#18 - Rafraîchissement urbain, gestion des eaux pluviales : vers une approche interdisciplinaire pour l’aménagement des espaces urbains
L’adaptation des villes face à l’urgence climatique nécessite une approche interdisciplinaire permettant de proposer des solutions d’aménagement appropriées aux différents usages en milieu urbain et apportant de nombreux cobénéfices. C’est le cas notamment de la solution systémique développée par Colas en partenariat avec la start-up Vertuo.
Une approche interdisciplinaire face au changement climatique
Surchauffe urbaine et inondations, les villes du XXIe siècle se trouvent confrontées à de multiples défis. Pour accompagner l’adaptation des espaces urbains au changement climatique, le groupe Colas développe une approche interdisciplinaire qui fait appel à des expertises diverses (ingénierie routière, climatologie urbaine, hydrologie, génie écologique, génie végétal et botanique…).
L’objectif de cette démarche est de proposer des solutions d’aménagement urbain adaptées aux différents usages (mobilité douce, voirie urbaine, parking…) tout en apportant le maximum de cobénéfices. En effet, les solutions développées visent
à :
- Améliorer le confort thermique des usagers pour maintenir des conditions de vie les plus acceptables possible lors de vagues de chaleur ;
- Gérer les eaux pluviales à la source pour limiter l’impact des fortes précipitations qui s’amplifient avec le changement climatique ;
- Améliorer la biodiversité urbaine et le cadre de vie.
Le développement de ces solutions s’inscrit également dans une démarche environnementale visant à minimiser l’impact carbone des aménagements urbains par le développement de produits et procédés innovants et recyclables tout en limitant les ressources carbonées.
Ainsi, il est nécessaire d’évaluer l’impact de ces solutions par rapport à une situation de référence. Par exemple, en ce qui concerne le rafraîchissement urbain, le groupe Colas développe une démarche d’analyse associant différentes méthodes et comprenant plusieurs volets :
- la reconnaissance et l’analyse du site (bâti et autres obstacles, exposition solaire, données météorologiques propres au site, usages de l’espace…) ;
- la caractérisation des matériaux (propriétés thermiques et radiatives) ;
- le monitoring à l’aide d’une instrumentation in situ (enregistrement de données microclimatiques pour évaluation du confort thermique) ;
- la modélisation et la simulation numérique.
Cette démarche d’analyse distingue par deux grandes étapes. La première permet de vérifier l’efficacité des solutions d’aménagement urbain en amont du projet en s’appuyant sur le modèle numérique. La seconde, indispensable, reflète les performances réelles à travers le monitoring.
Une solution d’aménagement systémique pour les espaces urbains
Colas développe et expérimente une solution globale d’aménagement urbain en partenariat avec Vertuo, une startup francilienne récompensée pour son innovation, le Bocage Urbain®, favorable à la biodiversité.
Cette solution globale associe une structure perméable ayant une capacité de rétention des eaux pluviales, dérivée de l’innovation Raincol® , aux Bocages Urbains®.
La structure perméable est composée d’un multicouche en matériaux poreux dont un revêtement de surface perméable adaptable en fonction de l’usage. Colas propose, par exemple, un usage destiné aux parkings accueillant des véhicules légers en s’appuyant sur un revêtement perméable ayant une bonne résistance aux efforts de cisaillement.
Les Bocages Urbains® sont des cubes préfabriqués en usine et ensuite acheminés jusqu’au site pour être intégrés dans la structure perméable. Ces derniers sont composés de deux parties : réservoir pour stocker les eaux pluviales et espace dédié à la plantation.
Cette solution globale s’inscrit dans une démarche de création des îlots et des parcours de fraîcheur dans les espaces urbains pour faire face à la surchauffe urbaine tout en s’appuyant sur plusieurs leviers d’action (figure 4) pour améliorer localement le ressenti des usagers. Elle favorise la réduction du risque d’inondation en ville puisqu’elle contribue à la désimperméabilisation des sols grâce à la structure perméable et propose une gestion intégrée des eaux pluviales. En effet, la structure perméable a une capacité de rétention des eaux pluviales supérieure à l’orage décennal en France (en moyenne 100 millimètres en 24 heures). La nature du sol détermine la capacité d’infiltration des eaux pluviales. Quant au Bocage Urbain, chaque module permet de stocker 650 Litres d’eaux pluviales environ et de planter 1 mètre carré. La consommation des plantes varie en fonction de la palette végétale, de la zone géographie et des conditions climatiques. En adéquation avec le contexte local, la solution globale peut être dimensionnée pour supprimer tout réseau d’assainissement.
Figure 4 – Leviers d’action et fonctionnalités de la solution globale de Colas
Cette solution fera l’objet d’une expérimentation grandeur nature dans le sud de la France. Un monitoring intégré dans l’expérimentation est conçu pour acquérir des données thermiques, microclimatiques et hydrauliques. L’objectif de cette expérimentation est de suivre les fonctions et les performances de la solution en lien avec les points suivants :
- La gestion durable des eaux pluviales
La complémentarité entre la structure perméable et les Bocages Urbains® permet de proposer une solution systémique en termes de gestion des eaux pluviales. Cette solution favorise :
- la gestion à la source de la pluie courante directement par la structure perméable (si le niveau de perméabilité est assuré par les sols en place – caractéristiques pédologiques à mesurer en phase étude de conception). Ainsi, la structure perméable offre une capacité de rétention des eaux pluviales avant qu’elles soient infiltrées vers le sol ;
- le stockage d’une partie des eaux pluviales dans l’espace réservoir notamment lors des événements de forte pluie. En effet, les Bocages Urbains® se raccordent les uns avec les autres afin de construire un réseau hydraulique complétant la gestion à la source des eaux pluviales assurée par la structure perméable.
La solution globale peut également être adaptée à des conditions de sols qui sont peu perméables (sols argileux) en améliorant la capacité de stockage des eaux pluviales dans la solution globale.
- La clarté des revêtements
La conception de la solution globale prévoit un revêtement perméable et clair à albédo adapté aux considérations microclimatiques afin de réduire l’absorption de chaleur par ces revêtements. Colas propose plusieurs gammes de revêtements clairs. Parmi ses innovations dans ce domaine, l’Urbalith® est un revêtement perméable, naturel et recyclable répondant à un cahier des charges visant à réduire son impact sur l’homme et l’environnement. Le respect de ce cahier des charges, comportant 14 critères, est vérifié par un organisme indépendant, l’Institut national de l’environnement industriel et des risques (Ineris). Ce revêtement est adapté aux modes de circulation doux et aux aménagements esthétiques.
- La végétalisation maitrisée
Les Bocages Urbains® permettent de végétaliser les espaces urbains denses où l’accès à la pleine terre est restreint. L’eau stockée dans les Bocages Urbains® est réutilisée pour alimenter les végétaux de façon passive sans faire appel à une solution de pompage grâce à la porosité de la paroi qui sépare le réservoir de l’espace de plantation. Cette fonctionnalité génère une autonomie en consommation des eaux pour plus de 60 jours secs sans que les plantes entrent dans un stress hydrique. L’irrigation passive des plantes favorise l’évapotranspiration, ce qui contribue au rafraîchissement urbain.
La végétalisation apportée par la solution globale génère de multiples effets bénéfiques. La palette végétale sera adaptée aux critères liés à l’environnement de plantation et composée de plantes étagées, multifonctionnelles (plantes non allergènes, non toxiques et dépolluantes), locales et sauvages, privilégiant la biodiversité.
Un article signé Abboud HAJJAR, Chef de projet R&D, Campus Scientifique et Technique, Colas, Laurence DURIVAULT-REYMOND, Chef de projet R&D, Campus Scientifique et Technique, Colas, Sébastien BRUHAT, Directeur Technique & Innovation, Colas France, Territoire Sud-Est, Jean-Luc DESIGNOLLE, Responsable Cellule Ingénierie, Colas France, Territoire Sud-Est, Baptiste LAURENT, Président co-fondateur, Vertuo, Frédéric FRANCOIS, Adjoint Technique Laboratoire Central, Colas France, Territoire Sud-Est
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