realiser des toitures vertes

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GUIDE PRATIQUE POUR LA CONSTRUCTION ET LA RENOVATION DURABLES DE PETITS BATIMENTS
- RECOMMANDATION PRATIQUE TER06 -
REALISER DES TOITURES VERTES
Augmentation des surfaces vertes et de la biodiversité et rétention de l’eau en
recouvrant les toits plats et inclinés de végétaux à croissance lente, ou, mieux encore,
de véritables jardins.
PRINCIPES
CONTEXTE
Vue aérienne de Bruxelles, quartier
densément bâtis à Forest. Et si toutes ces
toitures plates devenaient vertes ?
Toitures « vertes » et parkings imperméables recouvrent
régulièrement les intérieurs d’îlots -
A Bruxelles, comme dans d’autres agglomérations, beaucoup de quartiers manquent de jardins.
Les nuisances telles que la pollution, les poussières, le bruit et les inondations prennent de plus
en plus d’ampleur. Les toitures vertes contribuent à augmenter la présence de la nature dans la
ville et à solutionner les problèmes environnementaux.
ORIENTATION
On distingue 3 types de toitures vertes:
> Les toitures vertes extensives
Immeuble de bureaux de Greenpeace,
Schaerbeek – photo : F. Luyckx
Leurs végétaux, à enracinement superficiel, se limitent à
des mousses, sedums et herbacées.
Leur poids est réduit du fait de la minceur des couches de
support et de la légèreté des végétaux.
Les toitures extensives sont souvent placées en toiture
plate mais conviennent également pour les toitures
inclinées sur des pentes allant de 15° à 45° dans c ertains
cas.
Elles ne sont pas praticables, leur végétation ne
supportant pas le piétinement, à moins d’être aménagées
pour y circuler. Elles ne nécessitent généralement pas la
construction d’un toit adapté et peuvent être réalisées sur
des
bâtiments
existants
moyennant
quelques
adaptations. Elles demandent un entretien restreint.
PAGE 1 SUR 19 – REALISER DES TOITURES VERTES - JUILLET 2010
- RECOMMANDATION PRATIQUE TER06 -
> Les toitures vertes intensives simples et intensives élaborées
Toitures vertes intensives simples ou
toitures-jardin « légère »
Leurs végétaux sont des herbacées, des
arbustes et plantes basses, du gazon. Ces
toitures diffèrent des toitures vertes intensives
élaborées par leur épaisseur de substrat (et
donc leur charge) excluant la plantation d’arbres
ou grands arbustes au système racinaire
important.
Immeuble de bureaux, Ixelles. Arch-paysagiste:
Bernard Capelle 2003
Il est possible de les rendre accessibles et
praticables et via quelques aménagements ces
toitures peuvent être appropriées à la détente
privée ou collective : création de chemins,
terrasses, agrémentées de reliefs, pièces d’eau
et mobiliers,…
Elles nécessitent souvent un toit adapté ainsi
qu’un renforcement de structure du bâtiment.
L’implantation se fait principalement sur des
toitures plates, les toitures inclinées recouvertes
de gazon peuvent cependant aller jusqu’à une
pente de 15°
L’entretien est similaire à un jardin en terre
pleine traditionnel.
Les toitures vertes intensives élaborées ou
toitures-jardin
Les caractéristiques sont similaires aux toitures
intensives simples si ce n’est que l’épaisseur de
Immeuble de bureaux, Ixelles : toiture verte intensive au substrat plus importante permet la plantation
d’arbres ou arbustes.
dessus du niveau parking – photo : E. Gobbo
Toitures vertes extensives, plates ou inclinées, et toitures vertes intensives peuvent être
combinées entre elles.
OBJECTIFS
Minimum conseillé:
Toiture verte extensive pour tout toit plat de superficie > 100 m2 (application du
Règlement Régional d’Urbanisme du 21/11/2006 – Titre I, art 13)
Optimum:
Toiture verte extensive ou intensive (si la structure le permet) sur tout toit plat ou
incliné, selon les conditions locales, caractéristiques du lieu et du bâtiment, et dont le
choix des plantations se porte vers des espèces indigènes (ce choix dépendra
également de l’épaisseur et du type de substrat).
PAGE 2 SUR 19 – REALISER DES TOITURES VERTES – JUILLET 2010
RECOMMANDATION PRATIQUE TER06
APERCU GENERAL DES DISPOSITIFS
CRITERES DE
CHOIX
TOITURE VERTE
EXTENSIVE
TOITURE VERTE INTENSIVE
SIMPLE
ELABOREE
Pour construction
neuve
oui
oui (structure à étudier)
oui (structure à étudier)
Pour rénovation
oui
difficile (structure à étudier)
souvent impossible
toit plat ou incliné
(inclinaison de 15° voir 45°
moyennant quelques
adaptations)
toit plat ou légèrement incliné si
engazonnement (max 15°)
toit plat
normale
renforcée
renforcée
préférable
fortement conseillé
indispensable
< 10 cm
entre 10 cm et 25 cm
> 25 cm
mêmes types que toiture verte
extensive + arbrisseaux,
plantes basses, gazon MAIS
pas d’arbres ni de grands
arbustes
choix presque illimité de
plantes soit les mêmes types
que les autres toitures vertes
+ arbustes et certains arbres
non,
sauf si aménagé pour
oui, si aménagé pour
oui, si aménagé pour
Charge permanente
30 – 100 kg/m²
100 – 400 kg/m²
> 400 kg/m²
Protection incendie
limitée
oui
oui
Impact sur le cycle
de l’eau
appréciable
relativement important
important
Impact sur la qualité
de l’air
appréciable
relativement important
important
Isolation acoustique
moyenne
performante
très performante
simple
complexe
plus complexe
Support
Structure portante
Etanchéité résistant
aux racines
Epaisseur
(un minimum de 5 cm est
conseillé mais l’épaisseur
dépendra aussi du type de
végétaux utilisés)
Type de végétaux
mousses, sedums,
graminées et vivaces
(ne supportent pas le
piétinement)
Praticable
Mise en œuvre
Surcoût (incluant le.
renforcement de la
structure portante)
Longévité de la
toiture et de son
étanchéité
Entretien
Amendement
Coûts de gestion
Confort thermique*
16-32% selon la superficie
pour nouvelle construction
(Source: IEB)
40%
pour nouvelle construction
(Source: IEB)
prolongée
prolongée
prolongée
limité
moyen
important
non
selon les végétaux
quasi nuls
faible amélioration
amélioration appréciable
forte amélioration
Source: CSTC
* Remarque : au plus la toiture est isolée, au moins sa végétalisation a d’intérêt pour le confort thermique. Le complexe végétal
placé en toiture ne peut suppléer à la bonne isolation de celle-ci, il s’agit plus d un complément utile à l’isolation thermique.
ELEMENTS DU CHOIX DURABLE
ASPECTS TECHNIQUES
> Augmentation de la durée de vie du toit
L’étanchéité du toit est protégée des rayonnements solaires (ultraviolets) ainsi que des
intempéries. La toiture verte a un effet régulateur sur les importantes fluctuations de
température. En période estivale par exemple, la température de la membrane d’étanchéité
d’un toit nu peut atteindre 70° à certains moments de la journée, alors que dans des conditions
hygrothermiques similaires, elle ne sera que de 25° dans le cas d’une toiture verte intensive.
Cette diminution de température s’observe d’autant plus que l’épaisseur de substrat est
importante.
Graphique des l’évolution des courbes de T° en fonc tion du moment de la
journée et du type de toit
T° moyenne de la
membrane d’étanchéité
en été
en fonction du type de
toit
Toit nu
Toit plat recouvert
de gravier
Toiture verte
intensive simple
Toiture verte
intensive élaborée
34,3
C°
31,6
C°
27,8
C°
25,1
C°
Source : CSTC
Les toitures vertes souffrent donc moins des stress thermiques et de l’action gel-dégel, sources
de désagrégation, et de fissuration des matériaux.
De plus l’étanchéité est protégée en permanence contre le piétinement et les chocs accidentels
occasionnés lors de travaux de maintenance de la toiture, des systèmes de ventilation et de
climatisation qui s’y trouvent.
Enfin, la toiture verte diminue les problèmes engendrés par les feuilles mortes et autres objets
susceptibles d’obstruer les voies d’évacuation d’eau.
> Prévention contre l’incendie
Il est difficile de tester la résistance au feu des toitures vertes. En effet, cela dépendra du
substrat (composition, épaisseur), du type de végétation utilisée, et de la saison (ex : en été,
végétation beaucoup plus sèche). Un compartimentage des zones de végétation par des
matériaux inertes, non-organiques (dalles en pierre, sable, gravier,…) est conseillé, ainsi qu’une
composition de substrat à base de matériaux incombustibles (min. 60mm). AR 19/12/97 et
04/04/2003.
ASPECTS ENVIRONNEMENTAUX
> Renforcement de la biodiversité
o Les toitures vertes fournissent aux espèces animales (insectes, oiseaux) des points de
passage (stepping stones) réduisant ainsi les distances à franchir, et aux espèces
végétales des lieux de croissance et de développement. Elles participent donc
activement au renforcement du maillage vert écologique.
o Les toitures vertes extensives notamment, assez peu fertiles, peuvent héberger un
grand nombre d’espèces végétales (les plantes plus agressives supplantant les
o
o
espèces plus fragiles sur un sol plus riche sont incapables de prendre racine sur un toit
vert).
Une plus grande diversité végétale, mais aussi la diversité des toits alternant hauteurs,
pentes, espaces ouverts caillouteux, strates végétales, aires faiblement drainées…
renforcent la biodiversité.
Les toitures vertes contribuent également à la conservation et à la restauration
d’habitats et d’associations végétales dans les paysages.
> Gestion des eaux
La majorité des eaux tombant sur les zones urbaines de plus en plus imperméabilisées (40 à
50% sont des toits) ruissellent dans les égouts. Les toitures vertes jouent donc un rôle
prépondérant au niveau du concept global de la gestion des eaux.
La toiture verte agit comme un tampon entre les intempéries et le système d’évacuation. Une
bonne part des eaux (30 - 50%) est filtrée et absorbée par le couvert végétal, son substrat et
sa couche drainante, ce qui permet :
o
o
o
o
o
De réduire et différer le ruissellement vers les égouts ainsi que les risques d’inondation
et d’érosion
D’en restituer une partie dans l’atmosphère (évaporation du substrat /
évapotranspiration des végétaux), régulant ainsi la teneur hygrométrique de l’air
D’en nourrir la flore et la faune habitant la toiture
De dépolluer l’eau de pluie restituée (chargée de CO, benzène, poussières,…) et de
réduire son acidité naturelle grâce aux sels minéraux présents dans le substrat.
En outre, les dispositifs de drainage et de rétention d’eau permettent de récupérer une
autre part des eaux afin de les restituer dans le substrat en période de sécheresse.
Moyenne de stockage et facteur de ruissellement annuels de l’eau selon le type de toiture verte et
l’épaisseur de sa couche de support
Type
Forme de végétation
Epaisseur de
couche (cm)
Stockage
(%)
Facteur de
ruissellement
Extensive
moussse/ sedums
sedums/mousses
sedums/mousses/herbacées
sedums/herbacées/herbes
herbes/herbacées
2-4
>4-6
> 6 - 10
> 10 - 15
> 15 - 20
40
45
50
55
60
0,60
0,55
0,50
0,45
0,40
Intensive
herbes de prairie/herbacées/petits arbustes
herbes de prairie/herbacées/arbustes
herbes de prairie/herbacées/arbustes/arbres
15 - 25
> 25 - 50
> 50
60
70
90
0,40
0,30
0,10
Comparaison avec le facteur de ruissellement des aménagements urbains classiques
habitat à forte densité
0,80
habitat à moyenne densité
0,60
habitat à faible densité + grands jardins
0,25
aires de sport
0,20
parcs
0,05
Source: FLL (Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau E.V)
Les eaux de drainage excédentaires peuvent elles aussi être récupérées en vue de créer des
zones humides en aval sous forme d’habitats pour la faune et la flore ou d’aires récréatives.
> Amélioration de la qualité de l’air
Les végétaux filtrent une partie des particules en suspension déposées par les mouvements
d’air. Les pluies dirigent ensuite ces particules vers le substrat.
Les feuilles absorbent les métaux lourds, jusqu’à 95% pour le cadmium, le cuivre et le plomb, et
16% pour le zinc.
Grâce à la photosynthèse, tous les végétaux croissant sur les toitures vertes contribuent à
réduire la quantité de CO2 et à augmenter l’oxygène dans l’atmosphère.
Grâce au pouvoir absorbant du substrat et du couvert végétal les toitures vertes ne
réfléchissent que très peu les rayons solaires (contrairement aux revêtements des toitures
conventionnelles) et régulent la température de l’air ambiant.
Elles contribuent ainsi à réduire l’effet d’îlot thermique (dû notamment à l’augmentation des
surfaces imperméables et à la réduction des surfaces d’évaporation, à la radiation de la chaleur
emmagasinée par les constructions et à un moindre rafraîchissement par les vents) qui
engendre des températures nocturnes plus élevées, une hygrométrie de l’air plus faible ainsi
qu’une pollution atmosphérique croissante.
> Isolation acoustique
Le poids et la structure des différentes couches de la toiture verte, notamment de son substrat,
absorbent aussi bien les bruits d’impact (pluie) que les bruits d’ambiance (circulation).
Selon la loi de masse, en doublant le poids d’une toiture verte (min. 30 kg/m2) on obtient un
gain de 6 dB.
ASPECTS ECONOMIQUES
o
o
o
o
Economie du gravier de lestage de la toiture plate traditionnelle
Diminution des coûts d’entretien et de réparation réguliers de la toiture traditionnelle
Réduction des coûts d’énergie de climatisation du bâtiment
Facteurs influençant les propriétés isolantes de la toiture verte :
→ l’accroissement de l’isolation proprement dite par la présence des diverses
couches de support et du couvert végétal
→ l’effet thermique de masse du substrat même
→ le refroidissement de l’air ambiant dû à l’évaporation par le substrat et à
l’évapotranspiration par les végétaux
→ les ombres portées des végétaux et autres équipements éventuels sur les toits.
> Coûts globaux à la réalisation
Le budget d’une toiture verte dépend de nombreux facteurs (accessibilité, superficie, demandes
spécifiques d’aménagement, systèmes et matériaux utilisés, espèces végétales, épaisseur du
substrat, …).
C’est pourquoi nous ne donnons ici qu’un ordre de grandeur du budget que peut représenter
une toiture verte. Il s’agit bien d’estimations, elles ne tiennent compte ni de l’amélioration de la
couche d’étanchéité ni du renforcement éventuellement nécessaire de la structure, ni des
finitions.
SUBSTRAT
Type
extensive
Intensive
Masse
95 kg/m²
100 kg/m²
130 kg/m² (avec pente jusqu’à 30°)
236 kg/m²
392 kg/m²
De 1 à 80 m²
81 - 55 €/m²
125 - 73 €/m²
137 - 77 €/m²
181 - 91 €/m²
218 - 120€/m²
Surface de toiture
De 80 à 200 m²
55 - 29 €/m²
73 - 39 €/m²
77 - 46 €/m²
91 - 72 €/m²
120 - 108 €/m²
>200 m²
< 29 €/m²
< 39 €/m²
< 46 €/m²
< 72 €/m²
< 108 €/m²
VEGETATION
Type (transport et installation compris)
Surface de toiture
De 80 à 200 m²
4 – 3,5 €/m²
Végétation sous forme de bouture
De 1 à 80 m²
5 - 4 €/m²
>200 m²
< 3,5 €/m²
Végétation pré-cultivée
15 - 12 €/m²
12 – 9 €/m²
< 9 €/m²
Végétation sous forme de tapis
28 - 24 €/m²
24 – 18 €/m²
< 18 €/m²
Végétation intensive + transport + installation
40 - 35 €/m²
35 – 28 €/m²
< 28 €/m²
Source : Ecoworks
> Primes
Concernant les travaux de rénovation relatifs à la structure et l’étanchéité de toiture, la Région
de Bruxelles Capitale alloue des primes (immeubles d’au moins 30 ans dont le propriétaire est
occupant ou est propriétaire bailleur en ais). La demande de prime est à introduire avant
travaux. Pour plus de renseignements : www.prime-renovation.irisnet.be.
Concernant la réalisation de toitures vertes, il est possible d’obtenir des primes régionales
auprès de Bruxelles Environnement (Primes Energie). Ces primes concernent le logement
individuel et collectif et le secteur tertiaire et industriel et sont valables pour des toitures vertes
extensives et intensives pour une surface de minimum 10m² et maximum 100m². Les
demandes de primes se font en général après travaux. Pour plus de renseignements :
www.bruxellesenvironnement.be
Il existe également des primes communales différentes d’une commune à l’autre. Il est conseillé
de prendre contact avec le service d’urbanisme de la commune pour recevoir ces informations.
Toutes les primes ci-dessus sont cumulables.
ASPECTS SOCIO-CULTURELS
> Toitures vertes = espaces verts
La présence des toitures vertes extensives
contribue à l’esthétique tant des bâtiments
que des îlots, à l’introduction de la nature
au sein de ces derniers et au sentiment de
bien-être
de
la
population.
Elles
augmentent aussi le confort visuel des
occupants situés plus hauts et réduisent
l’impact négatif des abris de jardin,
auvents, locaux techniques, parkings,
grandes surfaces etc.
Atelier arrière, Bruxelles. Photo: Catherine Parmentier,
10/2006
Les toitures vertes intensives, peuvent
servir de lieux à usage récréatif, en
complément des espaces verts.
Tout en constituant parfois l’unique
possibilité
pour
les
habitants
de
personnaliser leur cadre de vie extérieur,
les toitures vertes leur procurent des effets
thérapeutiques : réduction du stress,
baisse
de
l’hypertension,
détente
musculaire, augmentation des émotions
positives.
Enfin, elles peuvent constituer un attrait
nouveau
pour
les
promoteurs
et
augmenter la valeur des bâtiments (à la
location ou à la revente).
Immeuble IVG Ariane, Luxembourg. Arch-paysagiste:
Bernard Capelle 2005
> Des espaces pour la culture vivrière
Les surfaces des toits plats offrent
également la possibilité d’y cultiver des
plantes potagères et aromatiques dans les
zones
urbaines
à
haute
densité
(agriculture urbaine).
Appartement - maison des cyclistes, Ixelles
Photo; Sabine Vanderlinden, 09/2006
ARBITRAGE
> Est-ce un bon investissement?
Bien que les toitures vertes occasionnent des frais supplémentaires au départ, à long terme le
toit et le bâtiment dureront plus longtemps grâce à la protection que leur fournit la toiture verte.
Ainsi, par exemple, une toiture verte double au moins la durée de vie du revêtement étanche.
MISE EN ŒUVRE - ASPECTS COMMUNS A TOUS LES DISPOSITIFS
NB : la mise en œuvre d’une toiture verte nécessite un permis d’urbanisme.
> Conception et composition
La toiture verte est conçue au départ comme un ensemble d’éléments recouvrant un toit (plat,
incliné, ou les deux combinés), permettant de faire pousser des végétaux sous diverses formes,
allant du simple tapis végétal jusqu’au réel jardin, et de renforcer ainsi une certaine biodiversité
et le maillage vert écologique.
Pour ce faire, toute toiture verte contiendra au moins les éléments de base suivants :
o
o
o
o
o
Source : CSTC
o
o
o
végétaux
substrat pour accueillir des végétaux
couche filtrante
couche drainante et rétention des eaux de
précipitation
protection mécanique de la membrane
d’étanchéité
membrane d’étanchéité anti-racines
isolation / pare-vapeur
structure portante de la toiture
Une toiture verte doit bénéficier d’un ensoleillement suffisant (minimum 3 heures par jour en
été).
> Données préalables concernant la toiture support
o L’étanchéité
Avant de prévoir toute intervention sur la toiture, qu’elle soit existante ou projetée, plate
ou inclinée, il est impératif de veiller à la bonne qualité de sa membrane d’étanchéité et
d’en vérifier la parfaite exécution. Pour ce faire, une mise sous eau de la toiture (avant
réalisation de la toiture verte) permet de détecter les fuites éventuelles dans la
membrane d’étanchéité (compartimentage de max. 100 m² pour le test).
Il existe un très large éventail de produits d’étanchéité, mais la plupart d’entre eux sont
susceptibles de présenter des inconvénients écologiques. De plus, les étanchéités
doivent présenter une certaine résistance aux racines (réf.ATG). En tenant compte de
ces deux paramètres, nous conseillons plutôt l’utilisation de la membrane mono-couche
en EPDM (Ethylène Propylène Diène Monomer) chimiquement inerte.
o Le type de toiture
La toiture « chaude », si elle n’est pas parfaitement réalisée (pare vapeur totalement
étanche), risque d’entraîner une accumulation de condensation sous l’étanchéité. Dès
lors, le moindre défaut de l’étanchéité sera percé par les racines en quête d’humidité.
Dans une toiture « inversée » avec isolation au-dessus de la membrane d’étanchéité, le
risque de condensation est inexistant car l’étanchéité est chaude. En outre il y a moins
de risque de percement de cette dernière par les racines, outils etc.
Par contre, l’isolation en contact avec l’humidité doit être plus épaisse pour une même
efficacité, et doit aussi résister à l’eau. Plutôt que de la fibre végétale on peut par
exemple utiliser comme isolant le verre cellulaire ou le polystyrène extrudé sans CFC ni
HCFC.
o
La stabilité
Il est indispensable, dès l’élaboration du projet, d’étudier les sollicitations résultant de la
conception, de l’exécution et de la destination finale de la toiture verte, notamment la
sollicitation mécanique totale (charges permanentes et occasionnelles) ainsi que les
charges occasionnées par le vent.
En tout état de cause, il faut s’assurer que le matériau isolant présente une résistance à
la compression suffisante pour la surcharge que représente l’ensemble.
o
L’évacuation des eaux
Les toitures plates doivent présenter une pente de minimum 2% et être pourvues de
systèmes d’évacuation des eaux aux points les plus bas, ainsi que de trop-pleins ou de
gargouilles. Les éventuelles évacuations d’air provenant du bâtiment doivent être
surélevées en fonction de l’épaisseur totale de la toiture verte.
> Protection de la membrane d’étanchéité
Une attention particulière doit être portée sur la protection mécanique de la membrane
d’étanchéité afin d’éviter les dégâts pouvant être causés par :
o La circulation sur la toiture, le dépôt de matériaux et de produits, et les chocs éventuels
des outils durant la réalisation du chantier et l’entretien
o Les racines des végétaux, notamment des ligneux.
Les matériaux utilisés pour cette protection peuvent être de différents types : panneaux en
caoutchouc recyclé, géotextile, plaques de PVC/PE/PP, béton maigre, plaques en fibre-ciment,
asphalte coulé.
Protection anti-racines:
Certains produits, tels que les membranes d’étanchéité composées de hauts polymères, sont à
la fois étanches et anti-racines.
Dans le cas contraire, une protection contre la pénétration des racines est fortement conseillée,
surtout dans le cas de membranes d’étanchéité monocouches dont les bords sont soudés ou
collés avec des adhésifs. Cette protection consiste p.ex. en un double film PE de 0,4 mm avec
recouvrement de 100 cm, ou encore un géotextile/polyéthylène tissé. Elle sera posée sur toute
la surface de la couche d’étanchéité, y compris sur les remontées, jusqu’à 10 cm minimum audessus du substrat.
> Couche drainante
La couche drainante est primordiale pour le bon fonctionnement et la durabilité de toute toiture
verte ne dépassant pas 5° de pente.
Elle doit satisfaire aux exigences suivantes :
o Recueillir et évacuer rapidement les eaux excédentaires dont l’accumulation peut
nuire tant au bâtiment qu'aux racines et à la microfaune
o Etre légère tout en possédant une résistance à la compression suffisante.
Elle est constituée de matériaux drainants, soit granuleux, soit de membranes ou de panneaux
modulés. Son épaisseur peut varier et contribuer au ralentissement de l’évacuation des eaux
excédentaires. Le débit d’eau de précipitations à évacuer par la couche drainante peut être
calculé comme suit :
2
où r = intensité pluviométrique (= 0,025 l/m s en Belgique)
Q = r x V x A x C (l/s)
V = coefficient de sécurité (= 2 en Belgique)
A = superficie de toiture en m2
C = coefficient de retardement
Epaisseur de la couche
drainante (cm)
C
2-4
4-6
0,7
0,6
6 - 10
10 - 15
15 - 25
0,5
0,4
0,3
25 - 50
0,2
> 50
0,1
Source : CSTC.
Le coefficient de retardement d’une toiture verte dépend de sa pente et de son épaisseur de
substrat mais aussi de son niveau de saturation en eau : une toiture déjà saturée en eau aura
un effet de retardement nettement moins bon que celui d’une toiture complètement desséchée,
il faut donc en tenir compte dans le cas d’une rénovation de toiture. En règle générale, la NIT
229 conseille de prendre un coefficient C égal à 1.
> Couche filtrante
Son rôle est d’empêcher le colmatage du système drainant par des particules fines entraînées
par la percolation de l’eau dans le substrat. Outre ses facultés de filtrage et d’imputrescibilité,
elle doit garantir une résistance suffisante au déchirement et au poinçonnement.
Chaque bande aura un recouvrement de minimum 20 cm. Comme pour la membrane
d’étanchéité et sa protection, la natte filtrante devra dépasser le niveau du substrat de minimum
10 cm.
> Substrat
Le terme « substrat », en comparaison à la « terre arable » des jardins au sol, signifie plutôt un
composé nutritif spécifique aux toitures vertes et à leurs exigences.
Le substrat doit répondre aux exigences suivantes :
o
o
o
o
o
o
o
Grande légèreté
Enracinement, fixation et développement spatial des végétaux
Nutrition adéquate des végétaux et de la microfaune (eau, air, éléments minéraux et
organiques, oligo-éléments)
Structure aérée
Perméabilité à l’eau et diffusion de l’humidité
Résistance à la compression et stabilité de forme
Résistance au gel
Il est généralement constitué d’un mélange de matériaux minéraux granuleux avec une faible
proportion de fines particules, l’ensemble fournissant 60 à 70% d’espaces interstitiels.
La détermination de la composition correcte du substrat pour les toitures vertes nécessite le
recours à un professionnel spécialisé dans ce domaine. Il existe dans le commerce des
substrats spécialement conçus pour les toits verts.
L’épaisseur et la composition du substrat dépendra directement du type de végétation que
celui-ci devra supporter et nourrir.
> Végétaux
Le choix des végétaux dépend à la fois de plusieurs facteurs :
o
o
o
o
o
o
o
La finalité et le type de toiture verte
Le choix et l’épaisseur disponible du substrat ainsi que des diverses couches de
support nécessaires
Les conditions du milieu (urbain, rural…, exposition au soleil, au froid et au vent, à la
pollution…)
L’esthétique (composition, intégration…)
La recherche de biodiversité des espèces et des habitats
Les possibilités d’entretien
Les coûts de réalisation et de gestion
L’étude des plantations est une spécialité en soi. Il est donc fortement conseillé de la confier à
un professionnel (biologistes, pépiniéristes, personnes spécialisées dans les toitures vertes,
architectes paysagistes,…).
L’implantation progressive d’une végétation naturelle sur la toiture verte peut être envisagée
dans certains cas, laissant ainsi l’opportunité à d’autres espèces végétales de s’y développer
par transport des graines via le vent, les oiseaux,...
Ce concept est certainement le plus écologique (seules les espèces à la fois locales et
adaptées aux conditions particulières d’un toit vert peuvent y vivre) et la plus économique, mais
il ne peut garantir un résultat esthétique et permanent dans toutes les situations.
D’autre part, le choix de plantations monospécifiques entraîne le risque d’un mauvais résultat,
notamment visuel, lors d’une sévère maladie ou d’une sécheresse prolongée.
Toiture extensive - Immeuble de bureaux de Greenpeace, Schaerbeek (photo : F. Luyckx)
Les mélanges de plantes offrent davantage de chances de survie et assurent une pérennité à
long terme. Les associations végétales, qui s’inspirent des habitats naturels, combinent les
végétaux dans des proportions semblables à celles d’un biotope. Elles sont en général
autosuffisantes, demandent peu d’entretien et gardent une apparence naturelle. Pour ces
raisons elles sont idéales pour une toiture verte extensive.
MISE EN ŒUVRE - ASPECTS SPECIFIQUES POUR CHAQUE DISPOSITIF
LA TOITURE VERTE EXTENSIVE
Le terme extensive signifie plutôt :
o
o
o
o
o
o
o
o
o
Peu de moyens de réalisation
Relativement peu fertiles
Une faible épaisseur du substrat et des couches de support
Des plantes à faible développement, peu exigeantes en eau et en éléments nutritifs,
plutôt traitées en masse, semées ou précultivée
Moins de choix au niveau des espèces
Un aspect naturel et couvrant, libre et moins organisé
Un entretien minimal, de masse (parfois aucun)
Une grande superficie (impact visuel et rentabilité des coûts)
Une faible surcharge (charge permanente) permettant son application à toute toiture
(30 – 100 kg/m²)
> Composition (Exemple pour toiture inversée)
Afin d’assurer un résultat optimal à la toiture verte extensive, ses différents composants devront
être scrupuleusement adaptés aux conditions techniques du lieu (inclinaison, exposition,
altitude…).
A partir de 10° de pente, la toiture verte nécessit e un dispositif spécial d’ancrage (sangles,
lattes, planches, grilles…). Au-delà de 30°, pour l es matériaux granuleux il faut employer des
mélanges et des systèmes de retenue particuliers.
o
o
o
o
o
Stabilité du support
En cas de rénovation, même si la surcharge d’une toiture extensive n’est pas
importante, la portance de la toiture doit toujours être vérifiée.
Couche de protection de l’étanchéité
Cette protection est généralement constituée d’un géotextile à joints cousus, à haute
résistance à l’écrasement et difficilement pénétrable (300-600 gr/cm2).
Dans certains cas elle est directement incorporée au matériau servant de couche
drainante.
Couche de drainage
La couche drainante peut être constituée p.ex. :
→ D’un aggloméré de matériaux
→ De modules de drainage préformés, en plastique, remplis ou non d’agglomérés
→ D’un matelas de filaments synthétiques enchevêtrés et thermosoudés
→ D’un agrégat drainant soufflé et ensuite nivelé.
Couche filtrante
La couche filtrante peut être constituée par :
→ un géotextile : natte non tissée en fils de polyester, ou toile tissée en fibres de
polypropylène
→ une natte à base de fibres de verre liées par une résine synthétique.
Substrat
Afin de limiter le développement de la végétation on utilise un substrat qui est
essentiellement minéral (pierre de lave, pierre ponce, argile expansée, schiste
expansé, argile, sable du Rhin ou sable de rivière, voiles non-tissés, nattes de paille ou
de coco biologiquement dégradables, nattes de fils, poches en filet synthétique). De
plus sa minceur empêche l’implantation de plantes parasites.
Types de végétaux
Epaisseur du substrat
mousses et sedums
4 – 6 cm
les mêmes + graminées et vivaces à port bas
4 – 15 cm
o
Végétaux
Ils ne nécessitent en principe aucun amendement et ont une durée de vie quasi
illimitée. Mais du fait qu’ils vivent sur des substrats minces qui s’égouttent librement,
qu’ils sont plus fortement exposés aux extrêmes climatiques ainsi qu’au vent, il s’agira
particulièrement de plantes rustiques (résistant à la chaleur, au froid et à la
sécheresse).
Ces végétaux ne supportant pas le piétinement, pour rendre la toiture praticable il est
indispensable d’y aménager des chemins de circulation.
Leur installation se fera soit par semis, plantation directe ou avec tapis précultivés.
o
Le semis à la main, s’il convient le mieux pour des herbes ou des graminées et est le
moins coûteux, peut présenter quelques problèmes d’exécution : dispersion par le vent
ou la pluie ; répartition non homogène ; arrosage régulier par après.
Des plantes qui s’enracinent facilement à partir de petites boutures (p.ex. les sedums),
de petits bulbes (p.ex. la Ciboulette), ou encore de jeunes pousses, peuvent être aussi
semées à la main.
Pour les grandes surfaces, notamment pentues, la technique de l’hydroseeding permet
de projeter un mélange liquide de graines, d’eau et de gel, plus stable et homogène.
o
La plantation directe de jeunes plants, bien que plus coûteuse, donnera de meilleurs
résultats que l’ensemencement, notamment les premières années, dans le cas d’une
toiture extensive de petite taille.
o
Les tapis précultivés sont constitués d’un mince substrat répandu sur un support
souple (p.ex. géotextile), et sur lequel un mélange de plantes a été cultivé à l’avance,
par semis ou bouturage, de sorte à être prêts à la pose.
Bien que cette technique évite les échecs de développement végétal, elle s’avère la
plus coûteuse et limite la diversité végétale.
En cas de nouvelle construction, une alternative à la toiture à biodiversité limitée (par
exemple sedums), est la création de toits en friche qui consiste à compenser l’espace
vert perdu au sol en utilisant les terres des déblais locaux et leur végétation spontanée,
donnant une toiture verte encore plus écologique et beaucoup moins coûteuse.
Toit en friche
Source : Dunnett, N., Kingsbury, N., 2005.
Photo : Pia Zanetti.
Végétation sous forme de tapis
Source : CSTC
Le substrat des toitures en pente peut accuser des variations significatives de teneur en
eau : plus sec près du faîte, plus humide vers la base.
Il est conseillé d’exploiter ces différences dans le choix des végétaux.
Végétation mixte - Greenpeace, Schaerbeek
Photo : F. Luyckx
Végétation mixte
Source : CSTC
13. Canche cespiteuse (Deschampsia cespitosa)
14. Luzule printanière (Luzula pilosa)
+
+
+
16. Achillée millefeuille (Achillea millefolium)
12. Seslérie bleuâtre (Sesleria caerulea)
+
15. Cymbalaire (Cymbalaria muralis)
11. Brome stérile (Bromus sterilis)
+
10. Phalangère (Anthericum liliago)
+
9. Oeillet des Chartreux (Dianthus carthusianorum)
6. Euphorbe petit-cyprès (Euphorbia cyparissias)
5. Carline (Carlina vulgaris)
+
8. Laîche précoce (Carex caryophyllea)
+
+
7. Corynéphore blanchâtre (Corynephorus canescens)
plante bulbeuse
4. Orpin âcre (Sedum acre)
plante grasse
3. Orpin blanc (Sedum album)
2. Ciboulette (Allium schoenoprasum)
Critères d’utilisation
1. Ail à tête ronde (Allium sphaerocephalon)
QUELQUES EXEMPLES DE PLANTES INDIGENES*
+
+
+
graminée
plante vivace
+
feuillage persistant
+
+
+
+
épaisse et enchevêtrée
rampante
+
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+
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+
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+
±
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+
+
retombante
+
ensoleillé
+
+
+
+
+
+
+
+
±
+
±
+
mi-ombre
+
+
fleurs
+
+
odorante
+
+
source de nectar
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
abri pour la faune
+
nourriture pour la faune
+
+
vitesse de croissance
+
+
substrat : 4-6 cm
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
substrat : 6-10 cm
+
substrat : 10-15 cm
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
* Indigènes ne signifie pas forcément « adapté au milieu urbain ». La liste de végétaux ci-dessus est non exhaustive.
Le choix des végétaux dépendra du résultat souhaité mais aussi de la situation de la toiture en milieu urbain (ensoleillé,
ombragé,…). Le mieux est de s’adresser à un professionnel (pépiniériste, biologiste, architecte-paysagiste, …).
Les végétaux à systèmes radiculaires trop denses ou étendus, perforants ou pivotants sont
déconseillés, notamment les plantes herbacées suivantes: Chiendent, Chardon, Herbe aux
goutteux, Liseron, Lierre, Pissenlit, Renoncule rampante, Trèfle, Verge d’or du Canada.
+
LA TOITURE VERTE INTENSIVE (SIMPLE ET ELABOREE)
Le terme intensive signifie plutôt :
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
un vrai jardin installé sur un toit plat
un support d’épaisseur généreuse
des végétaux pouvant recevoir suffisamment d’eau et d’éléments nutritifs
différentes strates végétales plantées, favorisant la biodiversité
une réalisation plus architecturale
l’accessibilité et la praticabilité
la nécessité d’entretiens réguliers
un apport d’eau en périodes de sécheresse
une superficie limitée (coûts, contraintes techniques, rentabilité d’utilisation)
des surcharges (charges permanentes) importantes (min. 100 kg/m2)
une structure portante renforcée répondant au poids total de la toiture verte intensive
> Composition (Exemple pour toiture chaude)
Certains dispositifs supplémentaires seront intégrés si nécessaire : chemin, terrasse, mobilier,
apport d’eau, éclairage, évacuation d’eaux de surface, ancrage d’arbres…
o
Données préalables concernant la toiture
Les charges importantes (arbres, bacs de plantations, fondations supportant des
constructions) seront placées aux endroits les plus résistants de la construction.
Il est fortement conseillé de faire appel à un ingénieur spécialisé dans le calcul de stabilité
et de résistance du bâtiment.
Il y a lieu de vérifier que la membrane d’étanchéité a été relevée sur tout le pourtour de la
toiture jusqu’au moins 15 cm au-delà du niveau visible du substrat.
o
Couche de protection de l’étanchéité
La membrane d’étanchéité et ses relevés doivent être protégés par une protection
mécanique.
Cette protection peut être:
- un géotextile à joints cousus, à haute résistance à
l’écrasement et difficilement pénétrable
- une couche de mortier de ciment de ± 4 cm avec joints de
dilatation en mastic anti-racines, séparée du support par
une couche de glissement (ex. : film plastique).
- un panneau en caoutchouc recyclé (ép.10-20 mm)
- une couche de béton maigre
Membrane d’étanchéité en EPDM.
Photo : J-M Bailly
o
Couche de drainage
La couche drainante doit être la plus légère possible tout en possédant une résistance à la
compression suffisante, surtout pour les toitures praticables.
Panneau d’étanchéité en
polyéthylène. Photo : J-M Bailly
La couche drainante est constituée soit de:
matériaux drainants : graviers roulés ; membranes à relief en
matière synthétique (PVC, PS expansé,…), rainurées en
polystyrène (PS) extrudé sans HCFC ; billes agglomérées en
PS expansé ; treillis en polyéthylène ; nattes en fibres
polyamides, … Parmi les produits plastiques, le panneau de
mousse de polyéthylène est celui dont l’impact
environnemental est le moins mauvais.
soit de:
matériaux drainants retenant en même temps une partie de
l’humidité : granulats d’argile expansée (légers et très
drainants), de schiste expansé ou de pouzzolane.
Feutre recouvert d’une membrane à
relief en PVC + granulats d’argile
expansée. Source : CSTC
o
Système / couche de rétention d'eau
La couche de rétention d’eau (facultative si la couche drainante remplit en même temps
cette fonction) doit assurer une réserve d’eau suffisante pour la survie et la croissance des
végétaux et de la microfaune. La rétention d’eau peut être assurée, soit par mélange de
granulats au substrat, soit sous forme de couche séparée entre la couche drainante et la
couche filtrante. Les matériaux sont, par exemple, des grains d’argile expansée, de l’agromousse ou de la laine de roche.
o
Couche filtrante
La couche filtrante doit garantir une résistance suffisante au déchirement et au
poinçonnement, notamment par les racines ligneuses et puissantes, telles que celles de la
plupart des arbustes et des arbres.
Elle peut être constituée soit par :
→ un géotextile : natte non tissée en fils de polyester, ou toile tissée en fibres de
polypropylène
→ une natte à base de fibres de verre liées par une résine synthétique
→ de l’agro-mousse (fournie en blocs ou produite sur place, retient en même temps une
part de l’humidité).
Les nattes et toiles filtrantes sont placées avec un recouvrement de 15 à 20 cm et
remontées sur les bords jusqu’au moins 10 cm au-delà du niveau visible du substrat.
o
Substrat
Diverses matières minérales et organiques mélangées à la terre arable peuvent composer
le substrat :
MATIERES
CRITERES DE CHOIX
MINERALES NATURELLES (impact environnemental sur les ressources naturelles)
sable (Ø 0,063 – 2,0 mm)
Pas comme substrat pur, à mélanger et doit présenter
scories de lave et pierre ponce (Ø 2 – 16 mm)
léger, très bon, si matériau local
gravier roulé (Ø 4 – 16 mm)
bon, mais relativement lourd
MINERALES ARTIFICIELLES (impact environnemental par leur production, transport, déchets)
perlite
très légère, mais ne retient ni eau ni nutriments, a
tendance à s’affaisser avec le temps
vermiculite
très légère, mais ne retient ni eau ni nutriments,
peut se désagréger avec le temps
billes d’argile expansée,
schiste expansé
très bon, léger, retient l’eau, mais retient peu les
racines (beaucoup de vides) quand appliqué seul
laine de roche
très légère, mais non nutritive; coût en énergie
MINERALES DE RECYCLAGE (impact environnemental réduit)
brique/tuile concassée,
gravats de maçonneries
stable, retient en partie les éléments nutritifs et l’eau.
(le ciment augmente le taux d’acidité)
béton concassé
retient un peu l’eau, est un peu nutritif, alcalin
terre d’excavation
lourde, peu fertile, à éviter
ORGANIQUES NATURELLES (impact environnemental réduit)
compost (dosage faible <5%)
très nutritif, entretient la microfaune et aère
terreau
léger, très nutritif, retient l’humidité et aère
fumier
très nutritif, entretient la microfaune
engrais organique
à proscrire
MINERALES ET ORGANIQUES NATURELLES (impact environnemental réduit)
terracotem (mélange de stimulateurs de croissance, léger, très nutritif, retient l’humidité et aère
polymères hydrophiles, engrais minéraux à libération
lente et organique, granulés de lave)
PETROCHIMIQUES (impact environnemental par leur production et leur difficulté de recyclage)
flocons de polystyrène
très légers, non nutritifs, ne retiennent pas l’eau
Formes végétales
Epaisseur du substrat (cm)
mousses, sedums, graminées et plantes
vivaces à port bas
4 - 15
les mêmes + plantes vivaces et couvre-sol
15 - 30
arbustes
30 – 60
grands arbustes, arbrisseaux
60 – 100
arbres
o
> 100 (en bacs : 200 x 200 x150)
Végétaux
La végétation peut comporter différentes strates:
- herbacée: graminées et plantes vivaces
- arbustive: arbustes, à feuillage caduque ou persistant
- arborescente: arbrisseaux et arbres, à feuillage caduque ou persistant
5. Grande pervenche
(Vinca major)
6. Lilas (Syringa
vulgaris)
7. Viorne obier
(Viburnum opulus)
8. Rosier rouillé
(Rosa rubiginosa)
9. Alisier blanc
(Sorbus aria)
+
4. Herbe-à-nœuds
(Polygonum affine)
+
+
3. Osmonde royale
(Osmunda regalis)
2. Fétuque rouge
(Festuca rubra)
Critères d’utilisation
Indigène
plante herbacée
graminée
fougère
plante vivace
arbuste
arbrisseau
arbre
enracinement peu
profond
feuillage persistant
feuillage dense
rampant
retombant
attrait du feuillage
attrait de la fleur
attrait du fruit
odorant
source de nectar
abri pour la faune
nourriture pour la faune
hauteur (cm)
plante couvre-sol
supporte l’ombre
supporte la sécheresse
supporte le gel
capacité de concurrence
peu d’entretien
1. Lierre des bois
(Hedera helix)
QUELQUES EXEMPLES DE VEGETAUX
+
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+
+
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+
+
+
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+
+
+
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+
+
+
+
+
+
20
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
100
+
+
+
+
+
+
35
+
+
+
+
+
+
60
+
+
+
+
+
+
+
+
+
25
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
300
+
+
+
+
+
+
400
+
+
+
+
+
+
+
300
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
1500
+
+
+
+
+
+
Quelques végétaux déconseillés:
Développement trop
important
Châtaignier commun, Copalme d’Amérique, Cyprès, Epicéas, Erable plane,
Frêne commun, Hêtre, Marronnier d’Inde, Merisier des bois, Pins, Platane à
feuille d’érable, Sapins, Sophora du Japon, Thuya géant, Tilleuls, Tulipier de
Virginie
Fragilité
Cytise, Laurier des moutons, Magnolia, Mauve en arbre, Skimmia,
Vent
Peupliers
Espèce dominante
Chênes, Robinier faux acacia, Saules,
Système radiculaire
Amélanchiers, Arbuste aux papillons, Aulnes, Bambous, Bouleaux, Chardon,
perforant ou très étendu Lierre, Palommier, Peupliers, Renouées, Saules, Spartine, Sureaux, Trèfle,
Verge d’or du Canada
Développement
envahissant
Chiendent, Herbe-aux-goutteux, Liseron des champs, Renoncule rampante,
Houblon
A éviter aussi : les plantes trop horticoles, annuelles ou bisannuelles (entretien)
DISPOSITIFS SUPPLEMENTAIRES
> Apport d’eau
Il est préférable de choisir des végétaux qui ne nécessitent pas d’apport d’eau en période de
sécheresse. Si toutefois un arrosage est nécessaire en cas de sécheresse prolongée, il est
conseillé de prévoir l’amenée d’eau de pluie ou de citerne.
> Chemin, terrasse et mobilier
Afin d’alléger le poids de ces divers aménagements, il est conseillé, notamment pour les
revêtements de sols, bordures, maçonneries et autres constructions de jardin, mais aussi pour
leurs fondations respectives, d’utiliser au maximum des matériaux légers. Ex. : blocs de béton
léger, dalles de béton à structure ouverte, fondations en argile expansée, béton caverneux
ouvert, sable grossier ou stabilisé, planchers, dalles sans joints posées sur plots…
> Reliefs et profilages
Des dénivellements et des pentes peuvent être réalisés en utilisant sous le substrat et la
couche filtrante, des matériaux drainants légers tels que boules de polystyrène, grains d’argile
expansée soufflés et stabilisés superficiellement, plaques de polystyrène ou de polyuréthane
etc.
> Ancrage des végétaux
Les toitures vertes intensives abritant des végétaux ligneux (arbustes, arbrisseaux, arbres) et
des végétaux herbacés de grande taille peuvent être soumises aux vents violents, tourbillons et
tempêtes. Dans ce cas les végétaux seront ancrés soit dans le substrat, soit à la structure
existante.
INFORMATIONS COMPLEMENTAIRES
AUTRES ELEMENTS A GARDER À L’ESPRIT
Voici une liste de fiches dont les thématiques croisent celles de la gestion des déchets de
chantier:
o
o
o
TER05 - Maximiser la biodiversité
TER07 - Réaliser des façades vertes
EAU01 - Gérer les eaux pluviales sur la parcelle
BIBLIOGRAPHIE
o
o
o
o
o
o
o
CSTC (Centre Scientifique et Technique de la Construction), Note d’Information
Technique n°229 – Les Toitures vertes , CSTC, Bruxelles, 2006
Bruxelles Environnement - IBGE, Guide – Conseil pour la conception énergétique et
durable des logements collectifs, Annexe 6, Bruxelles, 2006.
IEB (Inter-Environnement Bruxelles), Aménager votre habitation pour mieux préserver
le «patrimoine-eau » de la Région, Région de Bruxelles-Capitale, Bruxelles, s.d.
HERMY, M. ; SCHAUVLIEGE, M.; TIJSKENS, G. ; Groenbeheer, een verhaal mat
toekomst, Velt et afdeling Bos & Groen, Bercham, 2005
VANHOOF, J.; SLOOTMAEKERS M.; Natuurlijke Tuinen, Tips voor harmonieuze en
ecologische verantwoorde tuin, Lannoo en ARGUS, 2004
LONDO G.; DEN HENGST J.; Tuin vol wilde planten, Natuur in tuin en park, Vereniging
Natuurmonumenten, In samenwerking uitgegeven door Ver. Natuurmonumenten en
uitg. Terra, 1993
DUNNETT, N. ; KINGSBURY, N., Toits et murs végétaux, Ed. du Rouergue, Rodez,
2005

realiser des toitures vertes

Transcription

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