Depuis des décennies, les toits verts extensifs existent, et certaines villes les ont même préconisés, et même prescrits sur les toits plats. Ceci pour de bonnes raisons, parce que:

• Les toits verts retiennent l’eau de pluie et soulagent ainsi le réseau public d’égouts.
• Les toits verts protègent les bâtiments contre la chaleur et améliorent le climat urbain.
• Les toits verts protègent contre les températures extrêmes et les radiations, ce qui contribue à prolonger la durée de vie de l’étanchéité des toits.
• Les toits verts – planifiés, réalisés et entretenus de manière professionnelle – peuvent constituer de précieux habitats de substitution pour les plantes, les animaux et les insectes.
• Et oui: les toits verts bien conçus sont tout simplement plus beaux, plus attrayants, plus séduisants que les déserts de gravier ou les toits nus.

Puis vint cette invention d’époque: le photovoltaïque

De l’électricité renouvelable et propre provenant de votre toit et, qui en plus est soutenu par des incitations financières! Certaines personnes ont réfléchi et calculé: je peux faire du charbon sur mon toit; le toit vert me coûte seulement. Ainsi, des hectares de toits verts ont été  supprimés et remplacés par des modules solaires. Prématuré, inutile et dommage! Parce qu’il existe des solutions plus intelligentes…

La synthèse: le toit vert énergétique

Sous son nouveau nom, l’Association suisse pour la construction écologique SFG 2012 a présenté un nouveau concept: des modules solaires surélevés, entourés et soutenus par une végétation riche en espèces. Des tapis de stockage, du substrat végétal et des tapis végétaux maintiennent les modules en place. Une fixation supplémentaire n’est nécessaire que dans des situations partculières. Et avec certains systèmes, la végé- tation peut même augmenter les rendements électriques (voir chapitre suivant).

Rails de protection pour le toit vert énergétique

Certains aspects importants doivent être pris en compte dès le début:

• La capacité de charge statique du toit: tapis de stockage, structure du substrat, végétation (humide) ainsi que l’altitude. Pour la plupart des toits, aucun problème statique, mais une mise au point préventive est recommandée.
• Pratiquement, seuls les toits plats conviennent comme toits verts énergétiques. Les toits en pente, en revanche, sont souvent des endroits idéaux pour l’utilisation de l’énergie solaire: modules photovoltaïques ou thermiques, mais sans verdure. Selon les calculs actuels de la haute école spécialisée zurichoise ZHAW (2019) en coopération avec l’Office fédéral de l’énergie OFEN, plus de 100 % de la demande d’électricité de notre pays pourrait être générée sur des toits appropriés rien qu’en Suisse.
• Seuls les modules surélevés sont adaptés à une combinaison directe avec des  espaces verts, de sorte qu’une couverture végétale de 10 à 20 cm de hauteur (max. 25 cm) est possible sans ombrager les modules.

Élévations et expositions

• L’élévation (angle d’environ 30 degrés) est standard et possible aussi bien pour les modules simples que pour les modules doubles («papillons»).
• Les modules montés verticalement restent libres de neige et fournissent une alimentation électrique fiable en hiver.

Ils ne sont pas seulement adaptés aux zones montagneuses avec de fortes chutes de neige, mais devraient avoir un grand avenir en général.

• Exposition: les modules orientés vers le sud offrent des rendements électriques élevés, mais avec des pointes vers midi, lorsque la demande d’électricité est plutôt faible.
• L’exposition est-ouest apporte une récolte d’électricité mieux adaptée, avec des rendements élevés le matin et l’après-midi.
• Les modules standard ont presque  toujours été mono faciaux, c’est-à-dire les cellules solaires (face supérieure). Cependant, les modules bifaciaux (à double face) sont en train de fonctionner, surtout dans le cas de modules montés verticalement.
• Une végétation à feuilles argentées réfléchissant la lumière, combinée avec du gravier de couleur claire, a montré des avantages surprenants lors des derniers tests effectués par la ZHAW Winterthur (Prof. Franz Baumgartner, Andreas Dreisiebner): une augmentation de 17 % du rendement électrique, plus de résistance à la sécheresse et donc une plus grande biodiversité!

Des expériences avec des modules bifaciaux placés en angle, combinés avec une végétation à feuillage léger, sont en préparation (printemps 2020).

• Les modules plats reposant sur le sol ne sont pas adaptés à une combinaison directe avec une couverture végétale. Un compromis est la séparation de la zone disponible en zones photovoltaïques pures et intensives à haut rendement énergétique et en zones vertes. Les modules plats offrent un rendement énergétique élevé, mais présentent des faiblesses: ils se salissent plus rapidement, la chaleur peut s’accumuler en dessous et la couverture de neige ne glisse pas et peut rester en place pendant des mois, ce qui empêche la production d’électricité, surtout lorsqu’elle serait nécessaire de toute urgence: en hiver.

Exigences pour la végétation d’un toit vert énergétique

Une sélection minutieuse de la végétation adaptée à l’emplacement et à la fonction est déterminante pour le succès. Voici quelques critères importants:

• N’utilisez que des plantes à croissance naturelle basse: 10 – 20 cm, hauteur max. 25 cm.
• Croissance dense, de sorte qu’après peu de temps, il ne reste pratiquement plus de place pour la végétation indésirable.
• Partout où l’on peut s’attendre à une réflexion de la lumière des plantes sur les modules solaires et donc à une augmentation du rendement électrique, les plantes à feuilles claires ou argentées devraient dominer. Les revêtements de sol de couleur claire (par exemple, les graviers de couleur claire) renforcent cet effet.
• Dans la mesure du possible, des espèces de plantes à feuilles persistantes, qui couvrent également le sol en hiver et remplissent leur fonction de réflecteur de lumière toute l’année.
• Végétation riche en espèces. En plus des espèces indigènes, les formes de jardin (par exemple, avec une croissance plus faible que les espèces sauvages) et les plantes étrangères peuvent également jouer un rôle important. La végétation riche en espèces peut également mieux réagir aux conditions météorologiques extrêmes.
• Si possible, un approvisionnement tout au long de l’année en fleurs, nectar, pollen, ainsi que des plantes alimentaires pour les larves d’insectes et de la nourriture (par exemple, des graines) pour les oiseaux.
• Attractivité tout au long de l’année: Il ne doit pas y avoir de «temps morts»

Microclimat et sélection des plantes:
Dans les agglomérations, il existe des conditions microclimatiques particulières (effet d’îlot de chaleur), le changement climatique général joue le jeu et les toits sont de toute façon des lieux microclimatiques spéciaux. Il n’est donc pas toujours judicieux de n’utiliser que des espèces végétales (écotypes) de l’environnement immédiat. Les plantes étrangères des régions arides (par exemple, les vallées sèches alpines, les zones sub-méditerranéennes et les steppes) peuvent également être utiles.
Dans les zones ensoleillées ou ombragées (sous les modules), différents 
mélanges de plantes sont recommandés.
Des mélanges de semences adaptés au site sont actuellement en cours de développement pour le marché.

• Pas de prolifération d’espèces végétales envahissantes qui déplacent d’autres plantes sur de grandes surfaces et créent ainsi des monocultures.
• Haute résistance à la sécheresse temporaire. Cependant, un bon drainage de la structure des couches est nécessaire pour que le système racinaire reste intact.
• Le semis mince supplémentaire des plantes annuelles protège les seaux à germination lente du vent, du soleil et de la déshydratation, ce qui donne à la végétation du toit un aspect attrayant dès la première année.

Entretien d’un toit vert énergétique

Tous les toits verts doivent faire l’objet d’une inspection régulière, de même que le toit vert énergétique. En général, deux passages sont suffisants pendant la période de végétation. L’objectif principal est d’éliminer la végétation indésirable. Tous les arbres et buissons pionniers qui peuvent se trouver à certains endroits doivent être enlevés à temps: Bouleaux, peupliers, saules. Des robots faucheurs spécialement adaptés et très réglables en hauteur permettent de maintenir une végétation courte et dense et d’économiser beaucoup de travail de désherbage. Les taille-haies portables et pratiques permettent également un travail efficace.

Et également…

• Paysages de jardins sur les toits: partout où la statique du bâtiment est suffisante, de merveilleux jardins sur les toits peuvent être créés. Le jardinage urbain – la culture de légumes, de baies et de fruits – est également possible et populaire. Les modules PV peuvent être utilisés ici de manière fonctionnelle comme toits de pavillon et comme garde-corps/protection contre les chutes.
• Le toit vert énergétique, quelle que soit sa conception, est particulièrement avantageux d’un point de vue économique, si l’électricité auto-générée peut être utilisée dans une large mesure. Le toit vert énergétique est donc particulièrement intéressant pour les entreprises commerciales et industrielles qui ont un niveau élevé de leurs propres besoins en électricité pendant la journée. Des entreprises professionnelles fournissent des conseils sur les possibilités de stockage, la gestion de l’énergie et les stations de recharge pour l’e-mobilité.
• Quels sont les avantages du photovoltaïques sur le toit? Un kilowatt (kW) installé correspond à une surface de module de 6 m2 et produit environ 1000 kWh d’électricité par an – moins dans les régions centrales brumeuses, nettement plus dans les vallées alpines ensoleillées et sur le versant sud des Alpes. Les régions alpines à fort rayonnement sont particulièrement productives, à condition qu’elles soient maintenues libres de neige (élévation verticale ou en pente).
• Les façades, les parapets des balcons et autres surfaces verticales peuvent être utilisés à la fois pour le photovoltaïque et l’écologisation des façades. Cependant, la combinaison des deux (la «façade verte») est complexe et nécessite de toute façon une planification professionnelle.
• Protection des espèces sur le toit de Vert énergétique: Les surfaces d’eau, les déchets de bois, les amas de sable et de pierres, les abris pour les insectes et les nichoirs pour les oiseaux augmentent la qualité écologique et rendent les espaces de vie sur les toits plus attrayants pour les gens.

Pour toute question spécifique sur le photovoltaïque, veuillez consulter les sites web de l’Office fédéral de l’énergie OFEN, de SwissEnergy et de l’association professionnelle Swissolar.
Vous trouverez de plus amples informations et les adresses de contact pour le toit vert énergétique sur le site web de l’Association suisse des bâtiments verts SFG.