Les toits plats avec protection en gravillons, végétalisée ou intégrant un procédé spécifique dédié constituent des alternatives efficaces pour limiter les rejets d’eaux pluviales dans les réseaux d’assainissement.

Les solutions de toiture-terrasse à retenue temporaire des eaux pluviales

Désengorger les réseaux

Instauré à la fin du 19e siècle, le fameux tout-à-l’égout, encore utilisé aujourd’hui, répondait au départ à un objectif hygiéniste : évacuer les eaux de toute nature le plus loin possible des centres-villes. Ce sont ces réseaux unitaires qui, depuis, acheminent, par un même tuyau, eaux pluviales et eaux usées vers les stations d’épuration. Avec l’urbanisation croissante, la densification et l’imperméabilisation des sols, le phénomène de ruissellement s’est accéléré. Les quantités d’eaux usées ont crû au même rythme que le nombre d’habitants, déversant des volumes toujours plus importants vers les réseaux. Résultat, en cas de pluies fortes, les exutoires saturent et débordent. Les eaux non traitées sont alors renvoyées directement dans les milieux naturels et deviennent autant de sources de pollution. Une partie du problème a été résolue avec la mise en place, dans les nouveaux quartiers, de réseaux séparatifs sensés permettre, en dissociant l’assainissement pluvial des eaux usées, d’absorber les volumes et débits supplémentaires et ainsi éviter le rejet des eaux usées et donc polluées dans la nature. Mais cela reste insuffisant.

Les politiques de gestion de l’eau s’orientent désormais vers la captation de la goutte d’eau au plus près de son point de chute. C’est ce qu’on appelle la gestion « à la parcelle » qui limite ainsi les volumes d’eau à traiter par les réseaux et les stations d’épuration et réduit le phénomène de ruissellement. Or, quelle est la surface que la pluie rencontre en premier ? Le toit bien sûr ! Et ça tombe bien car les toits-terrasses à retenue temporaire d’eaux pluviales constituent des solutions efficaces. Elles prennent plusieurs formes et reposent sur deux principes : la limitation du débit de fuite, dont les niveaux maximums autorisés sont imposés par les collectivités, mais aussi sur l’abattement, qui empêche tout ou partie du volume d’eaux pluviales d’être rejeté dans les réseaux.

Protection gravillonnée : la solution du NF DTU 43.1

Le NF DTU 43.1 décrit la solution traditionnelle sur élément porteur en béton. Elle consiste en une toiture-terrasse à pente nulle, inaccessible et sans zone technique. La protection de l’étanchéité est composée d’une couche de gravillons d’au minimum 4 cm d’épaisseur. Cette dernière possède une capacité de rétention égale à la moitié de son volume, sachant que le niveau d’eau est limité à 5 cm au-dessus du niveau fini des gravillons, d’où une hauteur de rétention d’eau totale de 7 cm. Cette rétention impacte la hauteur des relevés d’étanchéité qui doit dépasser de 25 cm le dessus de la protection gravillons. Les membranes d’étanchéité doivent être classées I4 (résistance au poinçonnement) et l’isolant éventuel doit être de classe de compressibilité C. À noter que le NF DTU ne prévoit pas l’isolation des reliefs, aujourd’hui visée dans les Recommandations professionnelles CSFE n° 4 et 7 de la CSFE.

La toiture-terrasse végétalisée (TTV)

L’annexe C des Règles professionnelles (RP) sur la conception et la réalisation des toitures et terrasses végétalisées de mai 2018, rédigées par la CSFE et l’Adivet, rappelle que ces ouvrages participent à la gestion quantitative et qualitative des rejets d’eaux de pluie vers les réseaux et participent au respect des divers règlements en vigueur. « Une partie de l’eau interceptée sur une toiture végétalisée lors d’un événement pluvieux est conservée dans l’épaisseur du système (notamment dans le substrat), précisent les RP. Disponible pour les plantes, l’eau est éliminée par évapotranspiration des plantes et du sol. L’excédent est évacué au réseau. » L’épaisseur du système conditionne directement les capacités volumiques de stockage, dite Capacité maximale en eau (CME). Sa capacité temporaire de stockage et son coefficient de ruissellement ou d’imperméabilisation sont définis dans le cahier des charges des détenteurs de système TTV.

Le Cerema Ile-de-France a mis au point un outil, baptisé Faveur (outil fonctionnel pour l’estimation de l’impact des toitures végétalisées sur le ruissellement urbain, http://faveur.cerema.fr/Faveur) permettant d’évaluer les performances hydriques des TTV en fonction des caractéristiques physiques des systèmes pour un dimensionnement adéquat selon les objectifs visés. Les fabricants de procédés mettent également à disposition des logiciels de calcul pour assurer un bon dimensionnement.

Les procédés avec plaques nids d’abeille

Les industriels ont également développé des procédés spécifiquement dédiés à la rétention des eaux pluviales sur terrasses avec élément porteur en maçonnerie. Ils intègrent des plaques structurées en nid d’abeilles à l’indice de vide généralement égal à 95 % associées à un géotextile drainant. Tous les types de protection d’étanchéité sont possibles. La toiture peut être accessible ou inaccessible.

À noter que ces procédés sont compatibles avec les complexes de végétalisation, augmentant ainsi les capacités de rétention de la toiture.

Des systèmes d’évacuation des eaux pluviales à section réduite

Point commun à toutes ces solutions : les systèmes d’évacuation des eaux pluviales (EEP). Pour permettre un rejet progressif de l’eau dans le réseau d’assainissement, leurs orifices, généralement des fentes rectangulaires, sont de section réduite. La méthode de calcul pour le dimensionnement de ces ouvertures est décrite dans la partie 3 du NF DTU 43.1. Il dépend notamment de la région, du type de pluie d’orage (durée, période de retour à définir par le maître d’ouvrage)… Pour éviter tout débordement, un dispositif de trop-plein en partie supérieure des EEP est prévu. Leur nombre ainsi que le diamètre des descentes ne diffèrent pas de ceux des toitures-terrasses classiques. Ainsi, tout point de la terrasse doit être situé à moins de 30 m (20 m pour une terrasse accessible aux piétons avec protection par dalles sur plots) d’une EEP.

Il existe également des dispositifs mécaniques permettant de réguler l’évacuation des eaux de pluie à la sortie des toitures-terrasses. Ils se positionnent sur les EEP. Le principe consiste à contrôler le débit d’écoulement d’eau qui traverse le limiteur en faisant varier la section de l’orifice calibré et la hauteur du limiteur.

Enfin, un entretien régulier de ces EEP s’impose pour éviter une obstruction du système.

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