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Octobre 2013

RECENSEMENT ET CARACTERISATION AGRONOMIQUE DES

SUBSTRATS POUR TOITURES VEGETALISEES EXTENSIVES

FICHE D’ETUDE EXPERIMENTALE

AVEC LA PARTICIPATION DE :

Octobre 2013

Remerciements :

La CAS (Chambre syndicale des améliorants organiques et supports de culture), l’ADIVET (Association des toitures et façades végétales) et l’UNEP (Union nationale des entrepreneurs du paysage) pour la mise en relation avec leurs adhérents et la participation à ce recensement.

Jean-Charles Michel, Agrocampus Ouest centre d’Angers, maître de conférences en sciences du sol et des substrats horticoles pour son co-encadrement scientifique, ses conseils dans la réalisation de l’étude et rédaction de cette fiche.

Aux nombreux professionnels ayant participé à l’inventaire des substrats extensifs vendus en France ainsi qu’à ceux ayant mis à disposition un échantillon de substrat pour caractérisation en laboratoire.

Titre Recensement et caractérisation agronomique des substrats pour toitures végétalisées extensives

Correspondant Plante & Cité Olivier Damas

Auteurs Jason Brunet ; Olivier Damas ; Jean-Charles Michel

Résumé

Les substrats en toitures végétalisées extensives sont fondamentaux dans la réussite d’une végétalisation. Plante & Cité a lancé en collaboration avec Agrocampus Ouest centre d’Angers, une étude sur les substrats des toitures végétalisées extensives. Cette fiche relate dans un premier temps le recensement des substrats extensifs existants sur le marché français. Dans un second temps, sont présentées les propriétés agronomiques de ces substrats suite à la réalisation d’analyses de laboratoire normalisées afin d’en comprendre leur fonctionnement et comportement. Les formulations sont présentées de manière anonyme et selon des regroupements par typologie. Ce travail dresse le premier état des lieux commercial, technique et scientifique jamais réalisé sur les substrats pour toitures extensives. Il permet d’engager des réflexions techniques et réglementaires au profit des pratiques professionnelles.

Thématiques

Mots clés

Agronomie et artificialisation des sols urbains ; Innovation et diversification végétale ; Fertilité des sols, Gestion de l’eau ; Substrat de plantation ; Caractérisation des sols urbains ; Végétalisation des toitures et terrasses ; Diversification végétale

Substrats ; supports de culture ; recensement ; état des lieux ; toitures végétalisées ; diversification ; propriétés agronomiques ; eau ; analyses de laboratoire

Partenaires Agrocampus Ouest ; entreprises de formulation de substrat ou spécialisées en toitures végétalisées sous couvert d’anonymat.

Date de dernière mise à jour Octobre 2013

Date de publication 20 novembre 2013

Recensement et caractérisation agronomique des substrats pour toitures végétalisées extensives – Fiche d’étude expérimentale

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Sommaire A. Avant-propos ..................................................................................................................................... 3

B. Objectifs ............................................................................................................................................. 3

I. L’INVENTAIRE DES SUBSTRATS PRESENTS SUR LE MARCHE FRANÇAIS ............................................... 3

A. Méthode ............................................................................................................................................ 3

B. Résultats ............................................................................................................................................ 4 1) Substrat dont la composition est connue (28 substrats)...................................................................... 5 2) Substrats dont la composition est inconnue (37 substrats) ................................................................. 7

II. LES PROPRIETES AGRONOMIQUES DES SUBSTRATS POUR TOITURES EXTENSIVES ................................. 9

A. Matériel et méthode ......................................................................................................................... 9

B. Choix du laboratoire et des paramètres d’analyses .......................................................................... 9 1) Les propriétés physiques ..................................................................................................................... 10

La distribution granulométrique ............................................................................................... 10

Le tassement.............................................................................................................................. 10

La teneur en matière organique ................................................................................................ 10

La rétention maximale en eau (à CME) ..................................................................................... 10

La masse volumique du substrat à capacité maximale en eau (CME) et à sec ......................... 10

La courbe de rétention en eau (ou courbe pF) .......................................................................... 10

La mouillabilité .......................................................................................................................... 11

La perméabilité ou conductivité électrique ............................................................................... 11

2) Les propriétés chimiques ..................................................................................................................... 11 Le pH .......................................................................................................................................... 11

La capacité d’échange cationique (CEC) .................................................................................... 11

La conductivité électrique ......................................................................................................... 11

Les éléments nutritifs disponibles ............................................................................................. 11

L’azote total et le rapport C/N ................................................................................................... 12

C. Typologies de substrats rencontrés et matériaux utilisés ............................................................... 12

D. Résultats et discussion à portée opérationnelle ............................................................................. 15 1) Les propriétés physiques................................................................................................................ 15

La distribution granulométrique ............................................................................................... 15

Le tassement.............................................................................................................................. 17

La teneur en matière organique ................................................................................................ 17

La masse volumique du substrat à capacité maximale en eau (CME) et à sec (g/l) .................. 19

La capacité maximale en eau (CME, en % de volume) .............................................................. 20

Courbes de rétention en eau ..................................................................................................... 20

La mouillabilité (en degré) ......................................................................................................... 23

La perméabilité ou conductivité hydraulique (mm/min) .......................................................... 24

2) Les propriétés physiques................................................................................................................ 28

Le pH .......................................................................................................................................... 28


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La capacité d’échange cationique (CEC) .................................................................................... 29

La conductivité électrique (CE) .................................................................................................. 30

Les nutriments disponibles ........................................................................................................ 31

L’azote total et le rapport C/N ................................................................................................... 32

III. CONCLUSION ET SYNTHESE OPERATIONNELLE ..................................................................... 33


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Présentation de l’étude

A. Avant-propos

Les substrats pour toitures sont fondamentaux dans la réussite d’une végétalisation. Ils doivent répondre à des fonctions et contraintes techniques très poussées : assurer le support d’une végétation et son alimentation hydrique et minérale dans des conditions extrêmes, d’extensivité et de sécheresse en induisant le minimum de charge possible au bâtiment (densité et épaisseur faibles).

La végétalisation des toitures n’est pas encadrée réglementairement par un DTU spécifique (document technique unifié) mais bénéficie de règles professionnelles co-rédigées par l’Adivet (association des toitures et façades végétales), la Chambre Syndicale Française de l’Etanchéité, l'UNEP (Union Nationale des Entrepreneurs du Paysage) et le SNPPA (Syndicat National du Profilage des Produits Plats en Acier), reconnues en France, mais non normatives. Ces règles professionnelles françaises sont très majoritairement issues des règles professionnelles FLL (Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschafsbau, que l’on peut traduire par Institut de recherche allemand pour le développement et l’aménagement paysager) allemandes, référence internationale.

Au-delà du seul contexte des toitures végétalisées, la norme NFU 44-551 encadre réglementairement les supports de culture.

A ce jour, aucune étude professionnelle et technique n'existe sur les propriétés agronomiques des substrats en France. Il s’agit d’un matériau encore peu étudié dans le domaine des toitures végétalisées.

B. Objectifs

L’étude permet aux professionnels de la filière d’avoir un récapitulatif informatif et technique sur les substrats extensifs disponibles à la vente en France.

Cette fiche apporte différentes perspectives:

Une vision globale du marché en 2012 ;

Des données agronomiques élémentaires sur les substrats ;

Une mutualisation des savoirs interprofessionnels ;

Des pistes de réflexion pour : (1) les prescriptions techniques et les règles professionnelles ; (2) des évolutions possibles de la gamme de substrat actuelle (composition, proportion).

I. L’inventaire des substrats présents sur le marché français

A. Méthode

Cet inventaire a fait l’objet d’une très large communication et appel à participation auprès des professionnels. Les cibles et moyens de communication ont été les suivants :

le site internet et la lettre d’information mensuelle de Plante & Cité ;


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la presse professionnelle (Matériel & Paysage Avril 2012) ;

les organismes et associations professionnelles, qui ont reconduit l’appel à leurs adhérents : ADIVET (Association des toitures et façades végétales), UNEP (Union nationale des entrepreneurs du paysage), la CAS (Chambre syndicale des améliorants organiques et supports de culture) ;

identification et prise de contact directe par Plante & Cité.

L’inventaire prend en compte tous les substrats commercialisés en France, au sens où il intègre également les substrats produits dans d’autres pays mais vendus en France.

B. Résultats

Le recensement mené auprès des acteurs de la filière a permis de recenser 65 substrats pour toitures extensives, provenant de 33 entreprises différentes. Ces entreprises sont aussi bien des fabricants de substrats (13 entreprises) que des poseurs de système pour toitures végétalisées (20 entreprises).

Les poseurs de système précités dans l’inventaire fabriquent leur propre substrat ou délèguent à un fournisseur la fabrication d’une formulation qui leur est propre.

Pour d’autres poseurs (20 entreprises), le substrat utilisé et vendu est une formulation non spécifique provenant de fabricants de substrat ou bien d’autres poseurs de systèmes. Ils ne sont bien sûr pas pris en compte dans ce dénombrement, pour ne pas faire doublon.

Ce recensement, bien que large, peut ne pas être exhaustif pour les raisons suivantes :

- certaines entreprises n’ont pas répondu (manque de temps, méconnaissance du thème, ou désir de ne pas communiquer leurs informations) ;

- certaines entreprises n’ont pas nécessairement été atteintes par la communication mise en place.

La participation des acteurs de la filière a malgré tout été importante et la majorité des entreprises présentes sur le marché des toitures végétalisées ont pu être répertoriées.

L’inventaire est présenté ci-dessous en quatre tableaux, selon l’obtention ou non d’information sur la composition du substrat et le rôle des acteurs :

- Les substrats dont la composition partielle ou totale est connue (28 substrats)

Fabricants de substrats (18 substrats)

Poseurs de systèmes (10 substrats)

- Les substrats dont la composition n’est pas communiquée par l’entreprise (37 substrats)

Fabricants de substrats (11 substrats)

Poseurs de systèmes (26 substrats)


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1) Substrat dont la composition est connue (28 substrats) Tableau 1: Fabricants de substrats – composition connue (18 substrats)

Nom société Nom commercial Composition

Dumona REF V1 60 % Phase minérale (pouzzolane)

40 % Phase organique (tourbe, écorce compostée)

Falienor PZ70 70% phase Minérale (pouzzolane)

30% phase organique (écorce compostée de pin maritime,

tourbe blonde irlandaise)

+ 800 g/m3 engrais starter

PZ60 60% phase Minérale (pouzzolane)


tourbe blonde irlandaise, fibre de coco)


TV70/L (léger) 70% phase Minérale (pouzzolane, argile expansée)




TV70/UL (ultra léger) 70% phase Minérale (pouzzolane, argile expansée en + grande

quantité)




Pindstrup France lv 3222 100 % tourbe blonde 20- 40 mm

lv 469 tourbe blonde

tourbe brune

perlite

Peltracom LP24GREXMIN1 pierre ponce

lava/pouzzolane

LP24GREXORG1 pierre ponce

lava/pouzzolane

compost végétal

LP24GREXORG2 tuiles concassées

lava/pouzzolane

compost végétal

LP24GREXORG3 pierre ponce

lava/pouzzolane

compost végétal

Carrière de Tréssignaux Pas de nom spécifique 50 % terre végétale criblée (<15mm)

50 % pouzzolane 7/15

Terreaux Flore Bleue Terreaux spécial toiture

végétalisée

30 % pouzzolane 4/7

40 % pouzzolane 5/15

10 % terreau de lin

10 % écorces de pin

10 % tourbe blonde

Terreaux spécial toiture

végétalisée billes d'argile

30 % argile 0/4 non concassée

30 % argile 8/16 non concassée

20 % matières organiques

10 % écorces de pin

10 % tourbe blonde


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Tourbière de France Substrat toiture végétalisée 25% pouzzolane 3-6 mm

40% pouzzolane 7-15 mm

15% tourbe blonde irlandaise

10% fibre de coco

5% compost vert

5% argile

+1 kg/m3 engrais organiques 6-7-8

Fumeco FPTJ 40 % Hydromoss (mousse synthétique recyclé

40 % écorce compostée (pin maritime)

20 % compost végétal

FPTJA 40 % Hydromoss (mousse synthétique recyclée)



10 % argile à Montmorillonite

FPTJA+ 40 % Hydromoss (mousse synthétique recyclée)



20 % argile à Montmorillonite

Tableau 2 : Poseurs de systèmes – composition connue (10 substrats)


Optigreen (réalisé par

Humustar)

Substrat extensif multicouche, type

E

schiste expansé

argile expansée

lave/pouzzolane

pierre ponce

briques concassée

porlith ( matériau composé de schiste et matières organiques)

compost vert

Substrat monocouche extensif, type

M

schiste expansé

argile expansée

lave/pouzzolane

pierre ponce

briques concassées

porlith (matériau composé de schiste et matières organiques)

compost vert

Substrat léger, type L (GE) porlith (matériau composé de schiste et matières organiques)

argile expansée concassée

béton cellulaire

Vegetoit (réalisé par

Star)

Substrat monocouche Végétoit MS

sans contrainte de poids terre cuite recyclée 3 - 16 mm

pouzzolane

argile expansé 3 - 8 mm

sable de terre cuite

sable de ponce 0 - 4 mm

scories de charbon 0 - 16 mm

Le pourcentage de matériaux dépend des références substrats

voulues

Substrat monocouche Végétoit ML

allégé

Substrat multi couche (avec

drainage) Végétoit ES sans

contrainte de poids

Substrat multi couche (avec

drainage) Végétoit EL allégé

Vertige Tapis en fibre de chanvre fibre de chanvre


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Musy environnement Pas de nom spécifique brique pilée

fumier de cheval

écorce de pin

Vision Végétale Fibre de Sphaigne 100% sphaigne du Chili

2) Substrats dont la composition est inconnue (37 substrats) Tableau 3 : Fabricants de substrats – composition inconnue (11 substrats)


Star Vegetoit extensif N.C

Aquiland Terreaux de végétalisation de toiture (Fertil Aquitaine) N.C

Or Brun (réalisé par la

Varenne environnement)

Substrat pour végétalisation N.C

Corthum (Allemagne) Substrat extensif N.C

Substrat toit vert.com (réalisé

par Humustar)

Substrat 1 N.C

Substrat 2

Substrat 3

Substrat 4

Substrat 5

Substrat 6

Substrat 7

Tableau 4 : Poseurs de systèmes – composition inconnue (26 substrats)


SMAC Tecmix N.C

SEIC Verde Pensile Terra MEDITERRANEA N.C

SIKA France Substrat Sarnafil N.C

Huntsman Vydro hydrophile substrat N.C

Le Prieuré ID Flore E N.C

ID Flore SP

ID Flore Light

Ecovégétal SUBSTRAT SUCCULIS LIGHT (Substrat léger) N.C

SUBSTRAT SUCCULIS (Substrat léger)

SUBSTRAT SAXATILIS (Substrat léger enrichi)

Meple (fourni par Dumona et

Falienor)

Substrat Manuplac N.C

Substrat Meps Sempervirum

Renolit (Alkorgreen) Substrat 81017 N.C

Soprema (Sopranature) SOPRAFLOR X N.C

SOPRAFLOR M

SOPRAFLOR S

SOPRAFLOR R

Jardin de Jade N.C N.C

Novintiss Pas de nom spécifique N.C


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Zinco Zincolit N.C

Zincolit Plus

Zincoterre Sedumteppich

Zincoterre Sedumteppich léger

Zincoterre Steinrosenflur

Zincoterre Steinrosenflur léger

Tarvel Pas de nom spécifique N.C

Natural Grass Lite N'Green N.C

Inventae Vert Porlith extensive N.C

Porlith premium

Siplast Graviland Graviflor N.C

Graviflore tech


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II. Les propriétés agronomiques des substrats pour toitures extensives

A. Matériel et méthode

Les substrats étudiés ont été collectés auprès des entreprises volontaires, sollicitées au même moment que

l’appel à participation pour l’inventaire des substrats. L’objet de cette collecte d’échantillon, à savoir, la

réalisation d’analyses de substrat, a été clairement explicitée et a fait l’objet d’une convention de

partenariat de recherche avec chaque entreprise.

Certaines entreprises n’ont pas répondu à l’appel à participation ou n’ont pas souhaité y participer. Chaque

entreprise participante a mis à disposition 50 litres de substrat pour l’étude.

Pour des raisons de coûts d’analyses importants, la caractérisation a été limitée à un substrat par

entreprise participante. Le choix de l’échantillon est revenu à l’entreprise, en lui demandant de mettre en

exergue le substrat le plus représentatif en termes de volume vendu et de satisfaction technique.

Les résultats sont présentés par typologies de formulation de substrats (voir § Typologie de substrats

rencontrés et matériaux utilisés). Les dénominations commerciales ne sont pas précisées et restent

anonymes. Ces résultats ont vocation à faciliter la compréhension et aider la prise de décision des

professionnels sur la question des substrats selon l’objectif de végétalisation visé.

B. Choix du laboratoire et des paramètres d’analyses

Les paramètres d’analyses ont été choisis dans un souci de cohérence et de

complémentarité entre les règles professionnelles Adivet-UNEP-CSFE-SNPPA, les règles FLL

allemandes et les références scientifiques actuelles en agronomie (sols et substrats horticoles). Des

appuis documentaires techniques et des conseils d’experts en ce domaine ont été sollicités pour réaliser

cette partie de l’étude.

Les analyses ont été réalisées (i) au SAS Laboratoire à Ardon (Loiret), accrédité par COFRAC et agréé par

le Ministère de l’Agriculture, et (ii) à Agrocampus Ouest centre d’Angers (mesure de mouillabilité

notamment).

1) Les propriétés physiques

Les propriétés physiques du substrat sont déterminantes pour comprendre les dynamiques de l’eau et

de l’air dans les substrats (porosité, rétention en eau, aération, perméabilité). Pour chaque

propriété, le procédé d’analyse est décrit succinctement.


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La distribution granulométrique

La distribution granulométrique renseigne la proportion de particules par classe de dimensions. Cette

mesure suit la norme NF EN 15428 pour les fractions supérieures à 2 mm (éléments grossiers supérieurs

aux sables) et la NF X31-107 pour les fractions inférieures à 2 mm (éléments fins).

Elle consiste en une combinaison de tamisage de différentes tailles et une sédimentation pour l’argile et les

limons. Les résultats sont présentés sous la forme d’une courbe continue de répartition granulométrique.

Le tassement

Il est déterminé après compactage selon le référentiel FLL 2002. Ce compactage consiste en 6 coups de

masse Proctor. La mesure est obtenue à la fois par différence et par ratio entre hauteur initiale et hauteur

compactée.

La teneur en matière organique

Elle est déterminée selon la norme NF U 44-160. L’échantillon subit une calcination à 480°C. La perte de

masse par combustion correspond à la combustion de la matière organique. Cette dernière s’exprime en

pourcentage de matière organique sur matière sèche totale.

La rétention maximale en eau (à CME)

Cette mesure s’effectue suivant le référentiel FLL Allemand 2002 (identique pour FLL Allemand 2008 et

règles professionnelles françaises). On place les échantillons dans des récipients cylindriques d’un

volume de 777.15 cm3. Les échantillons subissent un compactage standardisé (masse Proctor), puis sont

saturés en eau avant d’être laissés à ressuyage durant 2 heures. La rétention maximale en eau est alors

obtenue par la différence entre la masse à cet état hydrique et la masse à l’état sec. Celle-ci est exprimée

en pourcentage de volume.

La masse volumique du substrat à capacité maximale en eau (CME) et à sec

Selon la même préparation d’échantillon que pour la CME, on calcule par mesure de la masse et

connaissance du volume, la masse volumique apparente à capacité maximale en eau. On détermine la

masse volumique à sec après séchage à 105°C. Les résultats sont exprimés en g/L.

La courbe de rétention en eau (ou courbe pF)

Cette mesure permet d’obtenir la teneur volumique en eau et en air à différents états hydriques du

substrat. Cette mesure est établie selon la norme NF U 44-175. Les échantillons, préalablement saturés en

eau, sont soumis à dessiccation contrôlée à l’aide de tables à succion (pour des potentiels hydriques

proches de la saturation jusqu’à pF=2), puis dans des extracteurs à pression pour des potentiels de l’eau

supérieurs (pF=4,2).

Dans ce travail, nous avons privilégié d’estimer la teneur en eau volumique pour quelques valeurs de

potentiels hydriques « remarquables » :

pF=0,7 : Capacité maximale en eau pour un substrat de 10 cm d’épaisseur

pF=1,0 : Point intermédiaire d’eau facilement disponible substrat 10 cm ép. ou CME d’un substrat

20 cm d’ép.

pF=1,8 : Point intermédiaire

pF 4,2 : Point de flétrissement permanent (limite d’absorption des racines)

Les résultats sont représentés sous la forme d’une courbe de rétention en eau.


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La mouillabilité

Les matières utilisées dans les substrats, en particulier la grande majorité des matières organiques, peuvent

présenter un caractère plus ou moins hydrophobe, qui se traduit par une difficulté de ré-humectation du

matériau après une forte dessiccation.

La méthode utilisée ne fait pas l’objet d’une norme officielle, mais est couramment utilisée pour les travaux

de recherche sur les substrats d’Agrocampus Ouest centre d’Angers (Michel et al., 2001). Le principe de la

méthode est de suivre la vitesse de remontée capillaire sur une colonne de matériau avec différents

liquides (hexane et eau) afin d’en déterminer les caractéristiques de surface des matériaux. De ces vitesses

de remontée capillaire est calculé l’angle de contact, qui rend compte de la mouillabilité du substrat. Les

résultats sont exprimés en degrés (angle). Plus l’angle est grand, plus la mouillabilité du matériau diminue.

La perméabilité ou conductivité hydraulique

La perméabilité désigne la capacité d’infiltration et de circulation de l’eau dans le substrat (en cm/min). Elle

est déterminée par mesure de l’abaissement d’un niveau d’eau par une unité de temps à l’état de capacité

maximale en eau (selon référentiel FLL 2002).

2) Les propriétés chimiques

Le pH

Le pH est mesuré selon la NF EN 13037 à l’aide d’un pH-mètre d’une dilution dans de l’eau à 1/5 (v/v) de

l’échantillon, c'est-à-dire un volume de substrat pour cinq volumes d’eau.

Cette norme est de portée européenne. Elle est à préférer aux méthodes KCl et CaCl2.

La capacité d’échange cationique (CEC)

La capacité d’échange cationique (CEC) renseigne sur la capacité du substrat à adsorber les éléments

nutritifs (cations seulement) nécessaires au végétal. Elle est mesurée selon la norme NF X 31-130 (avec

acétate d’ammonium). La CEC est exprimée en milliéquivalent pour 100g de matière sèche (méq/100g).

La conductivité électrique

La conductivité donne une indication de la teneur en électrolytes solubles dans l'eau présents dans les

substrats, et plus simplement renseigne sur la salinité du substrat. Une trop forte salinité perturbe

l’alimentation hydrique du végétal et accentue les conséquences d’une sécheresse.

Conformément à la NF 13038, la mesure est réalisée sur une dilution de l’échantillon dans de l’eau à 22°C à

1/5 (v/v) de l’échantillon. La conductivité s’exprime en millisiemens par centimètre (mS/cm).

Les éléments nutritifs disponibles

Cette information n’est pas utile dans le cadre de cette étude. Faisant partie d’une analyse classique, les

résultats seront toutefois donnés à titre indicatif sans qu’aucun commentaire ne soit ajouté. Elle est

réalisée sur dilution (eau) d’échantillon à 1/5 (v/v). Pour l’azote, le dosage est réalisé selon la NF EN ISO

11732 par spectrophotométrie en flux. Pour les autres éléments, un dosage est réalisé selon la NF EN ISO

11885 à la spectroscopie d’émission atomique avec plasma par couple induction.


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L’azote total et le rapport C/N

L’azote total est mesuré selon la selon la NF EN 13654-2 qui consiste en une combustion totale d’un

échantillon de substrat sous oxygène. Les gaz produits sont réduits par du cuivre puis desséchés ; le CO2 est

piégé. L’azote est ensuite quantifié à l'aide d'un détecteur universel. Le rapport C/N est ensuite calculé. Il

donne une indication sur la dynamique d’évolution de la matière organique.

C. Typologies de substrats rencontrés et matériaux utilisés

Au-delà du seul inventaire, la participation des professionnels à la phase caractérisation agronomique de

l’étude est plutôt bonne puisqu’elle représente 33 % des acteurs présents sur le marché (soit 11 entreprises

sur les 33 recensées dans l’inventaire). La gamme de substrats collectés et de matériaux qui les composent

est diversifiée. Manquent toutefois à cette participation, les entreprises poseurs de systèmes en France les

plus importantes et historiques du marché.

Sous couvert d’anonymat pour ces substrats et en l’absence de connaissance de leur composition, nous

avons défini 3 typologies de substrats selon leur aspect visuel :

Type 1 : Composition majoritairement organique

NB. Pour des raisons de coût, et parce que le matériau est à la marge du cadre d’étude, le tapis de chanvre n’a

fait l’objet que de mesures de porosité et de rétention d’eau.

Type 2 : Composition à dominance minérale (granulométrie grossière à fine)

Type 3 : Composition majoritairement synthétique et très composite (minéral, organique,

synthétique)

Tableau 5 : Photographies des différents échantillons analysés, classés par typologie

Type 1 : Composition majoritairement organique = 2 substrats et 1 matériau

M3 M8

Tapis de Chanvre


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Type 2 : Composition à dominance minérale (granulométrie grossière à fine) = 7 substrats

M1 M2

M4 M5

M6 M9

M10

Type 3 : Composition majoritairement synthétique et très composite (minéral, organique, synthétique) = 1

substrat

M7

Parmi les substrats étudiés, on recense de manière plus ou moins exhaustive, l’usage des matériaux

suivants :

Pouzzolane Sable

Gravier

Billes d’argile

Ecorce compostée et non-compostée

Tourbe : blonde, brune


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Perlite

Porlith

Fibre de coco

Fibre de chanvre

Argile

Compost et fumier composté

Liège

Briques, tuiles recyclées

Terre végétale

Fibre de polyester

Mousse de polyuréthane

Sphaigne


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D. RESULTATS ET DISCUSSION A PORTEE OPERATIONNELLE

1) Les propriétés physiques

La distribution granulométrique

En préalable, il faut noter une limite dans l’obtention et l’interprétation des résultats pour les échantillons

M7 et M8, en raison de leur nature fibreuse (synthétique et organique).

Le tableau 6 ci-dessous présente la distribution granulométrique des différents substrats.

Les courbes granulométriques, comparées avec les minimum et maximum recommandés par les règles FLL

et professionnelles françaises sont représentées en annexe 2 en fin de document.

La figure 1 ci-après représente plus particulièrement 3 classes de fractions fines et les compare aux règles

FLL et françaises en la matière.

Tableau 6 : Distribution granulométrique (12 fractions)

Les éléments dits grossiers (supérieurs à 2 mm) représentent de 70 à 95% des substrats.

Les échantillons M4, M10 et M3 présentent les plus fortes teneurs en éléments fins (<2 mm), allant de 29 à

près de 33 % de matière sèche. A un deuxième niveau, les échantillons M5 et M9 présentent une teneur en

éléments fins allant de 12 à 15%. Enfin, les échantillons M1, M2, M6 présentent les proportions en

éléments fins les plus faibles allant de 6 à 10% de MS.

La granulométrie (% matière sèche)

Type 1 Type 2 Type 4

M3 M8 M1 M2 M4 M5 M6 M9 M10 M7 Fractions : > 31,5 mm 1 61,8 0 0 0 0 0 0 0 62,5

Fractions : > 16 mm 8,8 12,8 0,6 0,4 0,3 1 0,5 2,4 11,7 11,1

Fractions : > 8 mm 21 14,1 26,8 45,9 19,1 35,4 42,1 24,7 23,2 3,1

Fractions : > 4 mm 18,8 4,6 46,5 41,8 27,6 43,2 40,7 41,6 7,1 2,3

Fractions : > 2 mm 20,5 2,1 16,2 5,8 22,6 8,5 9,6 17,7 25,3 3,8

Fractions : > 1 mm 15,6 2,2 6,8 3,4 16,2 4,1 3,1 8,1 21 2,7

Fractions Sables grossiers: > 0,2mm 1,7 0,3 0,8 0,8 5,4 1,7 1,4 2,1 4,1 8,1

Fractions Sables fins (Al): > 0,063mm 1,1 0,2 0,5 0,5 3,6 1,1 0,9 1,4 2,7 5,4

Fractions Sables fins (Fr) : > 0,050 mm 2,3 0,4 0,1 0,1 0,3 0,5 0,1 0,1 0,2 0,1

Fractions Limon grossier: > 0,02mm 4,1 0,4 1,2 0,9 3,8 2,9 1,1 1,4 3,4 0,6

Fractions Limon fin : > 0,002mm 2,6 0,5 0,2 0,2 0,8 1 0,3 0,1 0,9 0

Fraction Argile: < 0,002 mm 2,4 0,5 0,2 0,2 0,4 0,7 0,2 1,4 0,5 0,2

Fractions inférieures à 0,063 mm 11,4 1,8 1,7 1,4 5,3 5 1,7 0,3 4,9 0,9

Fractions inférieures à 1 mm 14,2 2,3 3 2,7 14,3 7,9 4 6,5 14,4 11,8

Fractions inférieures à 2 mm 29,8 4,5 9,8 6,1 30,5 12 7,1 14,6 32,8 17,1

Fractions supérieures à 2 mm 70,1 95,4 90,1 93,9 69,6 88,1 92,9 86,4 67,3 82,8


Octobre 2013 16

Figure 1 : Proportion de fractions fines par échantillon

Pour aller plus loin encore dans la caractérisation de ces éléments fins, il faut savoir que les règles FLL et

professionnelles françaises préconisent un pourcentage de fines (inférieur à 63 microns = argiles et limons,

selon références allemandes) à ne pas dépasser de 15 % pour les substrats multicouches (une couche de

drainage et une couche de culture) et de 7 % (France) ou 10% (FLL Allemagne) pour les substrats

monocouches. Au-delà, un risque de colmatage du substrat, et consécutivement de moindre perméabilité

et surcharge en eau sur le bâtiment est possible.

Tous les substrats analysés possèdent un pourcentage de fraction inférieur à 15 % et à 7 %, à l’exception de

l’échantillon M3 (11,4 %). La plupart sont même très inférieurs à 7% (et encore plus 10% si on prend pour

référence les règles FLL), laissant une marge de progression possible importante pour améliorer leur

capacité de rétention en eau. La marge de progression est même encore plus importante, si la mise en

œuvre du substrat a lieu en multicouches, c’est à dire au-dessus d’une couche de drainage, pratique assez

courante en aménagement.

Cet état de fait est encore plus visible par la lecture en annexe 2 des courbes granulométriques

accompagnées des limites de fractions préconisées pour installation en multicouche ou monocouche :

- En installation multicouche, les courbes montrent des granulométries bien supérieures aux courbes

maximales préconisées. On en conclut que le marché français ne propose pas de substrat adapté à

une telle pose ;

- En installation monocouche, les courbes rentrent dans les minimum-maximum préconisés.

Cependant, la fraction fine (argiles-limons, voire même sables) est généralement insuffisante.

Ce potentiel d’augmentation de la part en éléments fins permettrait d’améliorer la rétention en eau des

substrats, en rétention globale et surtout aux potentiels hydriques les plus secs. Une plus grande

diversification végétale sur toitures serait ainsi possible.

A noter qu’augmenter la fraction fine aura pour effet d’augmenter la charge du substrat au mètre carré :

plus grande densité apparente, et plus grande rétention en eau.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10

Fractions < 0,0063 mm (%) Fractions < 1 mm (%) Fractions < 2 mm (%)

Limites multicouches FLL et France 15% Limites monocouches 7% France ou 10% FLL


Octobre 2013 17

Enfin, il est à noter que nous avons utilisé dans nos mesures à la fois un tamis à 0,050 mm (norme française

et européenne) et un tamis à 0,063 mm (référence agronomique allemande) pour séparer sables et limons.

Ce dernier sert de référence actuelle dans les règles professionnelles alors que la norme européenne de

laboratoire définit la séparation sables-limons à 50 microns. Les résultats montrent une différence de 0,2 à

près de 4%, ce qui n’est pas négligeable. Il apparaît judicieux voire indispensable d’harmoniser les règles

professionnelles avec les normes européennes en vigueur définissant les classes granulométriques pour les

analyses de laboratoires. Ceci est d’autant plus important que la règle existant sur la teneur en fines à ne

pas dépasser (< 63 µm aujourd’hui) en dépend.

Le tassement

Figure 2 : Le tassement (%)

Selon les règles FLL, le tassement pour un substrat de végétalisation extensive ne doit pas dépasser 10% de

la hauteur de la couche. Cette caractéristique n’est pas mentionnée dans les règles professionnelles

françaises actuelle.

Tous les résultats obtenus sont supérieurs à la valeur de 10 % préconisée, à l’exception du substrat M8,

avec des tassements qui varient entre 17 à 47%, les valeurs se situant pour l’ensemble autour de 20%.

Par typologie de substrat : (i) typologie 1 : -7 et 39%, (ii) typologie 2 : 17 à 29%, (iii) typologie 3 : 47%.

L’évolution physique du substrat par tassement a une conséquence agronomique forte car elle s’accompagne par une diminution de la porosité totale, associée à une augmentation globale de leur rétention en eau, mais surtout une diminution de leurs propriétés d’aération. De fait, cette caractéristique devrait être inventoriée dans les futures règles professionnelles françaises dans lesquelles elle n’apparait pas pour l’instant.

La teneur en matière organique

La teneur en matière organique (MO) pour les règles professionnelles françaises (voir graphique de gauche

ci-dessous) est exprimée en % de matière sèche (MS). Elle est exprimée en g/l pour les règles

professionnelles FLL.

M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10

Tassement (%) 28,7 17,3 39 19,4 20,6 18 47,5 -6,8 22,2 23,7

-20

0

20

40

60

80

100

Tass

em

en

t (%

)


Octobre 2013 18

Figure 3 et Figure 4 : Histogrammes représentant le teneur en MO

(version g/l en référence aux règles FLL)

La teneur en matière organique (MO) pour la plupart des substrats du type 2 est en conformité avec les

règles professionnelles françaises. Celle-ci préconise pour les substrats monocouche d’être en deçà de 6 %

en masse sèche et pour les multicouches (moindre recours dans les pratiques) et de 8 % de masse sèche si

la densité à sec du substrat est inférieur à 0,8t/m3 (si d>0,8 t/m3, alors teneur en MO ≤ 6% de masse sèche

quel que soit le nombre de couches). A noter que tous les substrats analysés possèdent une densité à sec

allant de 0,04 à 1,2 t/m3.

Les échantillons de Type 1, majoritairement organiques, présentent de fait une teneur en matière

organique bien supérieure aux préconisations des règles professionnelles.

A noter que les échantillons M1 et M7 (respectivement type 2 et type 3) dépassent légèrement le seuil fixé

par les règles professionnelles françaises, avec respectivement 9,1% et 9,3% de MO/MS. Pour les autres

substrats, une augmentation de la teneur en matière organique par rapport aux seuils préconisés serait

possible si elle est souhaitée. Ces substrats possèdent des teneurs entre 2 et 5% de masse sèche (pour la

plupart d’entre eux entre 3 et 4% de MO/MS).

D’après les règles FLL, la teneur en matière organique doit être ≤ 65 g/l pour les installations multicouches

et ≤ 40 g/l pour les installations monocouches. Non officiellement mais historiquement, on sait que ces

seuils limites en matière organique portent davantage sur la limitation d’un risque d’incendie en période de

sécheresse que d’une préoccupation agronomique.

Les échantillons M1 et M3 dépassent largement les deux limites préconisées, tandis que M10 dépasse légèrement le seuil fixé pour les multicouches et M7 celui des monocouches. Les autres échantillons respectent le seuil préconisé pour une installation en monocouche. L’échantillon M8 possède une valeur faible du fait notamment de sa très faible masse volumique à sec. Là aussi, une augmentation de la teneur en matière organique est possible pour certains substrats si l’on

souhaite tendre vers une utilisation en multicouche.

La précision entre l’utilisation monocouche ou multicouche reste donc à préciser une nouvelle fois par les

fabricants de substrat. De plus, une harmonisation de ce paramètre entre les règles professionnelles

françaises et allemandes devra être envisagée, ne serait-ce que sur l’unité d’expression de la teneur en MO

(g/l vs % volumique).

≤ 65 g/l

≤ 40 g/l


Octobre 2013 19

La masse volumique du substrat à capacité maximale en eau (CME) et à sec

(g/l)

Figure 5 : Histogramme représentant la masse volumique à CME

Les règles professionnelles françaises préconisent 1 à 1,6 t/m3 à CME (soit 1 000 à 1 600 g/l) pour des

substrats extensifs multicouches et 0,8 à 1,4 t/m3 à CME (soit 800 à 1 400 g/l) pour les substrats

monocouches. Les règles FLL allemandes sont plus précises et définissent la charge maximale admissible

(kg/m²) en fonction de la composition du substrat. Fort logiquement, l’emploi de matières organiques et de

matériaux composites-synthétiques (types 1 et 3) permet de limiter la densité du substrat par rapport à

l’emploi de matières minérales (type 2).

Les substrats majoritairement organiques et synthétiques sont proches ou en dessous des deux limites

d’installation préconisées (600 à 1 080 g/l à CME). Ces valeurs sensiblement inférieures aux valeurs seuils

peuvent permettre la réalisation d’une épaisseur de culture plus importante que pour des substrats plus

minéraux, et offrir éventuellement une plus grande réserve en eau globale au mètre carré.

Pour l’autre typologie de substrat, à la fois minérale et organique, les valeurs de densité varient entre 1 350

à 1 700 g/l à CME, la plupart autour de 1 400 à 1 500 g/l à CME. Pour ces substrats et pour faire le parallèle

avec les résultats de granulométrie, on voit que si une marge de manœuvre existe pour utiliser des

fractions plus fines, il n’en existe peu ou pas au niveau des masses volumiques de matériaux.

Tous les substrats rentrent dans le cadre pour les installations multicouches à l’exception de l’échantillon

M10. Pour les installations monocouches, les échantillons M1, M5, M6, M10 et M4 dépassent le seuil

préconisé, M9 est à la limite. Seuls M2 et M7 répondent aux prescriptions techniques françaises pour les

deux sortes d’installation.

Compte-tenu de ces résultats et des règles de prescriptions, il apparait important qu’à la vente d’un

substrat le distributeur précise bien le champ d’utilisation (installation monocouche ou multicouche) de

son substrat.

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

M3 M8 M1 M2 M4 M5 M6 M9 M10 M7


Mas

se v

olu

miq

ue

à C

ME

(g/l

)

Echantillons

Masse volumique àCME (g/l)


Octobre 2013 20

La capacité maximale en eau (CME, en % de volume)

Figure 6 : Capacité maximale en eau (CME, en % vol.)

La rétention en eau maximale (CME) varie de 34 à 83% vol..

Les échantillons du type 1 (à fort taux de matière organique) sont les plus rétenteurs en eau avec plus de 70

% d’eau retenue. Il n’y a pas d’autre tendance à relever pour les 2 autres typologies, présentant une

rétention en eau inférieure à 60 %, avec par ordre de rétention décroissante, les échantillons M1, M10 ET

M7 (avec des valeurs proches de 60%) puis les échantillons M2, M5, M6, M4 et M9 les moins rétenteurs en

eau, avec une rétention comprise entre 34 et 45 %.

M3 M8 M1 M2 M4 M5 M6 M9 M10 M7

Type 1 Type 2Type

3

Rétention maximale en eauà CME (%vol)

83,5 73,8 59,1 34,4 44,4 42,8 37,6 38,5 53,7 57,5

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Ré

ten

tio

n m

axim

ale

en

eau

à C

ME

(% v

olu

me

)

A retenir : - Les composantes organiques et synthétiques possèdent une plus faible masse volumique à CME que les éléments minéraux - Tous les substrats satisfont les règles professionnels dans l’ensemble si utilisés en multicouches -Une faible masse volumique à CME permet une augmentation de la couche de culture pour une même charge admissible de bâtiment, et accroît la réserve en eau globale disponible au m².


Octobre 2013 21

Courbes de rétention en eau

La capacité maximale en eau (CME) seule ne suffit pas pour juger des performances de rétention en eau

d’un substrat. Il est nécessaire d’analyser les relations teneur en eau vs potentiel de l’eau afin

d’appréhender pleinement le comportement hydrique des substrats et l’impact sur les végétaux. Ces informations ne font l’objet d’aucune prescription ou règle professionnelle aujourd’hui et n’est pas

disponible en routine lors de l’achat d’un substrat. Certains fabricants réalisent toutefois certains points de

mesures pour leurs besoins propres et peuvent éventuellement les mettre à disposition du client s’il le

demande.

Figure 7 : Courbes de rétention en eau

A partir des courbes de rétention en eau, il est possible de faire ressortir quelques-unes des principales

caractéristiques agronomiques de ces matériaux que sont la capacité en air et la disponibilité en eau pour

la plante (Figure 7). Compte tenu des épaisseurs du substrat, voisine de 10 cm de hauteur (et non 20 cm

comme classiquement considéré pour les substrats en pots), on définit la capacité en air (et en


Octobre 2013 22

conséquence le risque d’asphyxie potentiel) par sa quantité disponible à pF=0,7, et sa disponibilité en eau

par la quantité d’eau libérable entre pF=0,7 et 1,8. En accord avec la bibliographie, on considère que la

capacité en air et la disponibilité en eau sont satisfaisants à partir d’une valeur de 20% (Figure 9).

Les substrats à grande dominante organique du type 1 présentent une porosité totale largement

supérieure aux autres substrats organo-minéraux de type 2, tandis que la porosité totale du substrat de

type 3 avoisine celle du type 1 (Figure 7,Figure 8 et Figure 9).

En termes de rétention en eau, les substrats de type 1 présentent également des teneurs en eau toujours

plus élevées que les autres matériaux de type 2 ou 3 pour les potentiels les plus élevés, sauf à -1600 kPa

(pF=4,2) où les valeurs rejoignent celles obtenues sur les autres substrats. Cela traduit une distribution

porale globalement plus grossière pour ces substrats de type 1 par rapport à ceux de type 2 (Figure

7,Figure 8 et Figure 9). Le type 3 et unique substrat M7 présente un comportement intermédiaire, avec une forte porosité totale,

mais une libération d’eau comparable au type 2 dès pF=0,7. Quant au tapis de chanvre, il présente une

forte porosité totale, mais libère très rapidement l’eau, avec moins de 40% d’eau vol. dès pF=0,7 et de 10%

à pF=1,8 (Figure 7,Figure 8 et Figure 9).

Figure 8 : Courbes de rétention en eau des substrats de type 2 (à gauche) et de types 1 et 3 (à droite)

La Figure 9 présente les mêmes résultats, mais sous la forme de teneurs en eau selon différentes plages de

potentiel hydrique (ici deltas de points pF). La valeur de référence minimale de 20% pour la capacité en air

et la disponibilité en eau y figure.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 10 100 1 000 10 000

Rét

en

tio

n e

n e

au(%

)

Potentiel de l'eau (-kPa)

M1

M2

M4

M5

M6

M9

M10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 10 100 1 000 10 000

Rét

en

tio

n e

n e

au(%

)

Potentiel de l'eau (-kPa)

M3

M7

M8

Tapis de chanvre


Octobre 2013 23

Figure 9 : Porosité à pF 0,7 et eau disponible entre chaque point pF

La mouillabilité (en degré)

Tableau 7 : La mouillabilité

L’analyse de ces résultats permet de distinguer 2 catégories de matériaux :

1) les matériaux M9, M6, M4 et M2 (issus du type 2) présentent des angles de contact inférieurs à 75°,

signe d’une réhumectation peu délicate après un dessèchement prononcé ;

2) à l’inverse, les autres matériaux des types 1 (M3, M8) et 3 (M7) ainsi que d’autres appartenant au

type 2 (M1, M5, M10) présentent une hydrophobie beaucoup plus marquée après séchage, signe

d’une réhumectation plus difficile et longue. En conséquence, en cas de forte précipitation sur ces

substrats secs, une accumulation d’eau temporaire en surface et donc une surcharge sur l’ouvrage

sont possibles. Une infiltration non homogène selon des chemins préférentiels est également

possible, impliquant une répartition hétérogène de la charge d’eau sur la surface.

M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10Tapis deChanvre

Porosité pour l'air à pF 0,7 (%vol) 6,24 26,69 7,14 17,41 15,03 22,11 39,92 10,78 29,33 -1,71 57,28

delta [0,7-1] 4,38 2,13 0,37 5,24 4,19 2,86 9,04 6,25 3,29 6,02 5,91

delta [1-1,8] 19,3 11,5 26,6 11,8 15 11,1 17 22,9 5 18,5 6,1

delta [1,8-4,2] 18,89 13,64 37,58 15,02 15,15 11,01 7,23 51,5 14,49 16,46 21

delta [0,7-1,8] 23,68 13,63 26,97 17,04 19,19 13,96 26,04 29,15 8,29 24,52 12,01

delta [0,7-4,2] 42,57 27,27 64,55 32,06 34,34 24,97 33,27 80,65 22,78 40,98 33,01

-20

0

20

40

60

80

100

Ré

ten

tio

n e

n e

au (

% v

ol)

Mouillabilité (°)


M3 M8 M1 M2 M4 M5 M6 M9 M10 M7 88,6 86,1 88,9 74,7 73,2 85,5 71,6 59,8 87,0 87,8


Octobre 2013 24

Figure 10 : Relation entre la teneur en matière organique (3 mesures différentes) et la mouillabilité

La présence et l’abondance (%) d’une phase minérale (de type argile par exemple) dans les substrats

explique souvent une bonne aptitude à la réhumectation (cas vraisemblable de certains substrats de type

2). A l’inverse, la plupart des matières organiques présentent un caractère hydrophobe une fois desséchées

(type 1). Néanmoins, ces tendances peuvent varier selon la composition des phases minérales ou

organiques, et selon l’emploi par exemple de mouillants qui vont favoriser la réhumectation.

La Figure 10 confirme l’influence de la teneur en matière organique sur la dégradation de la mouillabilité du

substrat (augmentation de l’angle de contact). Dans le détail, on remarque que cette relation mouillabilité

– teneur en MO est particulièrement bien mise en évidence en exprimant la teneur en MO en g/L,

référence FLL.

Cette mesure pourrait compléter les règles professionnelles actuelles tant françaises qu’internationales.

Rappelons toutefois que cette mesure ne se réalise aujourd’hui que dans des laboratoires de recherche.

A retenir : -Les matières organiques induisent une moins bonne mouillabilité -L’emploi d’un agent mouillant est possible et peut être présent dans certains substrats étudié


Octobre 2013 25

La perméabilité ou conductivité hydraulique (mm/min)

Figure 11 : La conductivité hydraulique des substrats

Il existe des préconisations en termes de perméabilité dans les règles professionnelles françaises et

allemandes. En France, ces dernières sont plus permissives. On suppose une erreur de transcription des

règles allemandes selon un facteur 100, car la perméabilité préconisée est très faible. Pour une installation

multicouche celle-ci doit être de 0,006 mm/min contre 0,6 mm/min en Allemagne et pour une installation

monocouche (=sans drainage complémentaire) celle-ci doit être de 0,6 mm/min contre 60 mm/min en

Allemagne.

Si on se réfère au tableau des classes de perméabilité pour un sol (CTGREF, 1979), les règles françaises

préconisent des sols à la limite des sols imperméables. Cela est incohérent avec les exigences d’une toiture

extensive. Il est nécessaire de modifier ce paramètre pour la prochaine version des règles professionnelles.

Les règles FLL quant à elles sont plus adaptées et préconisent une perméabilité typique de sols dits

perméables (>360 mm/h ou 6 mm/min) ou plus.

Tous les échantillons analysés répondent aux règles professionnelles françaises actuelles, compte tenu du

faible niveau d’exigence. En revanche par rapport aux règles FLL, M1, M3 et M10 sont en dessous, mais

proches de la limite préconisée pour une installation monocouche. Ils doivent être mis en œuvre en

multicouche, avec couche drainante.

La perméabilité des échantillons est très variée et ce même au sein d’une typologie identique. Les échantillons M2 et M9 sont très perméables avec une perméabilité supérieure à 250 mm/min. Les échantillons M4, M5, M6 et M7 ont une perméabilité comprise entre 85 et 170 mm/min. Quant aux échantillons M1, M3, M8 et M10 ils présentent une perméabilité faible par rapport au reste des échantillons, comprise entre 17,7 et 47,6 mm/min.

M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10

Perméabilité (mm/min) 35,3 300 47,6 98,3 86,9 113,3 166,7 40 266,7 17,7

0

50

100

150

200

250

300

350

Pe

rmé

abili

té (

mm

/min

)


Octobre 2013 26

Figure 12 : Relation entre perméabilité et porosité totale, teneur en air à -0,7 kPa et -1 kPa, disponibilité en

eau

Considérant l’ensemble des échantillons testés, on observe une forte corrélation entre la conductivité

hydraulique et la capacité d’aération des substrats, exprimée par la quantité d’air dans le substrat à -0,7

kPa (r²=0,57 ou 0,77) ou même -1 kPa. Ce n’est pas le cas avec la porosité totale (r²=0,06). Bien

qu’inversement reliés, conductivité hydraulique et disponibilité en eau montrent également une forte

corrélation (r²=0,75). Voir en Figure 12.

En termes de pratiques, il y a lieu d’être vigilant en fonction des végétaux utilisés, et de leur aptitude aux

stress (hydriques ou oxiques). Dans le cas de Sedum et Crassulaceae, particulièrement sensibles à l’excès

d’humidité, les substrats possédant une faible perméabilité pourraient entrainer l’asphyxie des racines chez

ces taxons.

Enfin, pour des préoccupations de l’ordre de la charge et du bâtiment, il faut être vigilant sur les substrats

combinant moindre perméabilité et faible mouillabilité. L’utilisation de ce type de substrat en région où les

orages d’été après sécheresse sont fréquents doit être réfléchie.


Octobre 2013 27

Figure 13 : Relations entre propriétés physiques de rétention,

de flux d’eau et de mouillabilité

D’une manière générale, de fortes relations ont pu être observées entre l’ensemble des propriétés

physiques, hydrauliques et de surface (Figure 13). Les substrats bien aérés (forte teneur en air à -0,7 kPa)

sont logiquement ceux présentant une disponibilité en eau faible, mais une perméabilité plus forte (d’où

des risques d’asphyxie très limités) et une mouillabilité plus forte (c’est-à-dire une bonne aptitude à se

réhumecter une fois secs). A l’inverse, les substrats les plus rétenteurs en eau (moins aérés) sont les moins

perméables et surtout montrent une mouillabilité plus faible.


Octobre 2013 28

2) Les propriétés chimiques

Le pH

Tableau 8 : Le pH

Le pH a une influence sur la disponibilité des éléments nutritifs et oligo-éléments, et de fait également, sur

la toxicité de certains autres éléments. Un pH situé entre 6 et 6,5 convient à la grande majorité des plantes

et sont des conditions standard recherchées. Certains végétaux peuvent préférer des pH plus faibles ou

plus élevés.

Les valeurs de pH mesurées sont assez diversifiées. Aucune relation n’est à noter entre pH et les typologies

de substrats que nous avons définies. Les valeurs vont de pH 4,97 à 8,09.

Les substrats M4, M 5 M7 et M9 M10 ont un pH assez élevé qui ne conviendra pas à tous les végétaux. Ils

conviendraient cependant aux végétaux de sols calcaires, de type méditerranéen par exemple.

Les substrats M2, M3 et M8 ont une tendance plutôt acide. Cette acidité peut s’expliquer par l’utilisation

probable d’une proportion conséquente de tourbe.

Les substrats M1, M6, montrent des valeurs intermédiaires et standard.

Pour abaisser ou redresser le pH de leur substrat, les fabricants ont des marges de manœuvre techniques.

Privilégier avant ce recours à adapter la palette végétale au substrat, ou à choisir le substrat en fonction de

la palette choisie.

Pour information, les règles professionnelles françaises de 2007 (mesure pH-CaCl2) conseillent un pH compris entre 6,5 et 8 pour un substrat extensif multicouche et entre 6,5 et 9,5 en monocouche.

Figure 14 : Histogramme représentant le pH

Il est à noter en ce qui concerne les règles professionnelles françaises et allemandes, que le protocole

d’analyse du pH emploie une mesure au CaCl2. Généralement, il faut compter sur un pH-eau (employé ici)

plus élevé d’environ 0,5 unité que le pH-CaCl2. Des différences peuvent apparaître dans nos résultats avec

ceux énoncés dans d’autres études ou de manière commerciale. Le choix s’est porté sur le pH-eau il s’agit

de la norme au niveau européen. A ce titre, la norme sur les supports de culture fait référence à cette

méthode. Nous recommandons ainsi vivement aux acteurs de la filière d’harmoniser les règles

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

M1

M2

M3

M4

M5

M6

M7

M8

M9

M10

pH eau

pH Type 1 Type 2 Type 3

M3 M8 M1 M2 M4 M5 M6 M9 M10 M7 5,7 5,0 6,2 5,8 7,9 7,1 6,7 8,0 7,1 8,1


Octobre 2013 29

professionnelles avec cette méthode et norme Européenne (NF EN 13037). Cela facilitera la compréhension

des étiquettes et fiches produits, et placera les règles professionnelles en cohérence avec la norme pour

supports de culture, et plus largement avec le contexte européen.

La capacité d’échange cationique (CEC)

La CEC est le reflet du complexe argilo-humique d’un substrat. Elle a un rôle essentiel dans l’alimentation

des plantes car elle permet de « mettre en réserve » puis de rendre disponible aux plantes les nutriments

en les adsorbants sur ce complexe.

Les valeurs de CEC selon la masse ont été converties en valeurs se référant au volume, plus pertinentes

pour des substrats. Les valeurs sont présentées dans le Tableau 9 et la Figure 15.

Tableau 9 : La Capacité d’Echange Cationique (CEC)

Figure 15 : La Capacité d’Echange Cationique (CEC)

D’après Lemaire et al., 2003, les substrats ayant une CEC voisine ou supérieure à 100 meq/l sont qualifiés

de « chimiquement actifs » et les autres de « chimiquement inertes » (CEC nulle ou très faible).

Seuls trois substrats dépassent ou s’approchent de cette valeur de référence : M3 (125 meq/l), M1 (105

meq/l) et M6 (91 meq/l). Les autres substrats présentent une CEC plus faible mais restant satisfaisante pour

une végétalisation extensive, à l’exception du substrat M7 qui pose problème. Avec une CEC vraiment très

faible de 10 meq/l, il nécessite un emploi permanent et régulier d’engrais à libération lente.

Du point de vue de règles professionnelles, intégrer la CEC dans la future révision des règles

professionnelles avec des consignes de valeurs pour les différents types d’installations souhaitées

apporterait un bénéfice, notamment vis-à-vis de la diversification végétale des toitures.

M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10

CEC (meq/l) 105 69 125 48 54 91 10 44 56 77

0

20

40

60

80

100

120

140

me

q/l

Capacité d’échange cationique (CEC)


M3 M8 M1 M2 M4 M5 M6 M9 M10 M7 CEC en meq/100g de MS 99,8 102,5 10,9 6,9 4,7 5,4 8,1 5,5 6,6 2

CEC en meq/l 125 44 105 69 48 54 91 56 77 10


Octobre 2013 30

La conductivité électrique (CE)

A partir d’une certaine salinité, mesurée grâce à la conductivité électrique, l’alimentation en eau du végétal

est plus difficile voire peut-être rendue impossible. On considère qu’entre 0,6 mS/cm et 1 mS/cm certaines

plantes ont des difficultés. Entre 1 et 4 mS/cm la plupart des plantes voient leur croissance et

développement grandement diminuer. Au-delà de 4 mS/cm seuls des végétaux spécialisés peuvent tolérer

ces conditions (Mathieu et Pieltain, 1998).

Les analyses révèlent que tous les échantillons ont une conductivité électrique représentative d’une classe

« non salé » (0,6 mS/cm). A noter que les substrats M6 (0,5 mS/cm) et M9 (0,6 mS/cm) sont les plus salés et

proches de la limite maximale de cette classe.

Figure 16: La conductivité électrique (CE)

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

M1

M2

M3

M4

M5

M6

M7

M8

M9

M10

Conductivité électrique (mS/cm)

M1M2M3M4M5M6M7M8M9M10

CE 0,140,360,250,090,350,50,150,070,60,12


Octobre 2013 31

Les nutriments disponibles

Tableau 10 : Les nutriments

Eléments

nutritifs: (mg/l)

ou (% MS)


M3 M8 M1 M2 M4 M5 M6 M9 M10 M7

Azote nitrique NO3 (N)

15,3 0,2 8,2 20,8 1,4 14,2 34,8 12,7 2,5 2,2

Azote ammoniacal (N)

2,3 0,5 0,6 0,4 0,3 0,3 0,4 0,3 0,3 0,6

Phosphore (P) 5,6 0,9 0,1 1,4 1,6 1,7 1,5 0,6 1,7 4,4

Potassium (K) 29,4 7,1 5,9 21,7 19,9 59,9 22,5 41,6 20,3 8,2

Sulfates (SO4) 31,1 2,6 22,1 72,8 3,7 55,2 62,2 165,3 16 27,9

Calcium (Ca) 20,9 1,4 7,2 27,8 6,8 19 48,2 65,3 6,7 16,6

Magnésium (Mg) 2,3 0,2 2,4 9,4 2,1 8,4 19,7 10,3 1,8 1,8

N ≤ 2,5 (% MS) 1,005 0,370 0,069 0,053 0,064 0,070 0,053 0,085 0,073 0,044

P ≤ 2 (% MS) 0,448 0,207 0,001 0,014 0,016 0,017 0,013 0,006 0,014 0,088

K ≤ 2,5 (% MS) 2,352 1,636 0,061 0,217 0,195 0,595 0,200 0,408 0,173 0,164

Total NPK (%) ≤ 5 (%

MS) 3,805 2,213 0,131 0,284 0,274 0,682 0,266 0,498 0,260 0,295

Dans ce tableau sont indiqués les macro-éléments nécessaires pour le développement des plantes. Les

éléments majeurs (N, P, K) et les éléments secondaires (SO4, Ca, Mg). L’azote ammoniacal et l’azote

nitrique constituent l’azote minéral du sol, l’azote total (minéral et organique) sera traité dans le

paragraphe suivant.

Figure 17 : Histogramme représentant les éléments nutritifs

Ces valeurs sont données à titre d’information et n’amènent pas de commentaires particuliers.

Selon la norme NFU 44-551, la teneur en azote, phosphore et potassium doit être inferieure

respectivement à 2,5 ; 2 ; 2,5 % de masse sèche, et la somme des éléments totaux doit être inférieure à 5%

en masse de produit sec. Toutes les typologies de substrats respectent ces valeurs.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10

mg

/l

Azote nitrique Azote ammoniacal Phosphore Sulfates Potassium Calcium Magnésium


Octobre 2013 32

L’azote total et le rapport C/N

Tableau 11 : Azote total et C/N

Le rapport C/N donne une indication de la dynamique d’évolution et de décomposition de la matière

organique d’un substrat. La valeur de référence dans un sol de cet indice est de 10. Le rapport C/N pour

tous les échantillons est modéré à élever, allant de 14,4 à 132,1 ce qui indique que la décomposition de la

matière organique sera lente.


M3 M8 M1 M2 M4 M5 M6 M9 M10 M7 Azote total (% MS) 1,00 0,37 0,06 0,05 0,06 0,07 0,05 0,08 0,07 0,04

C/N 43,2 132,1 65,9 36,6 30,1 27,6 30,8 14,4 39,2 105,7


Octobre 2013 33

III. Conclusion et synthèse opérationnelle L’étude a permis de recenser tous les substrats commercialisés en France pour la végétalisation de toitures extensives, soit 65 substrats pour 33 entreprises différentes. La représentativité des substrats pour le volet de caractérisation agronomique s’est avérée limitée du fait d’une non-participation des entreprises les plus importantes et historiques du marché. Les substrats d’un tiers des entreprises présentes sur le marché ont toutefois été caractérisés. Les résultats les plus marquants en termes de propriétés agronomiques portent essentiellement sur les propriétés physiques et non chimiques des substrats. Ils mettent en exergue des propositions innovantes en termes de prescriptions techniques et d’aide à la décision pour le choix des végétaux et l’aménagement de toitures végétalisées. Cette partie reprend les principaux résultats de cette étude et les reformule de la manière la plus synthétique, opérationnelle et prospective possible, sous la forme d’items thématiques.

L’eau, l’air et les palettes végétales possibles avec ces substrats

Un levier fort est possible pour gagner en rétention d’eau dans les substrats et par conséquent en potentiel

de diversification végétale, avec l’augmentation des teneurs en granulométrie fine. Celles-ci sont en

dessous des valeurs de référence pour tous les substrats. Et cette marge est d’autant plus grande si l’on

utilise le substrat en multicouches (avec couche de drainage) et si l’on privilégie les règles FLL aux règles

françaises (10% au lieu de 7% de teneurs en fines autorisées). Et au-delà de ces résultats est-il possible de

relever légèrement ces valeurs de référence, avec quelle conséquence éventuelle (ou non) sur le risque de

colmatage ? A cette opportunité s’opposent par ailleurs les valeurs de référence de masse volumique à

Capacité maximale en eau (CME). Les valeurs relevées sur les substrats sont souvent proches ou dépassent

les valeurs maximales recommandées par les règles professionnelles. Augmenter la proportion d’éléments

fins aurait ainsi pour conséquence d’augmenter cette masse volumique, d’une part du fait de la plus grande

densité en particules minérales et d’autre part par la plus grande rétention en eau obtenue. Faut-il alors

permettre des valeurs de référence de masse volumique plus élevées? Il apparait en tous les cas prioritaires

d’avoir une réflexion et une mise en cohérence entre les deux critères (i) de granulométries et (ii) de masse

volumique à CME autorisés. A noter dans ce sens que les règles FLL allemandes reposent sur une notion de

charge maximale admissible par unité de surface (kg/m²), à la différence d’une charge selon une unité de

volume (masse volumique à CME) dans les règles professionnelles françaises.

Enfin, compte tenu des éléments de discussion autour des propriétés physiques, hydrauliques et de

mouillabilité, et de leur relation (cf p 26), il conviendrait d’appréhender ce qu’une augmentation de la

rétention en eau signifierait sur les autres propriétés (perméabilité, mouillabilité).

Le critère Capacité maximale en eau (CME) est insuffisant pour juger des propriétés et performances

hydriques d’un substrat. Au-delà de la quantité totale d’eau que peut stocker un substrat, il est

fondamental de pouvoir déterminer quelle est la répartition de cette eau au cours de son assèchement. Les

résultats de courbes de rétention en eau présentés dans cette étude illustrent bien les différences de

comportement à l’assèchement et ainsi la plus-value apportée par cette mesure. Cette connaissance de

comportement au cours de l’assèchement est particulièrement importante pour une végétalisation telle

que celle des toitures. En témoignent les analyses et relations mises en évidence entre toutes les propriétés

: air à -0,7 kPa, disponibilité en eau, angle de contact (mouillabilité).

D’importantes différences de propriétés hydriques et d’aération ont ainsi été relevées entre substrats.

Certains sont asphyxiants, et sont à déconseiller pour planter des Crassulacées voire même certaines autres

plantes vivaces. D’autres sont moins à beaucoup moins asphyxiants et conviennent mieux aux Crassulacées,


Octobre 2013 34

avec parfois des substrats présentant un faible potentiel de diversification végétale tant leur capacité de

drainage est importante et leur rétention en eau au cours de l’asséchement est faible.

Les capacités d’échanges cationiques relevées sont faibles et parfois très faibles, ce qui implique soit de

fertiliser à minima et régulièrement soit de concevoir un aménagement extrêmement extensif fondé sur un

choix de plantes de milieu pauvres en nutriments.

Les matériaux : au-delà de l’anonymat de l’étude, des tendances se dégagent tout de même

Les substrats analysés dans cette étude sont tous anonymes. Leur formulation n’est pas connue. Toutefois,

on note la sensibilité de certains paramètres à l’importance de la fraction organique. La faible densité des

matières organiques présente un avantage majeur en végétalisation de toitures (moindre charge sur le

bâtiment), en plus des propriétés agronomiques qu’elles possèdent. Bien en deçà des limites préconisées

par les règles professionnelles, la faible mouillabilité (hydrophobie et difficulté à se réhumecter) des

matières organiques après assèchement doit appeler une vigilance sur les teneurs et nature des matières

organiques employées. L’emploi d’agents mouillants permet de pallier ce problème, avec une réflexion

préventive à mener sur le devenir de ces composés dans l’environnement et les milieux aquatiques en aval

des toitures, que cette étude n’a absolument pas abordée.

La prescription technique

A l’écriture de ce rapport, une rédaction de mise à jour des règles professionnelles françaises est en cours.

Cette étude propose plusieurs évolutions et enrichissements à des fins de mises à jour de ces règles,

intégration dans des pièces de marchés ou plus simplement de demandes techniques plus précises sur un

produit lors d’un achat :

- Une correction des valeurs de perméabilité des règles professionnelles françaises, sans doute

erronée d’un facteur 100 par rapport à la référence visée initialement ;

- Harmoniser les protocoles de laboratoires avec les normes européennes, et éviter les normes

spécifiques allemandes : privilégier pH eau et éléments fins à la taille de 50 microns plutôt que 63

microns. De ces mesures découleront des formulations de substrats différentes et plus favorables à

une diversification végétale.

- Prise en compte des courbes de rétention en eau. Au-delà, de la CME qui définit une quantité

totale d’eau disponible, selon un protocole qui présente ses limites de rigueur, il est fondamental

d’appréhender la répartition de cette disponibilité en eau au cours de l’assèchement du substrat.

- Intégrer la règle FLL sur le tassement aux règles françaises, en réfléchissant à une modération de la

limite de 10% proposée par la FLL. En effet, aucun des substrats étudiés n’a satisfait cette valeur. Et

le tassement a des répercussions importantes sur l’évolution des propriétés agronomiques.

- Intégrer la mesure de CEC, qui informe sur des typologies de végétaux utilisables. Des substrats

sont plus adaptés à des végétaux oligotrophes, d’autres non.

- Harmonisation sur teneurs en matière organique entre règles françaises et FLL

- Proposer la mesure de mouillabilité, très importante pour cette application en toitures végétalisées

du fait des conditions de sécheresse extrêmes. Toutefois, cette mesure n’est pas normalisée et ne

se réalise aujourd’hui qu’en laboratoire de recherche (étudier un transfert en laboratoire

commercial et le coût de cette mesure)

- Etudier l’opportunité d’être plus permissif sur les valeurs de références de masse volumique à CME.

Car là où il existe aujourd’hui une marge de manœuvre pour gagner en granulométrie plus fine et


Octobre 2013 35

donc en rétention d’eau, les valeurs de masse volumique à CME limitent cette marge voire

l’interdisent. - Imposer la communication à la vente de substrats sur l’usage monocouche-multicouches en

fonction des propriétés mesurées. Plusieurs substrats étudiés sont formulés de manière à satisfaire

les valeurs les plus contraignantes (monocouches). Des performances hydriques supérieures

pourraient ainsi être mises en œuvre si lors de l’achat, le substrat est voué à un usage en

multicouches.

Perspectives et prolongement d’étude

A la lecture des courbes de rétention en eau, on réalise qu’un point complémentaire à -100 kPa (pF 3)

aurait été pertinent dans cette étude car il permettrait de préciser la dynamique d’assèchement des

substrats. L’assèchement est-il plus important avant ou après ce point ? En complément de cette étude

pour d’autres études et applications, il est conseillé d’intégrer ce point aux courbes réalisées.

Enfin de manière très globale, la réalisation d’une nouvelle étude dans quelques années portant de

nouveau sur le recensement et les propriétés agronomiques des substrats permettra de faire le point sur

les évolutions du marché, des pratiques et de leur encadrement technique et réglementaire. Avec l’espoir

d’une participation des fournisseurs la plus large possible.


Octobre 2013 36

Bibliographie

ADIVET, CSFE, UNEP, SNPPA, novembre 2007 « Règles professionnelles pour la conception

et la réalisation des terrasses et toitures végétalisées », Editions n°2, 37 p

AFNOR, 2004. « Matières fertilisantes et supports de culture », Echantillonnage, analyses

chimiques et essais physico-chimiques, Recueil Normes, 367 p.

Clément Mathieu, Françoise Pieltain, 1998 « Analyse physique des sols », Méthode

choisies, Lavoisier Tec&Doc, 204p.

Clément Mathieu, Françoise Pieltain, 2003 « Analyse chimique des sols », Méthode

choisies, Lavoisier Tec&Doc, 388p.

FLL, 2008. « Guidelines for the planning construction and maintenance of green roofing”,

Guide technique, 125p.

Lemaire, F., Dartigues A, Rivière L.M., Charpentier S., Morel P., 2003 « Cultures en pots et

conteneurs : principes agronomiques et applications », INRA Ed, 232p.

Michel, J.C., Rivière L.M., Bellon-Fontaine M.N., 2001 « Measurement of the wettability of

organic materials in relation to water content by capillary rise method ». European Journal

of Soil Science, 52 (3), 459-467.


Octobre 2013 37

Annexes

Annexe 1 : Tableau de résultats d’analyses complet

Critères de détermination M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 Tapis de chanvre

Propriétés physiques:

Humidité (% Brut) 21,7 15,9 57,6 17,3 10 10,6 3,1 19,8 12,3 12,8

Matière organique brut (%) 7,12 3,26 36,85 3,16 3,48 2,91 9,01 78,4 2,16 5,01

Matière organique sec (%) 9,09 3,88 86,84 3,82 3,87 3,26 9,3 97,73 2,46 5,74 Matière organique sec, fraction < 1 mm (%)

21,98 22,51 80,29 7,98 24,5 13,98 3,02 92,06 7,29 6,64

Teneur en matière organique selon FLL (g/l)

87,69 38,76 108,55 38,91 38,95 36,63 46,57 42,41 25,09 67,51

Masse volumique compactée (g/l) 929 1024 228 995 928 1087 398 41 1032 1063

Masse volumique à CME (g/l) 1555,4 1342,6 959,7 1462,8 1433,9 1499,5 1075,5 780,9 1405 1713

Masse volumique à sec (g/l) 964,7 999 125 1018,7 1006,4 1123,5 500,8 43,4 1020,1 1176,2

Mouillabilité (°) 88,95° 74,7° 88,6° 73,2° 85,55° 71,6° 87,85° 86,1° 59,8° 87,05°

Tassement (cm) 2,9 1,7 3,9 1,9 2,1 1,8 4,8 -0,7 2,2 2,4

Tassement (%) 28,7 17,3 39 19,4 20,6 18 47,5 -6,8 22,2 23,7

Perméabilité (mm/min) 35,3 300 47,6 98,3 86,9 113,3 166,7 40 266,7 17,7

Porosité totale (% vol) 61,2 61,3 92,4 60,5 61 56,6 79,9 97,2 60,8 53,8

Porosité pour l'air à CME (% vol) 2,2 26,9 8,9 16,1 18,2 19 22,4 23,5 22,3 0,1 Rétention maximale en eau à CME (%vol)

59,1 34,4 83,5 44,4 42,8 37,6 57,5 73,8 38,5 53,7

Rétention en eau à pF 0,7 (%vol) 55,68 35,63 82,97 43,14 44,39 34,06 38,94 87,55 32,59 54,12 37,21

Rétention en eau à pF 1 (%vol) 51,3 33,5 82,6 37,9 40,2 31,2 29,9 81,3 29,3 48,1 31,3

Rétention en eau à pF 1,8 (%vol) 32 22 56 26,1 25,2 20,1 12,9 58,4 24,3 29,6 25,2

Rétention en eau à pF 4,2 (%vol) 13,11 8,36 18,42 11,08 10,05 9,09 5,67 6,9 9,81 13,14 4,2

delta [0,7-1] 4,38 2,13 0,37 5,24 4,19 2,86 9,04 6,25 3,29 6,02 5,91

delta [1,8-0,7] 23,68 13,63 26,97 17,04 19,19 13,96 26,04 29,15 8,29 24,52 12,01

delta [1-1,8] 19,3 11,5 26,6 11,8 15 11,1 17 22,9 5 18,5 6,1

delta [1,8-4,2] 18,89 13,64 37,58 15,02 15,15 11,01 7,23 51,5 14,49 16,46 21

delta [4,2-0,7] 42,57 27,27 64,55 32,06 34,34 24,97 33,27 80,65 22,78 40,98 33,01

Porosité pour l'air à pF 0,7 (%vol) 6,24 26,69 7,14 17,41 15,03 22,11 39,92 10,78 29,33 -1,71

Porosité pour l'air à pF 1 (%vol) 10,6 33,5 7,6 22,7 19,3 31,2 49 17 32,3 4,3

Porosité pour l'air à pF 1,8 (%vol) 29,9 40,4 34,1 34,5 34,3 36 65,9 39,9 37,6 22,8

Porosité pour l'air à pF 4,2 (%vol) 48,09

Valeur de rétractation (% vol) 0 22,9 17,6 1,7 -0,2 3,6 -0,3 -10 0 -2


Octobre 2013 38

La granulométrie (% matière sèche)

Fractions : > 31,5 mm 0 0 1 0 0 0 62,5 61,8 0 0

Fractions : > 16 mm 0,6 0,4 8,8 0,3 1 0,5 11,1 12,8 2,4 11,7

Fractions : > 8 mm 26,8 45,9 21 19,1 35,4 42,1 3,1 14,1 24,7 23,2

Fractions : > 4 mm 46,5 41,8 18,8 27,6 43,2 40,7 2,3 4,6 41,6 7,1

Fractions : > 2 mm 16,2 5,8 20,5 22,6 8,5 9,6 3,8 2,1 17,7 25,3

Fractions : > 1 mm 6,8 3,4 15,6 16,2 4,1 3,1 2,7 2,2 8,1 21

Fractions Sables grossiers:> 0,2mm 0,8 0,8 1,7 5,4 1,7 1,4 8,1 0,3 2,1 4,1

Fractions Sables grossiers: > 0,063mm 0,5 0,5 1,1 3,6 1,1 0,9 5,4 0,2 1,4 2,7

Fractions Sables fins : >0,050 mm 0,1 0,1 2,3 0,3 0,5 0,1 0,1 0,4 0,1 0,2

Fractions Limon grossier: > 0,02mm 1,2 0,9 4,1 3,8 2,9 1,1 0,6 0,4 1,4 3,4

Fractions Limon fin : > 0,002mm 0,2 0,2 2,6 0,8 1 0,3 0 0,5 0,1 0,9

Fraction Argile: < 0,002 mm 0,2 0,2 2,4 0,4 0,7 0,2 0,2 0,5 1,4 0,5

Fractions inférieures à 0,0063 mm (%) 1,7 1,4 11,4 5,3 5 1,7 0,9 1,8 0,3 4,9

Fractions inférieures à 1 mm (%) 3 2,7 14,2 14,3 7,9 4 14,4 2,3 6,5 11,8 Fraction inferieures a 1 mm uniquement organique (%)

0,7 0,6 11,4 1,1 1,9 0,6 0,4 2,1 0,5 0,8

Fraction inferieures a 1 mm uniquement minéral (%)

2,3 2,1 2,8 13,2 6,0 3,4 14,0 0,2 6,0 11,0

Fractions inférieures à 2 mm (%) 9,8 6,1 29,8 30,5 12 7,1 17,1 4,5 14,6 32,8

Critères de détermination M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10

Propriétés chimiques:

pH 6,17 5,78 5,67 7,91 7,14 6,66 8,09 4,97 7,98 7,07

CE 0,14 0,36 0,25 0,09 0,35 0,5 0,15 0,07 0,6 0,12

Azote total Méthode Dumas (% MS)

0,069 0,053 1,0051 0,0635 0,07 0,0529 0,044 0,37 0,0852 0,0733

C/N 65,9 36,6 43,2 30,1 27,6 30,8 105,7 132,1 14,4 39,2

CEC (meq/100g) 10,87 6,89 99,79 4,7 5,37 8,1 2 102,48 5,48 6,57

CEC (meq/L) 105 69 125 48 54 91 10 44 56 77

Eléments nutitifs: (mg/l)

Azote nitrique N-NO3 8,2 20,8 15,3 1,4 14,2 34,8 2,2 0,2 12,7 2,5

Azote ammoniacal 0,6 0,4 2,3 0,3 0,3 0,4 0,6 0,5 0,3 0,3

Phosphore 0,1 1,4 5,6 1,6 1,7 1,5 4,4 0,9 0,6 1,7

Sulfates 22,1 72,8 31,1 3,7 55,2 62,2 27,9 2,6 165,3 16

Potassium 5,9 21,7 29,4 19,9 59,9 22,5 8,2 7,1 41,6 20,3

Calcium 7,2 27,8 20,9 6,8 19 48,2 16,6 1,4 65,3 6,7

Magnésium 2,4 9,4 2,3 2,1 8,4 19,7 1,8 0,2 10,3 1,8


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Annexe 2 : Courbes granulométriques par modalité de substrat avec limites mini-maxi pour substrats monocouche et multicouches (règles professionnelles françaises et règles FLL allemande) :

: Limites monocouche : Limites multicouche



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Documents

RECENSEMENT ET CARACTERISATION … · La masse volumique du substrat à capacité maximale en eau (CME) et à sec ..... 10 La courbe de