Toitures vertes à Bâle, Suisse: combinant 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 augmenter 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) va passer de 0,6 à 5,9, 15,8 et 40,3 pour les années 2035, 2060 et 2085 respectivement sous 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 dans le cadre du RCP8.5 (bien que des réductions des précipitations allant de -2 % à -5,4 % puissent se produire pour les estimations basses dans le cadre du même RCP).

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

L'objectif principal de l'initiative des 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 principales motivations initiales. Initialement, les toits verts, en tant que 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 toits verts pour la biodiversité. Le programme a été à nouveau financé en 2005-2007. Le nouveau programme précisait les lignes directrices (principalement liées aux caractéristiques écologiques et à la sécurité-incendie des toits) auxquelles les projets de toiture verte devaient se conformer pour être admissibles aux fonds. Il est désormais reconnu que les toits verts jouent également un rôle 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 toits verts de Bâle, 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. En vertu de cette loi, qui était la seule du genre en Suisse, 5 % de l’ensemble des factures énergétiques des clients sont versées 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 financement 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 toiture verte tous les toits plats dans les bâtiments neufs et rénovés qui sont entrés en vigueur en 2010 (renforçant 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 créer de vastes parcs et de planter des arbres, les toits végétalisés constituent 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 le verdissement 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 tremplins 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 étendus (toit à sol peu profond qui abrite principalement des plantes succulentes et des herbes) et 218 toits verts intensifs (toit 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 végétalisées, 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, le règlement sur les toits verts (c’est-à-dire la modification de 2002 de la loi sur la construction de la ville de Bâle) stipule 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 toitures vertes sur les toits plats de plus de 1 000 m2 doivent faire l’objet d’une consultation avec l’expert en toiture verte de la ville 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 de la population suisse afin de 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 bâlois pour qu'ils modifient les règlements de construction et offrent des incitations financières pour augmenter la couverture des toits verts. Diverses parties prenantes ont été consultées lors de l’élaboration du concept de toit vert et de la mise en place du premier programme d’incitation: l'association des entreprises locales, l'association horticole, l'association des toits verts, 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 rencontré aucune résistance significative, car 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 habitants de Bâle. Pendant le programme d'incitations en 1996-97, l'intérêt des médias a été élevé, et des journaux et des affiches ont été utilisés pour informer les habitants de Bâle sur les subventions. Cela a joué un rôle important dans son succès parce qu'il a accru la sensibilisation aux toits verts chez un éventail d'intervenants. Des concours sur les plus beaux toits verts sont organisés régulièrement.

Un ensemble complet de mécanismes, allant des incitations aux réglementations légales, a permis une large adoption des toits verts à Bâle. Le championnat du projet 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 contribué à répondre aux questions et aux préoccupations et a permis d’atteindre les objectifs de chacun.

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 motivée par des actions visant à économiser l’énergie et à atténuer le changement climatique. Il convient de rechercher et de maximiser ces possibilités d’utiliser les développements urbains et d’infrastructures existants et en cours motivés par d’autres objectifs aux fins de l’adaptation afin d’éviter une 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 dans 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 verdissement des toitures ont été estimés à 100 CHF par m2. Les bénéficiaires du fonds ont reçu 20 francs suisses 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 de 30 à 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 sont considérées comme n'étant plus 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 l'absorption de l'eau de pluie et le retard du ruissellement (réduisant ainsi le risque d'inondation lors d'événements pluviométriques de forte 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 en offrant 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 une impulsion majeure à davantage de toits verts à Bâle. Un amendement, adopté en 2002, stipule que tous les toits plats nouveaux et rénovés doivent être verdoyants et stipule leur conception pour maximiser la biodiversité. Cette exigence a été renforcée en 2010 par un règlement qui exigeait une toiture verte pour tous les toits plats s'ils étaient impliqués dans une rénovation de bâtiment et dans 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 les architectes et les promoteurs pour permettre la coexistence de toits verts à 100% de surface et de panneaux photovoltaïques levés d'une manière qui n'interfère ni avec la croissance de la centrale ni avec la production d'électricité. Lorsque la co-installation complète est impossible, un accord entre les différents services 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 une valeur écologique accrue (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 le PV élévé devient technologiquement plus réalisable et, par conséquent, de plus en plus mise 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 pour les toits verts ont été mis en œuvre pendant des périodes 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)