LES TOITS URBAINS, UN GISEMENT VERT À EXPLOITER Par

LES TOITS URBAINS, UN GISEMENT VERT À EXPLOITER
Par Marie-Josée Castonguay
Essai présenté en vue de l’obtention du double diplôme
Maîtrise en environnement
Master en Ingénierie et Management de l’Environnement et du Développement Durable
(M. Env.-IMEDD)
Sous la direction de Monsieur Jean-Marie Bergeron
UNIVERSITÉ DE SHERBROOKE (Québec, Canada)
UNIVERSITÉ DE TECHNOLOGIE DE TROYES (France)
Décembre 2013

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SOMMAIRE
Mots clés : toits urbains, production d’énergie, production alimentaire, récupération des eaux de
pluie, toits verts, toits blancs, autosuffisance des villes, développement durable, Québec
L’objectif de cet essai est d’établir des recommandations pour favoriser l’implantation de diverses
technologies actuellement disponibles sur les toits de bâtiments en milieu urbain au Québec dans
une perspective de développement durable et pour favoriser l'indépendance des villes en plusieurs
domaines. Ce travail prend tout son sens lorsque l’on considère deux phénomènes en particulier.
Premièrement, le mode de fonctionnement de notre environnement bâti qui repose encore
aujourd’hui principalement sur l’utilisation de ressources non renouvelables disponibles à de faibles
coûts. Cette façon de faire occasionne des répercussions graves sur l’ensemble de la planète, autant
du côté environnemental que social. Le deuxième point concerne l’augmentation constante de la
population mondiale ainsi que la population urbaine. Sachant ceci, dans le but de rétablir un
meilleur équilibre et de respecter les limites de notre environnement, l’homme n’aura d’autre choix
que de repenser son entourage pour tenter de « faire plus avec moins » et d’exploiter plus
efficacement ce qu’il possède. C’est donc dans cette optique que vient s’insérer la thématique de
l’essai en voulant mieux exploiter « ce gisement vert » que sont les toitures des milieux urbains.
Le travail démontre en effet que plusieurs technologies peuvent être installées sur les toits de
bâtiments afin de remplir différentes fonctions telles que la production d’énergie, la gestion des
conditions environnantes, la production d’aliments ou encore pour fournir une source en eau. Par
ailleurs, il n’est pas suffisant de connaître les techniques, il faut aussi que certaines conditions
soient retrouvées sur un territoire pour permettre une progression optimale. De ce fait, un bilan de la
situation au Québec illustre que des projets sont bien présents, mais que l’ensemble n’est pas
développé à son plein potentiel. L’analyse établit que des facteurs comme les coûts relativement
faibles de l’électricité, du pétrole et de l’eau potable, les coûts d’investissement encore élevés, un
manque de connaissance des techniques ainsi qu’une législation non adaptée seraient les freins
majeurs au déploiement de ces projets. En somme, même si les technologies sur les toits ne sont pas
développées au maximum au Québec, elles représentent tout de même un potentiel à l’avenir. Afin
d’encourager leur implantation, les mesures suivantes sont proposées : offrir diverses formes
d’incitatifs financiers pour réduire les délais de recouvrement; éduquer et sensibiliser la population;
faire de la recherche et du développement; effectuer une révision pour adapter la législation en
place; et finalement, établir des normes pour obliger certaines techniques dans des cas particuliers.

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REMERCIEMENTS
Tout d’abord, je tiens tout particulièrement à remercier mon directeur, M. Jean-Marie Bergeron, qui
a su se montrer très présent tout au long du processus de réalisation de mon essai. Merci pour vos
précieux conseils et votre disponibilité, ce fut très apprécié.
Ensuite, je voudrais aussi remercier Mme Judith Vien, conseillère pédagogique du Centre
universitaire de formation en environnement et développement durable, pour ses réponses claires et
rapides à mes interrogations.
Merci aussi à mon ami et compagnon de vie, Rémy Rousseau, pour sa patience, ses encouragements
et son esprit critique pour m’aider à y voir plus clair.
Puis finalement, un grand merci à ma mère et ma sœur pour avoir relu mon travail et m’avoir aidé à
le corriger.

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TABLE DES MATIÈRES
INTRODUCTION ............................................................................................................................... 1
1. MISE EN CONTEXTE .............................................................................................................. 4
1.1 Situation actuelle................................................................................................................ 4
1.1.1 Villes et bâtiments modernes ......................................................................................... 4
1.1.2 Problématiques engendrées ........................................................................................... 6
1.2 Des villes et bâtiments plus durables ................................................................................. 8
1.2.1 Qu’est-ce qu’une ville durable? ..................................................................................... 9
1.2.2 Le bâtiment contribuant à la durabilité ........................................................................ 10
2. SOMMAIRE DES TECHNOLOGIES SUR TOITS EXISTANTES ...................................... 12
2.1 Production d’énergie ........................................................................................................ 12
2.1.1 Énergie solaire ............................................................................................................. 13
2.1.2 Éoliennes ..................................................................................................................... 16
2.1.3 Autres .......................................................................................................................... 18
2.1.4 Comparatif des technologies selon les principes du développement durable .............. 19
2.2 Gestion des conditions environnantes .............................................................................. 20
2.2.1 Toits verts .................................................................................................................... 21
2.2.2 Toits blancs .................................................................................................................. 22
2.2.3 Autres .......................................................................................................................... 24
2.2.4 Comparatif des technologies selon les principes du développement durable .............. 25
2.3 Production alimentaire ..................................................................................................... 26
2.3.1 Jardins .......................................................................................................................... 27

iv
2.3.2 Serres ........................................................................................................................... 31
2.3.3 Élevage d’animaux ...................................................................................................... 34
2.3.4 Apiculture .................................................................................................................... 36
2.3.5 Autres .......................................................................................................................... 38
2.3.6 Comparatif des technologies selon les principes du développement durable .............. 40
2.4 Source en eau ................................................................................................................... 41
2.4.1 Récupération d’eau de pluie ........................................................................................ 42
2.4.2 Analyse de la technologie selon les principes du développement durable .................. 46
3. CONTEXTE D’IMPLANTATION DE NOUVELLES TECHNOLOGIES AU QUÉBEC .... 48
3.1 Caractérisation du bâtiment urbain .................................................................................. 48
3.1.1 Caractéristiques physiques .......................................................................................... 49
3.1.2 Besoins à combler........................................................................................................ 50
3.1.3 Législation ................................................................................................................... 51
3.2 Climat .............................................................................................................................. 52
3.2.1 Températures ............................................................................................................... 52
3.2.2 Précipitations ............................................................................................................... 53
3.2.3 Ensoleillement ............................................................................................................. 53
3.2.4 Vents ............................................................................................................................ 53
3.3 Accessibilité et type de ressources disponibles ............................................................... 54
3.3.1 Électricité ..................................................................................................................... 54
3.3.2 Pétrole .......................................................................................................................... 54
3.3.3 Eau potable .................................................................................................................. 55