Toitures vertes à Bâle, Suisse: combiner mesures d'atténuation et d'adaptation

Selon les scénarios climatiques CH2018 pour la Suisse, à Bâle, le nombre de jours avec une température maximale égale ou supérieure à 30 °C va passer de la valeur de référence 1981-2010 de 10,5 à 24,7 en 2035, 28 en 2060 et 68,5 en 2085 dans le scénario climatique RCP8.5. Le nombre de nuits tropicales (température minimale égale ou supérieure à 20 °C) passera respectivement de 0,6 à 5,9, 15,8 et 40,3 pour les années 2035, 2060 et 2085 au titre du RCP8.5. Dans la région du Plateau suisse, les précipitations annuelles moyennes peuvent augmenter jusqu'à 10% en 2035, 8,4% en 2060 et 10,5% en 2085 sous RCP8.5 (bien que des réductions des précipitations allant de -2% à -5,4% puissent se produire pour les estimations basses sous le même RCP).

Compte tenu de ces changements prévus dans les conditions climatiques, il a été constaté que les toits verts offrent des possibilités de combiner les économies d'énergie, l'atténuation du changement climatique et l'adaptation à celui-ci, ainsi que les objectifs en matière de biodiversité.

L'objectif principal de l'initiative sur les toits verts est d'accroître la couverture des toits verts dans la ville de Bâle grâce à l'utilisation d'une combinaison d'incitations financières et de réglementations en matière de construction. La réduction de la consommation d’énergie des bâtiments et la protection de la biodiversité ont été les principaux facteurs de motivation initiaux. Initialement, les toits verts, comme mesure d'économie d'énergie, ont été financés par la Ville de Bâle pour une période de deux ans au milieu des années 1990 afin d'accroître l'intérêt et la sensibilisation. Encouragés par le succès de ce projet, des fonds ont été alloués à une étude documentant les avantages des toitures vertes pour la biodiversité. Le programme a été financé à nouveau en 2005-2007. Le nouveau programme précisait des lignes directrices (principalement liées aux caractéristiques écologiques et à la sécurité-incendie des toitures) auxquelles les projets de toiture verte devaient se conformer pour être admissibles aux fonds. Il est maintenant reconnu que les toits verts assurent également une fonction d'adaptation au changement climatique en limitant le ruissellement des eaux de surface et en réduisant la température dans les zones urbaines.

Dans de nombreuses villes de Suisse, de nombreux toits verts ont été créés dans les années 1980, principalement sous forme de projets pilotes, qui ont fourni une base de connaissances et d'expérience pour des initiatives ultérieures. En outre, 1995 a été l'année européenne de la conservation de la nature. Cela a donné l’impulsion à la première campagne de Bâle sur les toits verts, qui a débuté en 1996. Au début des années 1990, la ville de Bâle a mis en œuvre une loi visant à soutenir les mesures d’économie d’énergie. Selon cette loi, qui était la seule de ce type en Suisse, 5 % des factures énergétiques de tous les clients sont placées dans un fonds d’économies d’énergie, qui est ensuite utilisé pour financer des campagnes et des mesures d’économie d’énergie. Le ministère national de l'Environnement et de l'Énergie a décidé de poursuivre et de promouvoir les toits verts en utilisant cette source de fonds pour le programme 1996-1997. Un deuxième programme de financement a été mis en oeuvre en 2005-2007.

Aucune autre initiative de financement n'a été jugée nécessaire par la suite. La campagne a été considérée comme suffisamment réussie, et l'obligation de convertir en toit vert tous les toits plats dans les bâtiments neufs et rénovés qui sont entrés en vigueur en 2010 (renforcement de celui de 2002) a été jugée suffisante pour donner l'élan nécessaire à l'expansion des toits verts dans la municipalité.

Dans les zones densément bâties où il peut être impossible de fournir de vastes parcs et de planter des arbres, les toits végétalisés sont une option de verdissement réalisable. Ces toits atténuent non seulement l'effet d'îlot de chaleur urbain, mais agissent également comme isolants. En minimisant les gains de chaleur dans les bâtiments, les toits verts peuvent abaisser les températures intérieures jusqu’à 5 °C et, par conséquent, réduire le besoin de refroidissement et la consommation d’énergie associée, contribuant ainsi à l’atténuation du changement climatique et à l’adaptation à celui-ci. Des études de modélisation menées à Manchester, au Royaume-Uni, montrent que l’écologisation de tous les toits appropriés dans les zones densément bâties pourrait réduire le ruissellement des eaux pluviales de 17 à 20 % (Speak et al., 2013). Les toits verts peuvent également constituer des «étapes» pour les espèces migratrices dans des conditions climatiques changeantes.

Une enquête sur le nombre total de toits verts en 2006 a révélé la présence de 1 711 toits verts extensifs (toits à sol peu profond abritant principalement des plantes succulentes et des graminées) et de 218 toits verts intensifs (toits à sol plus profond pour accueillir des plantes et des arbres plus grands) dans la ville de Bâle. Ainsi, environ 23 % de la surface de toit plat de Bâle était verte en 2006. Depuis lors, une centaine de toitures vertes, couvrant une surface de 80 000 m2, ont été installées chaque année. Bien qu'il n'y ait pas de nouvelle estimation officielle disponible, cela devrait représenter environ 40% de la surface du toit à Bâle maintenant couverte par des toits verts, selon la municipalité de Bâle.

Pour les développeurs, l'installation de toits verts est maintenant considérée comme une routine, et les développeurs ne font aucune objection à leur installation. À Bâle, la réglementation sur les toitures vertes (c’est-à-dire la modification de 2002 de la loi sur la construction de la ville de Bâle) prévoit ce qui suit:

• Le milieu de culture devrait être constitué de sols régionaux indigènes — le règlement recommande de consulter un horticulteur;
• Le milieu de culture doit avoir au moins 10 cm de profondeur;
• Des monticules de 30 cm de haut et de 3 m de large devraient servir d'habitat aux invertébrés;
• La végétation doit être un mélange d'espèces végétales indigènes, caractéristiques de Bâle;
• Les toits verts sur les toits plats de plus de 1 000 m2 doivent faire l’objet d’une consultation avec l’expert de la ville en matière de toits verts lors de la conception et de la construction.

Une autre modification en 2015 a fixé l’épaisseur minimale du sol à 12 cm.

Avant le premier programme d'incitation (1996-1997), le ministère de l'Environnement et de l'Énergie a mené un sondage auprès du public suisse pour déterminer le niveau de soutien à une taxe sur l'électricité pour payer les mesures d'économie d'énergie. L'accent mis sur les toits verts a été promu par des chercheurs de l'Université des sciences appliquées de Zurich (ZHAW) à Wädenswil (Suisse), qui visaient à influencer les décideurs de Bâle pour modifier la réglementation du bâtiment et offrir des incitations financières pour augmenter la couverture des toits verts. Diverses parties prenantes ont été consultées lors de l’élaboration du concept de toiture verte et de la mise en place du premier programme d’incitation: l’association professionnelle locale, l’association horticole, l’association de toiture verte, l’organisation environnementale Pro Natura Basel, le département des parcs et cimetières de la ville de Bâle et le département national de l’environnement, des forêts et des paysages.

La réglementation de Bâle sur les toits verts n’a pas rencontré de résistance significative parce que toutes les parties prenantes ont été impliquées dans le processus dès le début et en raison du succès des programmes d’incitation. Pour les développeurs, l'installation de toits verts est maintenant considérée comme une pratique courante, et les développeurs ne s'opposent pas à leur installation. Les programmes d'incitation s'adressaient aux entreprises ainsi qu'aux résidents de Bâle. Au cours du programme d'incitations en 1996-1997, l'intérêt des médias a été élevé, et des journaux et des affiches ont été utilisés pour informer les résidents de Bâle des subventions. Cela a joué un rôle important dans son succès, car il a sensibilisé un large éventail d'intervenants aux toitures vertes. Des concours sur les toits verts les plus beaux sont organisés régulièrement.

Un ensemble complet de mécanismes, allant des incitations aux réglementations statutaires, a permis une large adoption des toits verts à Bâle. Le championnat du projet mené par un chercheur engagé de l’université des sciences appliquées de Zurich (Stefan Brenneisen) a contribué au succès de l’initiative. La participation de toutes les parties prenantes dès le début de l’initiative a permis de répondre aux questions et aux préoccupations et de veiller à ce que les objectifs de chacun soient atteints.

Une leçon importante est que, dans le contexte urbain, l’adaptation au changement climatique peut être compatible avec l’atténuation; le cas de Bâle montre que l’adaptation peut être guidée par des actions visant à économiser l’énergie et à atténuer le changement climatique. Il convient de rechercher et de maximiser les possibilités d’utiliser les développements urbains et d’infrastructures existants et en cours axés sur d’autres objectifs à des fins d’adaptation afin d’éviter toute mauvaise adaptation. Les toits verts en sont un excellent exemple.

Deux projets en cours, financés par le Bureau fédéral suisse de l'environnement, mesurent les avantages sur les toits verts en termes de biodiversité (insectes tels que les papillons et les coléoptères, et mollusques tels que les escargots), mais aucun résultat n'a été publié jusqu'à présent. Les deux projets visent également à mesurer l'impact du changement climatique, par exemple l'apparition de périodes de sécheresse pendant des périodes qui ne sont pas traditionnellement sèches (comme l'automne et le printemps), sur la composition en espèces des écosystèmes de toits verts. Les résultats et les progrès globaux du système de toits verts de Bâle seront présentés en 2023 lors du Green Roof Congress.

Les coûts et les subventions ont considérablement varié depuis le lancement du programme. Les coûts initiaux de l’écologisation des toitures ont été estimés à 100 CHF par m2. Les bénéficiaires du fonds ont reçu 20 CHF par m2 de toiture verte en 1996-1997, tant pour les nouveaux aménagements que pour la rénovation des toitures vertes d'un bâtiment existant. Dans le cadre du programme 2005-2007, les bénéficiaires ont reçu entre 30 et 40 CHF par m2 uniquement pour la rénovation de bâtiments existants.

Le coût est maintenant descendu à environ 23 CHF par m2. Les subventions ne sont plus en place et ne sont plus considérées comme nécessaires. Aujourd'hui, la technologie de toiture verte déployée à Bâle a convergé vers la configuration la plus simple, avec une membrane isolante à une couche, une couche de protection, puis une couche de sol de 12 à 15 cm d'épaisseur. Cette configuration garantit l'étanchéité et la solidité structurelle du bâtiment, et elle est autorisée par les codes et règlements du bâtiment, qui sont moins stricts que dans les pays voisins tels que l'Autriche.

Les toits verts présentent de multiples avantages, notamment en absorbant l’eau de pluie et en retardant le ruissellement (réduisant ainsi le risque d’inondation lors d’événements pluviométriques de haute intensité); assurer l'isolation des bâtiments; contribuer à abaisser les températures de l’air urbain et à atténuer l’effet d’îlot de chaleur urbain; créer un habitat pour les plantes et la faune; et fournir un paysage urbain plus esthétique.

Bâle a adopté une loi sur le bâtiment et la construction exigeant des toits verts sur tous les nouveaux développements avec des toits plats. La loi sur le bâtiment et la construction a depuis donné un élan majeur à l'augmentation du nombre de toits verts à Bâle. Un amendement, adopté en 2002, stipule que tous les toits plats neufs et rénovés doivent être verdoyants et stipule leur conception pour maximiser la biodiversité. Cette exigence a été renforcée en 2010 par un règlement qui imposait une toiture verte pour tous les toits plats s'ils participaient à la rénovation d'un bâtiment et pour tous les nouveaux bâtiments à toit plat.

Une question juridique actuelle est de savoir comment traiter les toits verts en combinaison avec l'installation photovoltaïque (PV). Le département vert urbain de la municipalité de Bâle est impliqué dans des discussions informelles avec des architectes et des promoteurs pour s'adapter à la coexistence de toits verts 100% de surface et de panneaux photovoltaïques levés d'une manière qui n'interfère ni avec la croissance des plantes ni avec la production d'électricité. Lorsque la co-installation complète est impossible, un accord entre les différents départements urbains, en place depuis 2018, stipule un compromis de 60% PV et 40% de toitures vertes, avec du gravier sous les panneaux. L'utilisation de gravier est compensée par l'exigence que la surface de toiture verte restante de 40 % ait augmenté la valeur écologique (sécurisée par le déploiement de bois morts, ou de sols et de sables particulièrement précieux sur le plan écologique). Récemment, la combinaison des deux avec PV soulevée devient technologiquement plus faisable et par conséquent de plus en plus mis en œuvre dans la pratique.

Les toits verts sont des initiatives privées qui peuvent être stimulées par le gouvernement. À Bâle, deux programmes d'incitation aux toitures vertes ont été mis en œuvre pendant des périodes déterminées de deux ans (1996-1997 et 2005-2007).

Les toits verts ont une durée de vie prévue d'environ 50 ans.

Stephan Brenneisen and Nathalie Baumann
Zurich University of Applied Sciences Wädenswil
Grüental, Postfach 335, CH 8820 Wädenswil, Switzerland
E-mail: stephan.brenneisen@zhaw.ch; nathalie.baumann@zhaw.ch

Stadtgärtnerei Basel
Switzerland, Basel
http://www.stadtgaertnerei.bs.ch/ 

Université des sciences appliquées de Zurich Wädenswil (ZHAW) et projet d'adaptation des espaces verts et bleus pour les zones urbaines et les villes écologiques (GRaBS)