Du Moyen-Âge jusqu'au milieu du XIXe siècle, la tuile et l'ardoise sont les matériaux de couverture les plus utilisés. L'utilisation de la tuile décline au XIXe siècle avec la révolution industrielle, supplantée par le zinc, qui peut être produit en grande quantité grâce à l'exploitation du charbon, tandis que l'ardoise est toujours largement utilisée et acheminée depuis les grandes carrières de l'Anjou, de la Bretagne et des Ardennes, grâce à l'essor du train et du transport fluvial.

Le zinc, matériau dominant et emblématique des toits parisiens

Qualités et défauts du zinc

Le zinc est un matériau très souple, malléable, étanche, facile à couper et à poser, dont l'esthétique est appréciée des architectes parisiens depuis plus de 150 ans. C'est aussi l'un des matériaux les plus durables et recyclables qui existent : 80 à 100 ans de durée de vie en moyenne. Le zinc possède aussi l'avantage de pouvoir être utilisé pour fabriquer tous les éléments d'une toiture, ainsi que ceux indispensables à l'évacuation des eaux pluviales.

Cependant, c'est un très bon conducteur thermique : l’été, il peut atteindre les 80° C au soleil, car il chauffe rapidement et absorbe très bien la chaleur. De ce fait, cette dernière se disperse dans les combles et le dernier étage des immeubles, faisant augmenter d'une dizaine de degrés la température intérieure des logements.

L'utilisation du zinc sur les toits parisiens commence vers 1830, puis se généralise aux alentours de 1850 sous Napoléon III, qui confie au préfet Haussmann la mission de transformer Paris en une capitale moderne, végétalisée et assainie, à l'image de Londres. Des milliers d'immeubles de rapport sont construits à cette époque (1853-1870) et les constructions de ce style se poursuivent massivement jusqu'à la fin du XIXe siècle, période post-haussmanienne.

La technique parisienne de la pose du zinc majoritairement employée est la couverture à tasseaux, qui se répand à partir du Second Empire.
Elle recouvre deux types de toits :

• Les toits à l'impériale, dont les combles entièrement recouverts de zinc présentent une forme courbe qui rappelle la carène renversée d'un bateau ;
• Les toits à la Mansart, composés d'un brisis recouvert d'ardoise et d'un terrasson recouvert de zinc. Sous Haussmann, c'est grâce à l'utilisation du zinc ultra-léger, permettant de réduire l'utilisation de charpentes, que des logements mansardés sont aménagés sous ces toits, pour loger les domestiques des familles aisées qui vivent aux étages inférieurs. Ces logements dépourvus de confort abritent aujourd'hui étudiants et personnes aux revenus modestes.

Vue aérienne de toitures à la Mansart, avec brisis en ardoise et terrassons en zinc, typiques des toitures haussmaniennes. Le brisis est la partie pentue avec les fenêtres et le terrasson, la partie la plus plate avec les cheminées. © Belly Couverture

L'aspect patrimonial du zinc

Le zinc est historiquement et culturellement associé à Paris, c'est pourquoi les services du patrimoine sont très réticents à l'idée qu'on change le type de matériau des toitures en zinc. Pour rappel, 94 % des bâtiments parisiens sont soumis à une protection patrimoniale. D'autre part, la responsabilité de la surchauffe des logements mansardés en été résulte davantage du manque d'isolation des combles que de l'utilisation du zinc. Enfin, aucun matériau possédant des qualités similaires n'a été trouvé à ce jour pour le remplacer.

L'adaptation des toits au changement climatique, et notamment aux fortes chaleurs estivales, dont souffrent particulièrement les personnes qui vivent sous les toits, est un enjeu prioritaire mais complexe. Les solutions les plus abouties sont le cool roofing pour les toitures plates ou légèrement pentues, l'isolation thermique intérieure ou extérieure pour les toitures en pente. Le défi consiste à concilier rénovation thermique efficace, bénéficiant à la fois au confort d'été et à la réduction de la déperdition énergétique en hiver, et préservation de l'identité architecturale patrimoniale des immeubles patrimoniaux rénovés.

1. Le cool roofing, ou toiture rafraîchie

Lorsqu'il est structurellement impossible de modifier un toit, il est possible d'agir sur l'albédo de celui-ci, soit en appliquant une peinture blanche à base de coquilles d'huîtres ou de pigments minéraux ultra-blancs, spécialement conçue pour augmenter son coefficient réfléchissant, soit par la pose d'une membrane blanche en PVC, qui a l'avantage d'étanchéifier le toit et de réfléchir fortement les rayons du soleil. Les surfaces des toits gagnent en fraîcheur et l'absorption de chaleur est réduite. Il est impératif que ces travaux soient réalisés par des entreprises formées à l'application et la pose de ces produits et au travail en hauteur. Ces solutions se sont fortement développées ces dernières années.

2. L’isolation thermique par l’intérieur

Les toits en zinc sont la plupart du temps mal isolés et mal ventilés, voire dépourvus d'isolation. Les 2/3 des immeubles parisiens disposent de toitures rampantes : toitures en pente. Sous celles-ci se trouvent les combles, qui est la zone sous la toiture comprise entre le dernier plancher et le toit lui-même. On distingue les combles perdus, non aménageables en raison de leur hauteur ou de leur configuration, des combles aménagés, pouvant être habités. L'isolation d'une toiture par l'intérieur se fait dans les combles. Dans les combles perdus, c'est-à-dire non habitables, l'isolation du plancher est la solution optimale, alors que dans les combles aménagés ou aménageables, pouvant être habités, l'isolation se fait sur les rampants - parties pentues - de la toiture.

3. L'isolation thermique par l'extérieur : le sarking

Cette méthode d’isolation thermique par l’extérieur est possible pour les toitures rampantes. Près de 35 000 copropriétés parisiennes possèdent une toiture rampante, soit 80 % des copropriétés. Quelques immeubles parisiens ont déjà bénéficié de ce dispositif.

(à gauche) Avant rénovation de la toiture, 18 rue Caffarelli (IIIe arrondissement),
la gouttière repose directement sur la corniche. © ARTPRIM/M. Gruss
(à droite) Après le sarking : la gouttière et la corniche sont séparées par la sur-hauteur
due à l’épaisseur de l’isolation. La sur-hauteur est habillée de zinc. © ARTPRIM/M. Gruss

Le sarking consiste à rehausser un toit en déposant la couverture existante, en ajoutant une couche d’isolant suivi de la pose d'une nouvelle couverture. Plus l'isolation devra être efficace, plus la couche d'isolant devra être importante.

4. Végétaliser pour faire baisser la température des logements situés sous les toits, rafraîchir l'air et favoriser la biodiversité

En 2022, l'APUR recensait un peu moins de 3 500 bâtiments avec des toitures végétalisées de plus de 100 m², représentant près de 30 % des toits plats de la ville. Les toitures végétalisées sont principalement situées dans les arrondissements périphériques, du XIIe au XXe arrondissement, où les immeubles sont plus récents, avec une majorité de toitures-terrasses en béton. À l'inverse, les arrondissements centraux, dont le bâti est plus ancien, présentent une majorité de toits pentus en tuiles, ardoise et zinc, peu propices à une végétalisation.

Il existe plusieurs typologies de toitures végétalisées, qui dépendent principalement de l’épaisseur de substrat mis en place : plus cette épaisseur est importante, plus les strates végétales peuvent être variées. On distingue 4 strates :

• La strate extensive, la plus courante à Paris, concerne 70 % des toits végétalisés. La végétation qui pousse sur ces toits est composée de sédums. La palette végétale est restreinte, l'intérêt pour la biodiversité inexistant. La nature du couvert végétal ne nécessite pas d'irrigation.
• La strate semi-naturelle, traitée en pelouse fleurie naturelle, accueille une flore et une faune sauvages : pollinisateurs, oiseaux. Il est nécessaire d’accompagner la mise en place de ce type de végétalisation spontanée, car elle peut faire percevoir la toiture concernée comme un espace non entretenu ;
• La strate semi-intensive, mélange d'espèces végétales gérées et spontanées, dont la biodiversité tire un bénéfice important, l'orientation du toit définit un besoin ou non d'irrigation ;
• La strate intensive, dont le rendu est un véritable jardin. Les bénéfices pour la biodiversité sont très importants, grâce à la grande diversité de sa palette végétale. Mais elle nécessite un entretien constant et un système d'irrigation permanent.