Brevet FR2964011A1 — publié le 20120302

La présente invention concerne le domaine de la végétalisation de surfaces extérieures et en particulier de terrasses ou de toitures de bâtiments au sens général. L'une des applications principales de l'objet de l'invention concerne notamment mais non exclusivement, la végétalisation des terrasses ou des toitures des bâtiments. Outre le fait qu'une végétalisation améliore l'aspect esthétique des bâtiments, les avantages procurés par des terrasses ou des toitures végétalisées concernent en particulier la régulation des eaux de pluies, l'inertie thermique entrainant des économies d'énergie, le confort thermique grâce à l'apport d'hygrométrie, l'inertie phonique, l'assainissement de l'air extérieur, la création de véritables trouées vertes dans les agglomérations, l'absorption du CO2 et le relâchement de l'oxygène, le prolongement de la durée de vie des toitures ou des terrasses et les améliorations écologiques et microclimatiques. Dans l'état de la technique, il est connu de nombreuses solutions techniques consistant à recouvrir d'un substrat ou d'un milieu végétalisé une surface extérieure en vue de permettre de cultiver des catégories de plantes susceptibles de bien résister à la sécheresse et de se multiplier spontanément. Par exemple, la demande de brevet WO 02/02889 propose de recouvrir une surface extérieure par un milieu végétalisé, comportant une membrane de base de type bitume modifié et renforcé par une matière fibreuse. Cette membrane de base est recouverte par une couche anti-humidité supportant une couche de support de végétaux. Les végétaux utilisés sont des plantes présentant les caractéristiques de vivacité, de croissance lente, de persistance, de tolérance au grand soleil et à la chaleur ainsi qu'aux périodes de sécheresse et aux périodes de pluie forte. Même si les végétaux utilisés peuvent être cultivés sans entretien, il est à noter qu'en cas de situations extrêmes, à savoir de fortes chaleurs et de manque de précipitations, il apparaît difficile voire impossible de maintenir en vie les végétaux durablement dans le temps. Il s'ensuit une perte des végétaux dont le remplacement coûteux et long, limite le développement des terrasses végétalisées. La présente invention vise donc à remédier aux inconvénients de l'état de la technique en proposant une nouvelle technique permettant d'assurer la végétalisation d'une surface extérieure telle qu'une terrasse ou une toiture de manière durable ou pérenne quelque soit d'une part, les aléas climatiques extrêmes, à savoir les fortes chaleurs et les manques de précipitations, et d'autre part, la durée de ces aléas climatiques. Pour atteindre un tel objectif, l'objet de l'invention vise à proposer une nouvelle installation pour la végétalisation pérenne d'une surface extérieure telle une terrasse ou une toiture comportant au moins : - un milieu végétalisé recouvrant la surface extérieure et comportant : - une couche drainante réalisée au dessus de la surface extérieure, - une couche filtrante composée d'un géotextile en fibre de coco, déposé sur un géotextile non tissé à mailles fines recouvrant la couche drainante, - un substrat végétal composé par au moins une couche de pouzzolane d'une épaisseur d'au moins 3 cm dans laquelle sont plantés des végétaux de type Sedum, selon une densité variant de 25 à 50 unités par m2, - et un système de maintien en vie des végétaux comportant au moins - un dispositif d'irrigation du substrat végétal comportant notamment des buses de pulvérisation, - un dispositif d'apport de fertilisant au substrat végétal, - un système de mesure de l'humidité et de la salinité du substrat végétal, - une unité de contrôle du dispositif d'irrigation et du dispositif d'apport de fertilisant, reliée au système de mesure de l'humidité, cette unité de contrôle pilotant d'une part le dispositif d'irrigation pour que le substrat végétal présente une humidité comprise dans une plage de valeurs et d'autre part, le dispositif d'apport de fertilisant afin que le substrat végétal présente une salinité comprise dans un intervalle de valeurs. De plus, l'installation selon l'invention peut présenter en outre en combinaison au moins l'une et/ou l'autre des caractéristiques additionnelles suivantes : - l'unité de contrôle pilote d'une part le dispositif d'irrigation pour que le substrat végétal présente une humidité comprise entre 2,5 et 9,5 mm et d'autre part, le dispositif d'apport de fertilisant afin que le substrat végétal présente une salinité comprise entre 1 000 et 2 000 VIC, - l'unité de contrôle pilote le dispositif d'irrigation pour assurer son fonctionnement lorsqu'est atteint un seuil minimal d'humidité est atteint et pour interrompre son fonctionnement lorsqu'est atteint un seuil maximal d'humidité, ces seuils minimal et maximal d'humidité étant compris entre 2,5 mm et 9, 5 mm, - l'unité de contrôle pilote le dispositif d'apport de fertilisant pour assurer l'apport de fertilisant lorsqu'est atteint un seuil minimal de salinité et pour interrompre l'apport de fertilisant lorsqu'est atteint un seuil maximal de salinité, ces seuils minimal et maximal de salinité étant compris entre 1 000 et 2 000 VIC, - les buses de pulvérisation sont reliées à une source d'alimentation en eau et au dispositif d'apport de fertilisant, - l'unité de contrôle comporte une unité de communication permettant d'établir une liaison à distance avec un poste de commande, - le milieu végétalisé comporte une membrane étanche traitée anti-racine et recouvrant la surface extérieure à végétaliser, la couche drainante étant posée sur la membrane étanche, - la couche drainante comporte des plaques placées côte à côte et délimitant des alvéoles drainantes, avec la membrane étanche, - la pouzzolane présente une granulométrie égale à 0/4, - l'installation comporte au moins un panneau photovoltaïque monté sur un support en position inclinée vers le Sud, le dos du panneau étant orienté en direction du milieu végétalisé. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La Figure 1 est une vue en perspective en coupe d'un milieu végétalisé mis en oeuvre dans le cadre d'une installation conforme à l'invention. La Figure 2 est une vue en coupe élévation d'un milieu végétalisé tel qu'illustré à la Fig. 1. La Figure 3 est un schéma bloc fonctionnel illustrant l'installation conforme à l'invention. Tel que cela ressort plus précisément des Fig. 1 à 3, l'objet de l'invention concerne une installation 1 pour la végétalisation d'une surface extérieure 2 telle une terrasse ou un toit plat ou à faible pente. L'installation 1 comporte d'une part, un substrat ou un milieu végétalisé 3 recouvrant la surface extérieure 2 et d'autre part, un système 5 de maintien en vie des végétaux du milieu végétalisé 3. Tel que cela ressort plus précisément des Fig. 1 et 2, le milieu végétalisé 3 comporte dans une variante préférée de réalisation, une membrane étanche 6 recouvrant la surface extérieure 2 à végétaliser. Cette membrane étanche 6 est constituée par une ou plusieurs couches d'un film ou d'un revêtement permettant d'assurer l'étanchéité de la surface extérieure 2 notamment dans le cas où la surface extérieure 2 est une terrasse ou une toiture. Cette membrane étanche 6 est de préférence traitée anti-racine pour éviter son percement. Le milieu végétalisé 3 comporte également une couche drainante 8 posée sur la membrane étanche 6 et adaptée pour assurer un drainage efficace tout en permettant l'évacuation de l'eau de pluie en excès. Selon un exemple préféré de réalisation, la couche drainante 8 comporte des alvéoles 9 permettant de créer des alvéoles drainantes sur la membrane étanche 6. Ces alvéoles 9 permettent l'évacuation de l'eau en excès vers une conduite de sortie 10 tout en assurant la circulation de l'air de manière à aérer la sous face racinaire du milieu végétalisé 3. Selon une variante avantageuse de réalisation, la couche drainante 8 est réalisée par une série de plaques drainantes disposées les unes à côté des autres pour recouvrir tel un lit, la surface extérieure 2. Par exemple, chaque plaque drainante est réalisée en polystyrène. Tel que cela ressort plus précisément des Fig. 1 et 2, la couche drainante 8 présente une première face principale 11 en contact avec la membrane étanche 6 et dans laquelle sont aménagées les alvéoles 9. La couche drainante 8 comporte également une deuxième face principale 12 opposée à la première face 11 et dans laquelle sont aménagées de préférence des trous de passage pour l'eau. Par exemple, la couche drainante 8 présente une épaisseur de l'ordre de 3 cm. Dans l'exemple illustré, la couche drainante 8 est posée sur la membrane étanche 6. Il est à noter qu'en l'absence de la membrane étanche 6, notamment pour une surface extérieure 2 relative à un espace vert, la couche drainante 8 est réalisée ou aménagée au dessus de la surface extérieure 2. Le milieu végétalisé 3 comporte également une couche filtrante 13 composée d'un géotextile en fibre de coco 14 déposée sur un géotextile non tissé à mailles fines 15 recouvrant la couche drainante 8. Par exemple, l'épaisseur de la couche filtrante 13 présente une épaisseur h2 de l'ordre de 1 cm. Le milieu végétalisé 3 comporte également un substrat végétal 17 composé d'une couche de pouzzolane 19 dans laquelle sont plantés des végétaux 21 de type sedum. Avantageusement, la couche de pouzzolane 19 présente une épaisseur d'au moins 3 cm et de préférence une épaisseur comprise entre 3 et 4 cm. Afin d'accroître la résistance thermique du substrat, il peut être décidé d'installer une épaisseur de pouzzolane plus élevée, allant jusqu'à 10 ou 15 cm, à condition d'en estimer le poids et respecter les vitesses de charge. Avantageusement, la pouzzolane utilisée présente une 30 granulométrie 0/4. De manière connue, la pouzzolane est une roche naturelle à structure scoriacée et alvéolaire. La composition chimique principale moyenne de la pouzzolane est : 42 à 55 % de Silice, 12 à 24 % d'Alumine et 8 à 20 % de Sesquioxyde de fer. Avantageusement, les végétaux 21 sont plantés selon une densité variant de 25 à 50 unités par m2. Avantageusement, les végétaux 21 de type sedum sont pris, par exemple parmi les plantes suivantes : Orostachys Spinosus, Sedum Acre « Yellow Queen », Sedum Album, Sedum Floriferum Weihenstephaner Gold, Sedum Lydium, Sedum Rupestre Aureum, Sedum Sexangulare, etc. . Il est à noter que le milieu végétalisé 3 est adapté pour recouvrir la surface extérieure 2 en laissant subsister de manière classique, une zone stérile 25 permettant d'accéder plus facilement aux zones d'étanchéité et d'écoulement des eaux pluviales et/ou aux différents appareils du système de maintien en vie 5. La séparation entre le milieu végétalisé 3 et la zone stérile 25 est réalisée par des bordures alvéolaires 26 remplies par tous matériaux appropriés tels par exemple par de la pouzzolane et du gravier en proportion respectivement de 2/3 et 1/3. La zone stérile 25 est réalisée par tous types de matériaux, comme par exemple des gravillons 27 placés au-dessus du géotextile 15. Le système 5 de maintien en vie des végétaux comporte au moins un dispositif 30 d'irrigation du substrat végétal 17. Ce dispositif d'irrigation 30 comporte en particulier une ou plusieurs buses de pulvérisation 31 réparties en fonction de la superficie du milieu végétalisé 3 pour permettre l'irrigation de l'ensemble du substrat végétal 17. Les buses de pulvérisation 31 sont reliées à une source d'alimentation en eau 32 par l'intermédiaire de canalisations sur lesquelles est placée une électrovanne de commande 33. La source d'alimentation en eau 32 peut comporter par exemple une cuve de stockage d'eau reliée d'une part, à la sortie de trop plein 10 et d'autre part, à un réseau de distribution d'eau. Le système 5 de maintien en vie des végétaux comporte également un dispositif 35 d'apport de fertilisant au substrat végétal 17. Par exemple, ce dispositif d'apport de fertilisant 35 est réalisé par un réservoir de fertilisant de toute nature choisi en fonction notamment du milieu végétalisé 3. Ce réservoir 35 est relié avantageusement au dispositif d'irrigation 30. Par exemple, ce réservoir 35 qui contient du fertilisant solide est relié à une canalisation d'eau lorsqu'un apport de fertilisant est à effectuer. Le réservoir 35 est relié à une électrovanne de commande 33 identique ou différente de l'électrovanne régulant l'apport en eau. Cette électrovanne de commande 33 reliée au dispositif d'apport de fertilisant 35 est pilotée pour permettre l'apport ou l'interruption de l'apport de fertilisant, par les buses de pulvérisation 31. Le système de maintien en vie 5 comporte également un système de mesure 37 permettant de mesurer l'humidité et la salinité du substrat végétal 17. Selon une variante préférée de réalisation, le système de mesure 37 mesure simultanément l'humidité et la salinité du substrat végétal 17. Par exemple, ce système de mesure 37 est une sonde capacitive équipée de trois capteurs installés horizontalement dans l'épaisseur du substrat végétal 17 dans des endroits différents permettant d'obtenir une valeur moyenne intégrant les lieux à développement variable du système racinaire. Ce système de mesure 37 permet de mesurer à la fois l'humidité, en millimètre d'eau présente dans le substrat végétal 17, et la salinité de ce substrat 17 avec les ions et anions en VIC (Contenu Ionique Volumique). Par exemple, ce système de mesure 37 est une sonde désignée sous la dénomination commerciale Triscan développée par la Société Sentek. Bien entendu, le système de mesure 37 peut mesurer l'humidité et la salinité du substrat végétal 17 à l'aide de capteurs ou de sondes différents et spécifiques pour chaque grandeur physique à mesurer. Dans le même sens, le système de mesure 37 peut être complété par des capteurs de condition météorologiques. Le système de maintien 5 comporte également une unité de contrôle 40 du dispositif d'irrigation 32, du dispositif d'apport de fertilisant 35 et de l'électrovanne 33. Cette unité de contrôle 40 est reliée au système de mesure 37 qui permet de connaître l'humidité et la salinité du substrat végétal 17. En fonction des valeurs d'humidité et de salinité mesurées par le système de mesure 37, l'unité de contrôle 40 pilote le dispositif d'irrigation 32 et le dispositif d'apport de fertilisant 35, par le biais de l'électrovanne 33 de manière que les végétaux 21 conservent des conditions de culture optimales. L'unité de contrôle 40 pilote le dispositif d'irrigation 32 et 5 l'électrovanne 33 pour maintenir dans le substrat végétal 17 une humidité et une salinité variant entre des limites optimales. Avantageusement, la plage de valeur d'humidité choisie est comprise entre de préférence 2,5 mm et 9,5 mm tandis que l'intervalle de valeur de salinité est compris entre 1 000 et 2 000 VIC (Contenu Ionique Volumique). 10 En d'autres termes, l'unité de contrôle 40 offre la possibilité de déterminer ou de choisir une plage de valeur c'est-à-dire un seuil minimal d'humidité et un seuil maximal d'humidité pour le substrat végétal 17. Ces seuils minimal et maximal d'humidité sont choisis pour être compris entre 2,5 mm et 9,5 mm. Il est à noter que ces seuils minimal et maximal peuvent 15 ne pas correspondre aux valeurs limites de la plage de valeur pour tenir compte du temps d'absorption de l'eau par les végétaux. Par exemple, la valeur préférée du seuil minimal d'humidité fixée à 2,5 mm peut varier suivant l'épaisseur du substrat entre 1,8 mm et 3,5 mm. De même, l'unité de contrôle 40 offre la possibilité de déterminer ou de choisir une plage de 20 valeur c'est-à-dire un seuil minimal de salinité et un seuil maximal de salinité pour le substrat végétal 17. Ces seuils minimal et maximal de salinité sont choisis pour être compris entre 1 000 et 2 000 VIC. L'unité de contrôle 40 pilote le dispositif d'irrigation 30 pour assurer l'apport d'eau lorsque le seuil minimal d'humidité détecté par le système de 25 mesure 37 est atteint. Par exemple, la durée de l'apport est fixée de manière à ne pas saturer le substrat végétal 17 et à maintenir ainsi un équilibre optimal entre l'air et l'eau du substrat végétal 17. Ainsi, la durée de l'apport en eau est fixée à l'origine de manière à ne pas dépasser le seuil maximal de 9,5 mm. Il est à noter qu'il peut être prévu d'effectuer des apports en eau 30 de plus courte durée lors notamment des vagues de chaleur en vue de contribuer à bio-climatiser, grâce à l'évaporation de l'eau engendrée. De la même façon, l'unité de contrôle 40 pilote le dispositif d'apport de fertilisant 35 pour assurer l'apport de fertilisant lorsque le seuil minimal de salinité détecté par le système de mesure 37 est atteint. La durée minimale de l'apport de fertilisant est identique à celle de l'apport en eau. Si à la fin d'un apport en fertilisant, le seuil minimal est dépassé, l'unité de contrôle 40 décide de fermer l'électrovanne 33 du dispositif d'apport de fertilisant 35 jusqu'à ce que le système de mesure 37 détecte une mesure de salinité inférieure au seuil minimal fixé. Si ce seuil minimal de 1000 Vic n'est pas atteint à la suite de l'apport, l'unité de contrôle 40 maintient l'électrovanne 33 du dispositif d'apport de fertilisant 35 ouverte jusqu'à ce que, dès la fin d'un nouvel apport d'eau, le système de mesure 37 détecte entre par exemple 1200 et 2000 Vic. Bien entendu, l'unité de contrôle 40 tient compte de l'apport en eau lors de l'apport en fertilisant pour éviter de dépasser le seuil maximal d'humidité. Selon une variante préférée de réalisation, l'unité de contrôle 40 comporte une unité de communication permettant d'établir une liaison à distance avec un poste de commande. L'unité de contrôle 40 peut ainsi transmettre, périodiquement ou à la demande, à un poste de commande, l'état des mesures effectuées de manière à surveiller et à gérer à distance l'installation et en particulier l'état des végétaux. La communication peut se faire en local par radio ou pour des gestions globales par GPRS ou internet filaire avec une interface de gestion des données accessible par internet. L'installation 1 selon l'invention permet de garantir la survie des végétaux des terrasses ou des toitures végétalisées, dans les zones géographiques où le climat est chaud et les pluies rares à nulles et sur une partie de l'année. Cette installation 1 offre l'avantage de pouvoir réaliser une végétalisation pérenne des toitures ou des terrasses en garantissant la durée de vie des végétaux. Dans la description qui précède, l'installation 1 est adaptée pour assurer la végétalisation des toitures ou des terrasses mais il est clair que l'installation 1 peut être mise en oeuvre pour assurer la végétalisation pérenne d'espaces verts au sens général. Selon une autre caractéristique de l'installation, l'installation 1 comporte au moins un et d'une manière générale, plusieurs panneaux photovoltaïques montés chacun sur un support venant se positionner au dessus des végétaux 21. Les panneaux photovoltaïques sont fixés par tous moyens appropriés pour s'établir en position inclinée vers le pôle Sud. Le dos de chaque panneau photovoltaïque se trouve donc orienté en direction du milieu végétalisé 17. Les panneaux photovoltaïques permettent de fournir l'énergie électrique d'alimentation notamment pour l'installation 1. Bien entendu, la source d'énergie électrique pour l'installation 1 peut être réalisée de toute autre manière appropriée. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS1 - Installation pour la végétalisation pérenne d'une surface extérieure (2) telle une terrasse ou une toiture, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins : - un milieu végétalisé (3) recouvrant la surface extérieure (2) et comportant : - une couche drainante (8) réalisée au dessus de la surface extérieure (2), - une couche filtrante (13) composée d'un géotextile en fibre de 10 coco (14), déposé sur un géotextile non tissé à mailles fines (15) recouvrant la couche drainante (6), - un substrat végétal (17) composé par au moins une couche de pouzzolane (19) d'une épaisseur d'au moins 3 cm dans laquelle sont plantés des végétaux (21) de type Sedum, selon une densité variant de 25 à 50 15 unités par m2, - et un système de maintien en vie (5) des végétaux (21) comportant au moins : - un dispositif d'irrigation (30) du substrat végétal (17) comportant notamment des buses de pulvérisation (31), 20 - un dispositif d'apport (35) de fertilisant au substrat végétal (17), - un système de mesure (37) de l'humidité et de la salinité du substrat végétal (17), - une unité de contrôle (40) du dispositif d'irrigation (30) et du dispositif d'apport de fertilisant (35), reliée au système de mesure (37) de 25 l'humidité , cette unité de contrôle (40) pilotant d'une part le dispositif d'irrigation (30) pour que le substrat végétal (17) présente une humidité comprise dans une plage de valeurs et d'autre part, le dispositif d'apport de fertilisant (35) afin que le substrat végétal présente une salinité comprise dans un intervalle de valeurs. 30 2 - Installation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de contrôle (40) pilote d'une part le dispositif d'irrigation (30) pour que le substrat végétal (17) présente une humidité comprise entre 2,5 et 9,5 mmet d'autre part, le dispositif d'apport de fertilisant (35) afin que le substrat végétal présente une salinité comprise entre 1 000 à 2 000 « VIC » lorsqu'elle est évaluée à l'aide d'une sonde commercialisée sous le nom de « TRISCAN »® par la société SENTEK. 3 - Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'unité de contrôle (40) pilote le dispositif d'irrigation (30) pour assurer son fonctionnement lorsqu'est atteint un seuil minimal d'humidité est atteint et pour interrompre son fonctionnement lorsqu'est atteint un seuil maximal d'humidité, ces seuils minimal et maximal d'humidité étant compris entre 2,5 mm et 9, 5 mm. 4 - Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'unité de contrôle (40) pilote le dispositif d'apport de fertilisant (35) pour assurer l'apport de fertilisant lorsqu'est atteint un seuil minimal de salinité et pour interrompre l'apport de fertilisant lorsqu'est atteint un seuil maximal de salinité, ces seuils minimal et maximal de salinité étant compris entre 1 000 à 2 000 « VIC » lorsqu'elle est évaluée à l'aide d'une sonde commercialisée sous le nom de « TRISCAN »® par la société SENTEK. 5 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les buses de pulvérisation (31) sont reliées à une source d'alimentation en eau (32) et 20 au dispositif d'apport de fertilisant (35). 6 - Installation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'unité de contrôle (40) comporte une unité de communication permettant d'établir une liaison à distance avec un poste de commande. 7 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le milieu 25 végétalisé (17) comporte une membrane étanche (6) traitée anti-racine et recouvrant la surface extérieure (2) à végétaliser, la couche drainante (8) étant posée sur la membrane étanche (6). 8 - Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que la couche drainante (8) comporte des plaques placées côte à côte et délimitant des 30 alvéoles drainantes (9), avec la membrane étanche (6). 9 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pouzzolane (19) présente une granulométrie égale à 0/4. 10 - Installation selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un panneau photovoltaïque monté sur un support en position inclinée vers le Sud, le dos du panneau étant orienté en direction du milieu végétalisé (17).5