Toitures vertes à Bâle, Suisse: combinant des 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 augmenter de 0,6 à 5,9, 15,8 et 40,3 pour les années 2035, 2060 et 2085 respectivement dans le cadre 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 le RCP8.5 (bien que des réductions des précipitations allant de -2 % à -5,4 % puissent se produire pour les estimations bas de gamme sous le 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 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 principales motivations initiales. Initialement, les toitures vertes, en tant que mesure d'économie d'énergie, ont été financées 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 de nouveau été 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 toits verts 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 % de l’ensemble des factures d’énergie des clients sont placées dans un fonds d’économie 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 toitures vertes 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 jugée suffisamment réussie, et l'obligation de convertir en toiture verte tous les toits plats dans les bâtiments neufs et modernisés 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 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 réduisant au minimum 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 % (Speaket al., 2013). Les toits verts peuvent également constituer des «pierres d’achoppement» pour les espèces migratrices dans des conditions climatiques changeantes.

Une enquête sur le nombre total de toitures vertes en 2006 a révélé la présence de 1 711 toitures vertes étendues (toitures à sol peu profond qui abritent principalement des plantes succulentes et des herbes) et de 218 toitures vertes intensives (toitures 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 toiture plate 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 de 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 l’amendement de 2002 à la loi sur la construction et la construction de la ville de Bâle) dispose 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 d'une hauteur de 30 cm et d'une largeur de 3 m devraient servir d'habitat aux invertébrés;
• La végétation devrait être un mélange d'espèces végétales indigènes, caractéristique de Bâle;
• Les toitures vertes sur toitures plates 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.

Un autre amendement de 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 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 inciter les décideurs de Bâle à modifier les règlements de construction et à offrir des incitations financières pour augmenter la couverture des toits verts. Diverses parties prenantes ont été consultées lors de l’élaboration du concept de toit végétalisé 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 toitures vertes n’a rencontré aucune 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 habitants 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 habitants de Bâle des subventions. Cela a joué un rôle important dans son succès parce qu'il a accru la sensibilisation aux toits verts à travers un éventail d'intervenants. Des concours sur les plus beaux toits verts sont organisés régulièrement.

Une série complète 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 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 aménagements urbains et d'infrastructures existants et en cours, motivés par 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 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 sèches 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 du verdissement de la toiture ont été estimés à 100 CHF par m2. Les bénéficiaires du fonds ont reçu 20 CHF par m2 de toit végétalisé en 1996-1997, tant pour les nouveaux aménagements que pour la rénovation des toits végétalisés d'un bâtiment existant. Dans le cadre du programme 2005-2007, les bénéficiaires ont reçu 30 à 40 CHF par m2 uniquement pour la rénovation de bâtiments existants.

Le coût est maintenant réduit 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 terre 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 retardement du ruissellement (ce qui réduit le risque d’inondation en cas de précipitations 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 la faune et la flore; et offrir un paysage urbain plus esthétique.

Bâle a adopté une loi sur le bâtiment et la construction exigeant des toitures vertes 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 toitures vertes à Bâle. Un amendement, adopté en 2002, stipule que tous les toits plats neufs et rénovés doivent être verts 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 avec des toits plats.

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 s'adapter à 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 l'usine 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 restante de toiture verte 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 surélevé 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 en faveur des toits verts 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 Green and Blue Space Adaptation for Urban Areas and Eco Towns (GRaBS) project