planification du paysage urbain. La stratégie vise à intégrer ou à améliorer les toits verts dans des instruments juridiquement contraignants tels que la loi sur le bâtiment de Hambourg, la loi sur les eaux usées, la réglementation des plantations sur les systèmes structurels et les plans d’utilisation des sols.
- Soutien scientifique: L’Université HafenCity fournit un soutien scientifique (projet pilote RISA, voir la section sur les coûts et les avantages) à la stratégie sur le toit vert. Les scientifiques de l’université évaluent les résultats internationaux sur les toits verts afin d’élaborer leurs propres recommandations pour la construction de toitures vertes à Hambourg et de recueillir des données sur la rétention d’eau et l’efficacité de la gestion de l’eau des toitures vertes, en particulier avec de graves explosions de nuages (ce dernier pour convaincre les sceptiques qui remettent en question les capacités de rétention d’eau du toit vert des grands toits). En fait, la ville de Hambourg et l’Université HafenCity veulent développer des orientations pour la promotion des toits verts que d’autres villes peuvent ensuite utiliser pour créer leurs propres mesures d’adaptation au changement climatique. Les travaux scientifiques sont en partie financés par le gouvernement fédéral allemand dans le cadre du projet «Mesures d’adaptation au changement climatique».
Depuis 2014, date du déjeuner de la stratégie sur le toit vert, environ 44 ha de toits verts ont été mis en œuvre pour atteindre un total de 168 ha (en sus des toits préexistants) dans la zone métropolitaine, dont 40 % sur le logement, 35 % sur l’industrie et les entreprises et 25 % sur les autres surfaces (estimations de 2020). Des toitures principalement vertes ont été installées sur de nouveaux bâtiments (75 %). La grande surface de parking souterrain avec toits verts intensifs ne sont pas inclus dans les 168 ha. En outre, une végétation de 20 ha est prévue sur le couvercle de l’autoroute A7 passant par Hambourg, et 1,85 ha supplémentaire sont prévus sur le couvercle de l’autoroute Schnelsen, qui est en construction. Actuellement, il y a 10 000 permis de planification et de construction pour les logements par an et la plupart d’entre eux avec des toits verts sont en cours.
Les toits verts promus par la stratégie sur le toit vert comprennent des toits verts étendus, simplement intensifs et intensifs. Les toits verts étendus sont la solution la plus simple et peu coûteuse, nécessitant une faible épaisseur de couche (5-15 cm) et très peu d’entretien. Le verdissement intensif simple est une forme de transition entre le verdissement intensif et le verdissement étendu. Une structure de substrat d’au moins 12 centimètres est nécessaire pour la variation des graminées, des arbustes et des petits arbres. Tout simplement des toits verts intensifs peuvent être développés comme jardins de toit utilisables ou comme espaces de jardin naturels avec un caractère biotope. Le toit vert intensif comprend des paysages de jardin utilisables et accessibles avec des herbes, des arbustes, des plantes ligneuses ou des étangs sur le toit. Les toits verts intensifs offrent à la ville de nouveaux espaces ouverts qui peuvent être utilisés comme jardins, aires de jeux ou aires de loisirs. Le verdissement intensif nécessite une épaisseur de substrat d’au moins 25 centimètres.
Pertinence
Cas développé, mis en œuvre et partiellement financé en tant que mesure d'adaptation au changement climatique.
Détails supplémentaires
Participation des parties prenantes
Hambourg utilise un large éventail de réseaux et de coopération avec d’autres villes pour se présenter comme un centre d’action climatique aux niveaux régional, national, européen et international. L’expérience acquise dans ce processus est utilisée dans sa propre réponse au changement climatique. Lors de l’élaboration du programme d’incitation pour les toits verts, Hambourg a associé d’autres villes à la recherche de bonnes pratiques et à la demande de retour d’informations sur les versions préliminaires du programme d’incitation. Sur la base de cette interaction avec d’autres villes, Hambourg a décidé d’avoir son programme d’incitation financière basé sur la surface et l’épaisseur des toits verts au lieu de la capacité de rétention d’eau, comme c’est le cas dans la plupart des programmes dans d’autres villes. Cette décision a conduit les constructeurs à se concentrer non seulement sur la rétention d’eau, mais aussi sur d’autres avantages que les toits verts peuvent avoir, par exemple dans le contexte de la biodiversité et de l’utilisation de l’espace.
Au sein de la ville, un groupe de parties prenantes a été créé, comprenant des sociétés immobilières, des constructeurs, des architectes paysagistes et des urbanistes, fixant ensemble l’objectif commun de «100 hectares en 10 ans». Parallèlement au dialogue avec d’autres villes, ce groupe a participé à la définition du programme d’incitation. D’autres groupes de parties prenantes ont été mis en place pour travailler sur des thèmes spécifiques, tels que la protection contre l’incendie des façades vertes à long terme et l’évaluation des coûts des toitures vertes (coûts de construction, coûts du cycle de vie, économies de coûts).
Facteurs de réussite et facteurs limitants
La stratégie sur le toit vert s’inscrit dans l’objectif de Hambourg d’être une ville compacte, toujours respectueuse du climat et résiliente. À cette fin, les toits verts offrent une solution multifonctionnelle, favorisant le succès de l’initiative globale. En plus de réduire les menaces liées au changement climatique, elles améliorent fortement les espaces verts dans la ville. Investir dans des toitures vertes pour s’adapter à l’augmentation de la gestion des eaux pluviales et des risques d’inondation est financièrement avantageux et réduit au minimum le coût de la modernisation du réseau actuel d’égouts. Le ministère fédéral allemand de l’environnement, de la conservation de la nature et de la sûreté nucléaire (BMU) soutient la stratégie sur le toit vert de Hambourg en tant que projet pilote dans le cadre du programme «Mesures d’adaptation au changement climatique», fournissant un soutien financier, la mise en réseau et le transfert de connaissances.
Un facteur clé de réussite repose sur le système de subventions mis en place pour soutenir les mesures volontaires (intensibles ou étendues) de toiture verte dans les bâtiments résidentiels et non résidentiels (voir la section «Coûts et avantages» pour plus de détails). En outre, l’installation de toitures vertes sur le site peut également contribuer à la compensation de la nature, comme l’exigent le code allemand du droit de la construction et la loi fédérale sur la conservation de la nature en cas de construction de nouveaux bâtiments et de garages ayant une incidence sur la nature.
Le succès de l’initiative a été renforcé par la participation à des initiatives européennes en tant que réseau européen de capital vert, visant à placer la durabilité au cœur des politiques locales. Dans le cadre de cette initiative, la stratégie sur le toit vert de Hambourg a été incluse dans la boîte à outils à l’épreuve de l’avenir. En outre, il s’inscrivait dans le cadre du projet Horizon 2020 CLEVER Cities, contribuant à l’amélioration des solutions fondées sur la nature dans les villes.
La promotion et la communication de la stratégie sur le toit vert constituent une priorité absolue et plusieurs obstacles doivent encore être relevés. Par exemple, on s’est interrogé sur la question de savoir si les toits verts fournissent effectivement les capacités de rétention d’eau nécessaires, en particulier en cas de forte tempête. La préoccupation est que le soutien à cette approche ne provient que de milieux expérimentaux à petite échelle et que les toits réels et grands ne fourniraient pas un service de rétention adéquat. Pour résoudre le problème, l’Université HafenCity a étudié cette question dans le cadre du projet pilote RISA (2017-2021; voir la section sur les coûts et avantages pour plus de détails).
En outre, lors du lancement de la stratégie sur le toit vert, il a été contesté si Hambourg disposait de toits plats suffisants pour réussir la stratégie. La recherche basée sur les SIG a résolu cette question, montrant que plus de 40 % des toits des villes sont plats et adaptés au verdissement. Un autre défi particulier nécessitant de solides efforts de communication sur les avantages positifs des toits verts a été l’apparition d’animaux spécifiques sur les toits verts. Sur l’un des toits plats de l’industrie, une colonie de goélands de mer de plus de 5000 individus a trouvé une nouvelle maison, retirant d’autres entreprises pour installer également des toits verts. De même, les toits verts attirent les insectes, ce qui peut amener les gens à décider de ne pas choisir un toit vert. La communication et la recherche se sont donc révélées être un élément crucial pour réussir avec la stratégie sur le toit vert.
En outre, les objectifs de création de logements abordables sont toujours perçus par le secteur du logement comme étant en contradiction avec les toits verts, malgré la science montrant qu’il n’y a pas d’augmentation des coûts du cycle de vie. L’intention de rendre les toits verts obligatoires par la loi en combinaison avec des panneaux solaires est également perçue comme une limitation par le secteur de l’industrie qui est réticent à accepter d’autres systèmes de réglementation.
Coûts et bénéfices
Selon la stratégie sur le toit vert de Hambourg, les toits verts sont un investissement avec des rendements futurs clairs. Un toit vert peut créer un climat de construction plus agréable et aider à réduire les coûts de chauffage ou de refroidissement. Il isole en hiver et se refroidit en été, ce qui entraîne des économies d’énergie variant de 3 à 10 % pour les toits verts étendus (lignes directrices pour la planification des toitsverts) et jusqu’à 44 % pour les toits verts intensifs, en fonction des mesures d’isolation du toit. Ainsi, la mesure montre des synergies claires avec les mesures d’atténuation. Il protège également l’étanchéité du toit contre les effets d’altération de sorte que les toits verts durent jusqu’à deux fois plus longtemps que les toits plats conventionnels. Les plantes et le substrat sur les toits verts conservent une grande quantité d’eau de pluie, ce qui se traduit par des économies supplémentaires d’environ 50 % sur les frais d’eau de pluie en moyenne pour les propriétaires de maisons à Hambourg. Dans les cas où le rejet d’eau ne nécessite pas de raccordement au réseau d’égouts, les frais peuvent être complètement éliminés.
Des tests de capacité de rétention de quatre types différents de toits verts ont été effectués sur 220 m2 et comparés à un toit de gravier traditionnel sur trois immeubles voisins dans le quartier résidentiel «Am Weißenberge» de Hambourg (projet pilote RISA). Les toits verts ont été équipés d’un stockage de l’eau de pluie en dessous du niveau du substrat combiné à une manette d’accélérateur pour permettre une rétention accrue et une libération retardée de l’eau des toits, particulièrement utile en cas de précipitations extrêmes. Sur 12 mois, les toits verts ont réduit l’écoulement entre 100 % et 76 % par rapport à 13 % du toit de gravier. Un événement de retour de 8 ans qui s’est produit sur deux heures a conduit à pratiquement aucune fuite pendant l’événement et les toits verts ont pu retenir l’eau pendant les 24 heures suivantes. Les toits verts peuvent être qu’un toit conventionnel lors d’une chaude journée d’été. Hambourg cherche à quantifier les effets d’autres avantages des toitures vertes, notamment la réduction deU rban Heat I sland (UHI).
Les coûts pour la plupart des toits verts étendus sont de l’ordre de 40 à 45 EUR/m2, tandis que les toits verts intensifs peuvent coûter environ 58 EUR/m2. Des études comparatives sur les coûts du cycle de vie des toits verts et des toits de goudron noir à Hambourg ont montré que les coûts sont égaux après 40 ans (évaluation économique du toit vert de Hambourg). Cependant, l’étude n’incluait que les coûts et non les avantages sociaux tels que l’impact de la rétention d’eau sur l’ensemble de la zone urbaine, la réduction de l’IUS et l’esthétique.
Le ministère de l’Environnement, du Climat, de l’Energie et de l’Agriculture de Hambourg investit environ 500 000 EUR de ses ressources propres pour la mise en œuvre de la stratégie globale sur le toit vert, y compris des efforts dans les quatre domaines d’activité: promotion/soutien, dialogue et communication, soutien scientifique et politique/réglementation. Il comprend également un employé à temps plein basé au ministère. En outre, le ministère et l’Université de Harbour City reçoivent 300 000 EUR de subventions fédérales sur la base des dépenses du ministère allemand de l’environnement dans le cadre d’un programme de financement en faveur des activités locales d’adaptation au changement climatique. Cette subvention fédérale sur la base des dépenses est utilisée pour payer un agentdes communications à temps plein et un chercheur à temps partiel HafenCity pendant 2-3 ans.
Le programme d’incitation de la stratégie sur le toit vert dispose de 3 millions d’euros jusqu’à la fin de 2024. Ce montant comprend la rémunération totale à fournir dans le cadre du programme d’incitation financière mis en œuvre par l’intermédiaire de la banque d’investissement et de développement de Hambourg (IFB), qui gère toutes les demandes et transactions pour le programme d’incitations sur le toit vert. Sur le total de 3 millions d’euros, 2 millions d’euros proviennent de la ligne budgétaire «mise en œuvre et service» du ministère chargé du développement urbain et de l’environnement; L’autre million d’euros provient du fonds d’innovation du bureau du Sénat (le gouvernement fédéral de Hambourg). Depuis le1er juin 2020, le système de subventions prévoit également un soutien financier et pratique aux façades vertes, avec un financement global de 0,5 million d’euros. Au moins 13,5 millions d’euros ont été investis dans des toits verts à Hambourg au cours des six dernières années, dont 1,5 million d’euros sont des fonds publics provenant du programme d’incitation de la stratégie sur le toit vert.
La multifonctionnalité des toits verts se reflète dans le système de subventions soutenant la stratégie sur le toit vert. La ville subventionne 30 à 60 % des coûts des mesures volontaires d’écologisation et jusqu’à 50 000 EUR. Des subventions supplémentaires sont accordées si le toit est situé dans le centre-ville, utilisé pour produire de l’énergie solaire ou disponible pour plusieurs utilisateurs pour les loisirs et profiter de la nature urbaine.
Aspects légaux
La stratégie actuelle sur le toit vert combine les objectifs de la politique de développement urbain du développement durable des zones avec les objectifs d’adaptation au réchauffement climatique et au changement climatique. En outre, conformément à la Loi sur la conservation de la nature, les toits verts sont considérés comme une mesure possible dans le contexte de la compensation de l’impact des bâtiments sur la nature. Hambourg travaille dans tous les départements et avec l’industrie du logement pour rendre les toits verts et les façades vertes obligatoires par la loi pour tous les bâtiments appropriés, mais fait face à des compromis avec un objectif politique d’augmenter les logements abordables et une industrie réticente à accepter une nouvelle réglementation.
La ville de Hambourg révise également régulièrement sa législation sur les toits verts, notamment en ce qui concerne les normes de qualité écologique des toitures. Plus précisément, depuis 2018, le toit vert standard est réglementé à 12 cm d’épaisseur de substrat pour le logement et les bureaux, tandis que les toits verts sur les grands bâtiments industriels doivent être au minimum de 8 mm d’épaisseur.
Temps de mise en œuvre
La stratégie sur le toit vert a débuté en 2014, lorsque Hambourg avait déjà environ 124 ha de toits verts. Le ministère de l’Environnement, du Climat, de l’Energie et de l’Agriculture de Hambourg soutient le programme d’incitation jusqu’à la fin de 2024.
Durée de vie
Un toit vert dure environ deux fois plus longtemps qu’un toit plat conventionnel. L’Institut Fraunhofer pour la physique du bâtiment (Fraunhofer-Institut für Bauphysik) a estimé la durée de vie d’un toit vert à 40 ans. Il existe également des exemples de toitures vertes en Allemagne qui ont déjà 100 ans. La couche végétale protège l’étanchéité du toit des rayons UV et de l’influence directe des intempéries. En outre, il prévient les fluctuations de température nocives dans le revêtement de toit, ce qui sur les toits plats conventionnels peut entraîner des fissures dans l’étanchéité du toit.
Informations de référence
Contacter
Bart Jan Davidse
Free and Hanseatic City of Hamburg
Ministry for Environment, Climate, Energy and Agriculture,
Neuenfelder Straße 19, 21109 Hamburg, Germany
Tel.: +49 40 42840-0
General e-mail: stabsstelleklimafolgenanpassung@bukea.hamburg.de
Hanna Bornholdt
Ministry for Environment, Climate, Energy and Agriculture
General E-mail: gruendach@bukea.hamburg.de
Sites Internet
Référence
Hamburg’s Green roof and Economic Evaluation, (2017)
Green Roofs – Guidelines for Planning, (2019)
EEA, (2021). Nature-based solutions in Europe: Policy, knowledge and practice for climate change adaptation and disaster risk reduction. EEA Report 1/2021.
Publié dans Climate-ADAPT Nov 22 2022 - Dernière modification dans Climate-ADAPT Mar 07 2024
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