Comportement thermique des systèmes de sols perméables
Étude #ICU : le comportement thermique des sols perméables
Cette étude menée par O2D ENVIRONNEMENT dans le cadre du projet de recherche ACTIV-S, analyse le comportement thermique des revêtements de sols en conditions réelles. et met en exergue leur implication dans la réduction de l'effet d'îlot de chaleur urbain.
L'îlot de chaleur urbain : un sujet d'étude lié au comportement thermique des matériaux
Études sur l'îlot de chaleur urbain
Les études sur les îlots de chaleur urbains sont souvent réalisées à l’échelle du quartier et prennent en compte l’ensemble des éléments constitutifs d’un aménagement (revêtements de sol et du bâti, présence de l’eau et de végétation, morphologie urbaine etc.) ainsi que l’ensoleillement et la production de chaleur anthropique. L’imperméabilisation des surfaces ainsi que la couleur des matériaux sont des critères impactant la formation des îlots de chaleur urbains.
Les revêtements sombres comme l’asphalte, avec un albédo faible, ont un potentiel d’emmagasinement de chaleur (et de restitution) plus important (Morini, et al., 2016). Ce cycle de stockage-déstockage contribue à la formation d’îlots de chaleur en période de canicule. Pour autant, le comportement thermique des structures de sols, notamment les systèmes de revêtements perméables, est peu documenté.
Dans le cadre de son étude, O2D ENVIRONNEMENT a souhaité mesurer les performances thermiques des systèmes de sol perméables O2D® en comparaison à un enrobé, matériau à fort potentiel d’échauffement, traditionnellement mis en œuvre sur les surfaces de parkings et voiries.
Etude comportement thermique : le contexte
Instrumentation de la plateforme expérimentale
Localisation
- Plateforme expérimentale située à Lesquin (59) à proximité de Lille
- Climat tempéré
- Date de construction : mai 2018
Instrumentation
- sondes thermiques à 5 niveaux de profondeur
- station météorologique
- pluviomètre
Cinq systèmes de sols analysés
- un enrobé classique (1)
- solution O2D PAVE® : dalles TTE® en remplissage pavés béton (3)
- solution O2D GREEN® : dalles TTE® engazonnées (4)
- solution MULCH : dalles TTE® en remplissage Mulch forestier (5)
- un espace de pleine terre : valeur de témoin (9)
Comportement thermique à différentes profondeurs de sol
Relevés de températures durant 2 ans, et observation d'épisodes caniculaires
L’étude publiée dans ce premier rapport a pour but de mesurer les performances thermiques de systèmes de sol perméables, en comparaison à un enrobé et à un espace de pleine terre, en observant l’évolution de leur température à différentes profondeurs et en surface. La fréquence des relevés de température, effectués toutes les 5 minutes durant 2 ans, attestent d’une étude statistique robuste.
Comportement thermique selon les revêtements
- L’enrobé, connu pour sa forte inertie thermique, est capable d’accumuler de la chaleur et de la restituer longuement.
- La solution O2D PAVÉ® accumule la chaleur en journée, même davantage que l’enrobé à certaines heures, mais fait preuve d’une capacité de refroidissement rapide.
- Les solutions O2D GREEN® et O2D MULCH® accumulent peu la chaleur.
Plusieurs épisodes de canicule ont été observés en 2018 et 2019. Ces comportements sont d’autant plus notables lors de ces événements.
Comportement thermique en période de canicule (juin 2019)
- Les solutions O2D GREEN® et MULCH révèlent une faible accumulation de chaleur en comparaison à l’enrobé : en moyenne -7°C relevés en surface le jour et la nuit.
- La solution O2D PAVÉ®, bien qu’accumulant la chaleur en journée, atteste de capacités de refroidissement nocturne bien supérieures à l’enrobé : en moyenne -6°C relevés en surface la nuit.
Contenu de l’étude du comportement thermique des systèmes de sols perméables O2D
Le rapport présente cinq types d’études thermiques :
- le comportement thermique aux différentes profondeurs en période estivale
- le comportement thermique de surface en période de canicule
- le transfert vertical de chaleur au sein des différents systèmes
- le comportement climatique des cinq modalités après un épisode pluvieux
- l’étude des données relevées sur une année complète en comparant les comportements thermiques des systèmes O2D® avec celui de la zone enherbée témoin puis à celui de l’emplacement en enrobé
Les études menées dans le cadre de ce projet de recherche apportent des données scientifiques concernant l’impact environnemental des solutions de revêtements perméables et végétalisés O2D®.
L’analyse des résultats permet d’attester du potentiel thermique bénéfique des solutions O2D® au regard de la lutte contre les îlots de chaleur urbains.
Les résultats des études menées dans le cadre du projet ACTIV-S démontrent que les solutions O2D® ne se limitent pas à la gestion des eaux pluviales. Elles contribuent également à réduire les îlots de chaleur urbains, préserver la Biodiversité des sols, restaurer des sols vivants et fonctionnels. Les sols perméables s’imposent ainsi comme une solution complète pour répondre aux objectifs d’adaptation au changement climatique des villes.
Pour en savoir + sur les analyses menées et les conclusions de l’étude, télécharger le rapport dans l’Espace Documentation.
Pourquoi utiliser un sol perméable contre les îlots de chaleur ?
Les systèmes de sols perméables limitent l’accumulation de chaleur et favorisent le refroidissement naturel des couches du sol. Ils évitent ainsi le phénomène de relargage nocturne observé avec les revêtements minéraux imperméables.
Quelle différence thermique avec un enrobé ?
Les analyses révèlent des différences moyennes de température jusqu’à -7°C en surface sur toute une période de canicule (5 jours consécutifs).
Pourquoi réaliser une étude sur les sols perméables ?
L’étude du comportement thermique des sols perméables permet d’alimenter les données scientifiques sur les bienfaits de ces aménagements à l’échelle du quartier et de la ville.
Cette étude est-elle applicable à tous les sols perméables ?
Les analyses menées dans le cadre de ce projet de recherche ne concernent que les systèmes de sols O2D avec leurs couches de fondations associées. Les résultats publiés ne peuvent donc être extrapolés aux autres types de sols perméables, mais donnent une tendance.
Quels sont les critères clés des sols perméables contre les îlots de chaleur urbain ?
La perméabilité du système de sol permet la ventilation des différentes couches. Le caractère organique ou minéral de la fondation a une incidence sur la rétention d’humidité.
Ressources techniques & environnementales
RAPPORTS D'ÉTUDES
RAPPORT D’ÉTUDE 1 #ICU : Le comportement thermique des systèmes de sols perméables O2D® DOCUMENTATION DE PRÉSENTATION
Concept O2D® – Préservons les fonctions naturelles du sol Documentation
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