Pavés intelligents pour rafraîchir à partir d’eau de pluie

  • Année de livraison : 2018
  • Impact CO2 : Baisse d'émissions sur le long terme en cours de quantification

  • Energies Vertes : Solaire photovoltaique
  • Services Numériques : Smart metering
  • Cycle de l'eau : Récupération, Rétention
  • Economie Circulaire & Déchets : Optimisation des ressources, Matériaux Bio-sourcés
  • Biodiversité & Ecosystèmes : / Trame verte et bleue /

  • 250 000 €
  • Constructeur
    2EI Veolia Innove, Bureau d'études Eco ingénierie (Conseil et Innovation Ville Durable)
  • Gestionnaire / Concessionnaire
    Toulouse Métrople

La hausse des températures dans les centres-villes, en raison notamment de leur forte minéralisation, engendre en été le phénomène des îlots de chaleur urbains (ICU), avec des conséquences sanitaires souvent lourdes, comme l’ampleur de la surmortalité observée en Europe lors de la canicule exceptionnelle de 2003. Il faut savoir que dans la deuxième moitié du XXIè siècle, les épisodes de vagues de chaleur et canicules auront lieu une année sur deux, amplifiant ce phénomène d’ICU.

Les procédés pour rafraîchir la ville font désormais partie de la lutte contre le changement climatique. On assiste depuis quelques années à une demande croissante de la part des municipalités, des urbanistes et des promoteurs pour la mise en œuvre de solutions de résilience afin d'atténuer l'effet « Ilot de chaleur urbain » dans le cadre de projets de rénovation ou d'extension de quartiers urbains.

La solution « îlot de fraîcheur urbain » développée par 2EI Veolia et installée en 2018 à Toulouse a pour objectif de réduire la température des espaces publics et d'améliorer le confort extérieur et le bien-être des habitants au moyen d'une solution à faible impact carbone par l'utilisation circulaire d'eau (eaux non potables – pluviales, d'exhaure (d'infiltration)). Il s'agit de la première solution pour refroidir les lieux publics avec de l'eau de pluie.

La première étape d'une étude type est en général de travailler à l'échelle de la ville sur la carte des risques liés aux ICU qui croise une carte des expositions avec la carte des sensibilités (ex populations vulnérables). Ensuite, il est nécessaire de travailler à l'échelle d'un quartier afin d'identifier les « îlots de chaleur » à rafraîchir : c'est l'objet de l'innovation décrite plus bas.

L'innovation est constituée de :

1.Une approche de conception du bioclimatique (utilisant le logiciel Envimet) et une méthodologie EVA (Eau, Végétation, Albédo) de prise de décision permettant de comparer différents scénarios d'aménagement réalisables d'espaces publics à l'échelle d'un quartier avec l'objectif d'atténuer les impacts (inconfort et stress thermique, faible attractivité, morbidité, mortalité, consommation énergétique des bâtiments).

2. Une technologie intelligente utilisant de l'eau de pluie (ou non potable recyclée) permettant de piloter à distance le rafraichissement d'un espace à partir des « pavés évaporatifs », qui sont des pavés à rétention d'eau ; Le procédé des pavés évaporatifs permet de baisser l'UTCI (« la température ressentie ») de 5 à 7°C.

"Un schéma général de la démarche et le principe des "pavés intelligents" , quelques photos de l'installation, illustrent le fonctionnement de l'installation de Toulouse Montaudran Aérospace que nous avons pu construire et maintenir grâce à la collaboration avec l'Oppidea et la Métropole de Toulouse " (2EI Veolia)

 

 

Etat d'avancement

Livré

Fiabilité des Données

Auto-déclaration

Type de Financement

Partenariat Public/Privé

Entreprise/Infrastructure

 2EI VEOLIA (Veolia Innove)

Developpement Durable

    ​Ce type de projet peut contribuer à augmenter l'attractivité d'une infrastructure urbaine, comme une place ou des zones de passages pour le transit de voyageurs. 

    ​C'est un moyen complémentaire et intégrable dans différents types de contextes et quartiers pour améliorer la qualité de vie des usagers, en particulier pour les populations les pus sensibles (personnes âgées, enfants...).

    C'est un confort supplémentaires pour les travailleurs et voyageurs pour se rafraîchir dans les périodes de transit.

    Appliqué au milieu scolaire ou sur un site scolaire, cela permet de servir le bien être des jeunes en créant des oasis de ce type avec plusieurs solutions combinées (Eau, Végétation, Abris de jeux...), et dans certains cas de pouvoir ouvrir ces sites hors période scolaire.

    ​C'est un moyen qui vient aider à la cohésion sociale et la convivialité; les usagers de différentes générations et milieux sociaux peuvent s'y rendre pour se rafraîchir à différentes heures et échanger avec les personnes du quartier ou de passage.

    ​Cette approche permet de récupérer de l'eau de pluie pour une utilisation de rafraîchissement, et de développer des solutions d'eau et de végétations dans un objectif d'économie et de durabilité.

    ​Le fait de concevoir ces endroits à partir d'études de caractérisation de la situation en amont avec le lien social et l'utilisation raisonnée des ressources, est un véritable atout pour développer un résilience vis à vis du changement climatique.

    ​Ce type de démarche va contribuer à faire prendre conscience de la nécessité de l'utilisation raisonnée des ressources, la quantité d'eau de pluie récupérée pour l'utilisation étant régulée et limitée par des consignes de fonctionnement et un contrôle à distance.

Témoignages / Retour d'expérience

Gouvernance

    VEOLIA INNOVE

    Entreprise Privée

    2EI Veolia Innove, Bureau d'études Eco ingénierie (Conseil et Innovation Ville Durable)

    Toulouse Métrople

    Public

    ​En réponse à l'appel à projets Ecocité 2015, et en coordination avec Veolia Eau qui avait préparé un projet démonstrateur concernant la gestion du cycle de l'eau au niveau de la ZAC de Toulouse Montaudran Aerospace (TMA), le département Innovation de 2EI (Veolia Innove) a élaboré une proposition d'expérimentation de Dispositifs de Rafraîchissement Urbains basée sur l'utilisation des eaux pluviales. Les Dispositifs de Rafraîchissement Urbains sont destinés à atténuer les impacts des Ilots de Chaleur Urbains et à améliorer le confort et l'attractivité des espaces publics. 

    ​Le modèle économique du projet sera basé sur l'économie et la récupération d'eau de pluie afin de limiter l'utilisation d'énergie pour le rafraîchissement. 

Solution(s) Durables

    "Pavés intelligents pour rafraîchir à partir d’eau de pluie"

    Un système de pavés intelligents pour rafraîchir à partir d'eau de pluie les usagers d'une espace urbain à Toulouse Montaudran Aérospace (Installation 2EI Veolia pour l'aménageur Oppidea et la Métropole de Toulouse)

    L'innovation est constituée de :

    1. Une approche de conception du bioclimatique (utilisant le logiciel Envimet) et une méthodologie EVA (Eau, Végétation, Albédo) de prise de décision permettant de comparer différents scénarios d'aménagement réalisables d'espaces publics à l'échelle d'un quartier avec l'objectif d'atténuer les impacts (inconfort et stress thermique, faible attractivité, morbidité, mortalité, consommation énergétique des bâtiments). EVA est en mesure de comparer sur le long terme différents scénarios d'aménagement selon six indicateurs : confort extérieur, consommation d'énergie du bâtiment, consommation d'eau, coûts d'investissement et de fonctionnement, émission de CO2 et contribution à la biodiversité.

    Par le biais d'indicateurs quantitatifs et significatifs, EVA propose donc la meilleure solution ou la meilleure combinaison de solutions pour atténuer les ICU (utilisation de technologies à base d'eau non potable, utilisation de la végétation, et modification des espaces publics avec l'utilisation de matériaux à albédo élevé).

    Cette méthodologie de prise de décision EVA applicable à tous types de contextes et de technologies a été élaborée par Veolia et IRSTV dans le cadre d'un projet de R&D financé par l'Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie (ADEME). Les résultats du projet EVA sont en accès libre, à l'exclusion des outils permettant de calculer les indicateurs.

    2. Une technologie intelligente brevetée utilisant de l'eau de pluie (ou non potable recyclée) permettant de piloter à distance le rafraîchissement d'un espace à partir des « pavés évaporatifs », qui sont des pavés à rétention d'eau ; Il s'agit précisément d'injecter de l'eau dans le lit de pose des pavés à travers des tuyaux d'alimentation goutte-à-goutte. Cette eau remonte à travers les pavés par capillarité, s'évapore en atteignant la surface du pavé. L'évaporation de l'eau abaisse sensiblement la température locale (de 15 à 20°C au sol), et augmente l'humidité relative de l'air, ce qui génère le phénomène de rafraîchissement. L'efficacité de ce dispositif a été prouvée lors des pics de chaleur en été, avec l'avantage d'être très économe en eau. Une solution qui présente aussi un intérêt en hiver pour lutter contre l'enneigement puisque l'eau retenue dans les pavés se maintient à une température de 10 à 15°C, ce qui empêche les flocons de se fixer.

    Au-delà de la température au sol, l'efficacité du procédé de rafraîchissement est mesurée grâce à l'UTCI (Universal Thermal Climate Index), indicateur de confort thermique, assimilable à la température ressentie. Cet indicateur prend en compte la température de l'air, la vitesse et la direction du vent et l'humidité relative de l'air). Le procédé des pavés évaporatifs permet de baisser l'UTCI (« la température ressentie ») de 5 à 7°C.

    La demande en abaissement de température de la zone traitée et de l'utilisation d'eau réutilisée en quantité et qualité, est réalisée automatiquement localement en fonction des paramètres météorologiques (température au sol, de l'air, vitesse et direction du vent).

    L'eau réutilisée est filtrée (traitée aux UV si nécessaire) et stockée en sous-sol. Le système de mesures météorologiques, très faiblement consommateur en énergie, est autonome et alimenté par un panneau solaire.

    Un schéma de principe et quelques photos de l'installation (vue placette rafraîchie, station météo) illustrent le fonctionnement de l'installation de Toulouse Montaudran Aérospace que nous avons pu construire et maintenir grâce à la collaboration avec l'Oppidea et la Métropole de Toulouse, et avec l'aide des financements (Caisses des Dépôts, Investissements d'Avenir) du projet Ecocité 2015, l'implication de l'Agence locale de VEOLIA Eau France, et la collaboration d'architecte et bureau d'études locaux qui ont facilité le projet (SEURA, NALDEO).

     

     

    • Ressources :
    • Energie/climat :
    • Gouvernance projet urbain
    • Participation citoyenne
    • Economique circulaire
    • Gestion de l eau
    • Adaptation changement climatique



Cette solution permet de réutiliser de l’eau de pluie pour un usage non potable : rafraîchissement urbain.

L’innovation réside aussi dans le traitement des eaux pluviales : les eaux de ruissellement sont captées et traitées à travers des avaloirs dépolluants (développés par Veolia) avant d’être stockées.

C’est une solution autonome, totalement automatisée : la demande de rafraîchissement est pilotée par des capteurs météorologiques. Les matériaux et équipements utilisés sont disponibles sur le marché. L’innovation réside dans le pilotage et le suivi de la performance du système grâce à ces mesures de l’UTCI.

Le système peut être piloté à distance par l’utilisateur (pour changer les consignes ou paramètres) et demande très peu d'entretien.

Cette solution a pour but d’être combinée avec d’autres types de solution de rafraîchissement (végétation,..) pour aménager des espaces extérieurs.

Elle peut s’intégrer dans un nouvel espace de convivialité au service de la résilience.

 

 


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Auteur de la page

  • Stéphane Thomas

    Circular economy projects director

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