Installer des pavés drainants et évapotranspirants issus de déchets coquillers pour rafraîchir les usager·ères

Ces pavés en béton coquiller, issus du recyclage de déchets de conchyliculture, ont un effet à la fois drainant et rafraîchissant. Un système alimenté par des eaux pluviales peut améliorer leur effet sur le confort thermique en période de canicule.


Enjeux d'adaptation

Amélioration du confort thermique grâce à l’évapotranspiration du sol

Ces pavés, activés pendant les vagues de chaleur permettent d’améliorer le confort thermique de 3 à 5 °C grâce à un système d’évapotranspiration utilisant les eaux pluviales stockées sous les pavés ou le réseau d’eaux brutes ou non potables auquel les pavés sont raccordés. 
Points forts

Recycler intelligemment l’eau de pluie

  • Selon les modèles, possibilité d'utiliser l’eau de pluie pour rafraîchir l’espace urbain
  • Économie circulaire : utilisation de pavés de filière française incorporant des coquilles Saint-Jacques concassées.
  • Système autonome, piloté à partir de données microclimatiques 
pavés drainants
Pavés évaporatifs rafraîchissants Toulouse 
Description de la solution

Installer des pavés rafraîchissants dans les grands projets d’aménagement

Domaine d’application : Espace public

Des pavés issus de l'économie circulaire

Les pavés en béton drainant coquillé ont été développés à l’ESITC Caen, une école d’ingénieur, en 2015. Comme le béton ordinaire, ils sont constitués de ciment, d’eau et de granulats, mais les granulats naturels sont remplacés par des déchets coquilliers broyées, en l’occurrence des coquilles Saint-Jacques. 30 kg de coquilles sont recyclés par m², permettant de valoriser une ressource importante : la conchyliculture française produit en moyenne de 250 000 tonnes de coquillages par an, générant des milliers de tonnes de coproduits coquillers. Un rapport paru en 2017 a notamment estimé que 1 000 tonnes de déchets coquillers sont mobilisables rien qu’en région Normandie.

Ils ont un potentiel drainant et rafraîchissant

La présence de coquilles dans le béton confère une porosité importante aux pavés, qui ont été formulés pour augmenter ce caractère drainant, en favorisant la formation de vides. Cela les rend pertinent pour assurer une gestion alternative de l’eau de pluie, en l’infiltrant à la parcelle ou en la récupérant sous les pavés, et ainsi désengorger les réseaux d’assainissement. Leurs caractéristiques leur procurent également un potentiel rafraîchissant. D’une part, l’eau retenue dans les pavés peut rafraîchir la surface en s’évaporant lors des fortes chaleurs, un effet renforcé en associant un système d’irrigation. D’autre part, en raison de leur perméabilité et de leur albédo (qu’il est possible de varier), ils emmagasinent moins la chaleur que des matériaux comme l’asphalte. Ils contribuent ainsi à lutter contre le phénomène d’îlot de chaleur urbain et à créer des îlots de fraîcheur artificiels.

Un travail de recherche en cours

Un projet de recherche, Fresh Ecopavers, auquel participe l'ESITC Caen mais aussi l'ESITC Paris et l'Agence Parisienne du Climat, vise à optimiser les performances de ces pavés et trouver des nouveaux terrains d'expérimentation. Lauréat de l’appel à manifestation d’intérêt ADEME CPIER VALLEE de SEINE, il est financé par l’ADEME et les régions Île-de-France et Normandie.

Ils peuvent être couplés à un réseau d'eau pluviale en sous-couche

Ces pavés poreux peuvent être associés à un réseau en sous-couche, alimenté par des eaux pluviales, pour augmenter l'effet rafraîchissant. Le principe : les pavés poreux laissent passer l’eau pluviale qui est ensuite stockée sous les pavés dans une cuve. Le système peut également être raccordé à un réseau d’eau brutes ou d’eau non potable. Lorsqu’il fait chaud et que le système est déclenché, l’eau remonte alors par capillarité pour rafraîchir la température du sol et l’îlot de chaleur urbain en s’évaporant progressivement. Ce système peut rafraîchir la température du sol jusqu’à 15 °C par rapport à des pavés non rafraîchis, et permet d’avoir un gain de 3 à 5 °C en terme de température ressentie (d'après Véolia).

Si le système n’est pas raccordé directement au réseau d’eaux brutes ou d’eau non potable, et en cas de longue période sans pluie : soit le système bascule son alimentation sur le réseau d’eau de ville, d’eau brute ou d’eau non potable, soit le système cesse de fonctionner. Le volume d’eau pluviale stockée est dimensionné par rapport à l’autonomie désirée pour le système qui peut fonctionner deux à trois semaines hors période de pluie sans pluie. Le dimensionnement se fait par rapport aux conditions d’usage.

Concernant l’entretien, il s’agit d’assurer en hiver que les eaux soient purgées. Il faut aussi nettoyer le système de goutte à goutte. Il est également nécessaire de vider et nettoyer la cuve qui stocke les eaux pluviales une ou deux fois par an. 

Expérimentation de la solution

La Métropole de Toulouse a participé à la première expérimentation, à partir de l’été 2018, du système incluant la récupération d'eau pluviale. Une place minérale de 150 m2, peu ombragée, a été recouverte de pavés rafraîchissants dans le quartier Montaudran Aerospace. Lorsqu’il pleut, des avaloirs dépolluants recueillent et traitent l’eau pluviale souillée. Elle est ensuite stockée dans un bassin souterrain ou une cuve et acheminée dans un système de tuyaux en goutte à goutte sous les pavés.

A Nice, 600 m² de pavés ont été installés au sein d’un hub multimodal à côté de l’aéroport, à la descente du tramway. Les pavés sont alimentés directement par le réseau d’eau brute existant. Ce qui permet de réutiliser cette ressource.

Des pavés sont également en cours d’installation dans une cour d’école à Bordeaux. 

Co-bénéfices

Co-bénéfices environnementaux :

  • Économie circulaire
  • Éco-conception 

Co-bénéfices autres :

  • Amélioration du confort extérieur
  • Revitalisation des espaces extérieurs en période estivale
  • Développer de nouveaux usages de l’eau pour ainsi réduire l’utilisation d’eau potable, et de renforcer une logique circulaire de réutilisation de l’eau. 

Complexité et contexte de mise en oeuvre

Le pavé coquillage est adapté à une circulation modérée de véhicules légers. Ils peuvent être utilisés pour les voiries et aires de stationnement de véhicules légers, pour les zones piétonnes, trottoirs, esplanades et places publique, pour les entourages d’arbres ou pour les cours d’écoles.

Son utilisation est particulièrement conseillée pour les zones piétonnes où l’ombre est rare, et pour les places extérieures minérales ou qui présentent des contraintes d’aménagement (impossibilité de planter des arbres, etc). Cet aménagement peut ainsi être combiné à d’autres solutions de rafraîchissement les mieux adaptées aux particularités des espaces urbains.

Le système est piloté par un automate programmable à distance : des cycles de rafraîchissement sont ainsi définis et déclenchés en fonction des conditions météorologiques détectées par une mini station météo. Les cycles s’enchaînent jusqu’à ce que la température descende jusqu’à un certain seuil. 
 Il est particulièrement conseillé pour les places extérieures minérales ou qui présentent des contraintes d’aménagement (impossibilité de planter des arbres, etc). Cet aménagement peut ainsi être combiné à d’autres solutions de rafraîchissement les mieux adaptées aux particularités des espaces urbains.
Coûts


Le coût d’investissement est important, puisque le coût global se situe entre 500 et 1 000 euros/m² (environ 800 €/m2 tout compris). Ce coût dépend grandement des travaux de génie civil et de VRD.

Afin de diminuer ce coût, il est judicieux d’implanter cette solution sur une place en réfection ou un nouveau projet d’aménagement, afin de mutualiser les travaux.

Il est également primordial d’anticiper la maintenance et l’entretien de ces sites, et de s’assurer que les collectivités sont en mesure de maîtriser le pilotage de l’automate.

À Toulouse c’est la société Veolia et Toulouse Métropole qui ont financé l’expérimentation dans le cadre du Programme d’Investissement d’Avenir alimenté par la Caisse des Dépôts.
À Nice, c’est la ville et l’aménageur du site qui ont financé la pose des pavés.
À Bordeaux, la pose des pavés a été financée dans le cadre du contrat de gestion d’assainissement qui lie la Ville et Véolia.
Retours utilisateurs-rices

Expérimentation des pavés rafraîchissants à Toulouse

À Toulouse Aerospace, l’expérimentation de pavés rafraîchissants a été installée sur une place ayant un caractère minéral, exposée au soleil et au vent. Ainsi, elle permet de mesurer les contraintes intrinsèques propres aux îlots de chaleur et à la performance liée à l’évaporation notamment des eaux de pluie aux travers des pavés. Le site ne connaît pas une fonction d’usage particulière. L’expérimentation a donc permis de répondre à des enjeux de recherche et plus particulièrement sur la capillarité d’évaporation de l’eau au travers des pavés n’existant pas initialement en Europe. Elle se poursuit sur le site afin de parfaire les résultats qui offrent une baisse de température de 5 °C ressentie aux usager·ères. Une thèse va être menée afin de consolider la pertinence des matériaux dans la réduction des îlots de chaleur.
La collectivité souligne l’intérêt de mesurer les procédures d’entretien et de maintenance de ce type d’aménagement novateur, tout le long de l’expérimentation. 

Site(s) pilote(s)


Contacts


Porteur du projet BUILDERS Ecole d'ingénieurs

Commercialisation des pavés : ALKERN

Partenaires de Fresh Ecopavers : Agence Parisienne du Climat, ALKERN, ADEME, Région Île-de-France, Région Normandie

Partenaires de l'expérimentation à Toulouse : Toulouse Métropole, Véolia, Banque des Territoires (Caisse des Dépôts), EcoCité, Plan d’Investissement d’Avenir

Matthieu DUFEU
Chef de Projets
BUILDERS Ecole d'ingénieurs
02 31 46 22 96
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Julien GRIMAUD
Chef de Projet
SEURECA / Véolia
01 85 57 88 02 
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Ressources complémentaires


Actualités liées à la solution


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