FR3108346A1

FR3108346A1 - Revêtement à usage routier ou utile comme aménagement urbain et son procédé de construction - Procédé de rafraîchissement d'un espace public comprenant ce revêtement

Info

Publication number: FR3108346A1
Application number: FR2002614A
Authority: FR
Inventors: Jean-Marc LHUILLIER
Original assignee: Eiffage Infrastructures SAS
Current assignee: Eiffage Infrastructures SAS
Priority date: 2020-03-17
Filing date: 2020-03-17
Publication date: 2021-09-24
Anticipated expiration: 2040-03-17
Also published as: FR3108346B1

Abstract

Le but de l'invention est de fournir de nouvelles infrastructures urbaines permettant de lutter efficacement contre le phénomène d’ICU et un procédé de rafraîchissement associé à cet ouvrage. À cette fin, l'invention concerne un ouvrage (1) à usage routier ou utile comme aménagement urbain comprenant un revêtement (2) comportant au moins une couche (20) supérieure, drainante, de surface, au moins une couche inférieure d’assise (21) et au moins soubassement (22),caractérisé en ce que la couche (20) drainante est perméable et comprend, de préférence, est constituée par un matériau poreux, permettant le ruissellement d’un liquide évaporable, de préférence de l'eau, eten ce qu'il est équipé d'un système de rafraichissement (3) par évaporation du liquide évaporable, ce système comportant :- au moins un point haut (23, 43) et au moins un point bas du revêtement (2); - au moins un conduit d'amenée du liquide évaporable à l'un au moins des points hauts (23, 43) du revêtement (2), de manière à permettre le ruissellement d'au moins une partie du liquide évaporable, dans la couche (20) drainante perméable, au moins depuis ce point haut (23,43) jusqu'au moins l'un des points bas (24) du revêtement (24);- au moins un réceptacle de recueil du liquide évaporable après son ruissellement, le liquide recueilli pouvant éventuellement diffuser au travers du soubassement (22) du revêtement (2); - au moins une réserve de liquide évaporable ;- au moins un appareil (6) de mise en circulation du liquide évaporable L'invention concerne également un procédé de rafraîchissement associé à cet ouvrage FIG.1

Description

Revêtement à usage routier ou utile comme aménagement urbain et son procédé de construction - Procédé de rafraîchissement d'un espace public comprenant ce revêtement

Domaine de l’invention

L'invention relève du domaine de la construction de routes ou d’aménagement urbains comme des places publiques ou privées ou bien encore des parkings.

En particulier, l’invention se rapporte à un revêtement à usage routier ou utile comme aménagement urbain comprenant au moins une couche supérieure de surface et au moins une couche inférieure d’assise. Les routes et les aménagements urbains comportant ce revêtement sont une autre composante de l’invention.

L'invention a également pour objet un procédé de rafraîchissement d’un espace public, d'une portion de zone de stationnement ou de circulation pour des piétons, des vélos, des véhicules légers et/ou des poids-lourds.

L’invention se rapporte également à un procédé de construction du revêtement selon l’invention.

Arrière-plan technologique de l’invention

Plus de la moitié de l’humanité vit dans les grands centres urbains et les métropoles sont en constante expansion. Selon les prévisions rapportées par le groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), les modifications climatiques en cours laissent penser que les villes risquent de subir des vagues de chaleur plus intenses et plus fréquentes au cours du XXIe siècle.
Or, les villes sont particulièrement vulnérables aux canicules du fait du phénomène de l’îlot de chaleur urbain (ICU), selon lequel les températures du sol, du sous-sol et de l’air d’une agglomération sont supérieures de quelques degrés (5 à 10 °C) à celles des zones non urbanisées alentour. Ce phénomène ICU trouve principalement son origine dans les activités humaines (nature anthropique), qui font intervenir par exemple une utilisation excessive de climatiseurs et de beaucoup d’autres systèmes exothermiques. Par ailleurs, les zones urbaines comportent une forte concentration de bâtiments, de routes, d’aménagements urbains, qui sont autant de surfaces sèches et imperméables, formant des pièges radiatifs, à forte inertie thermique. En outre, la présence d’immeubles de grande hauteur est un obstacle aux vents naturels qui pourraient permettre une évacuation thermique. Par ailleurs, la plupart des sols urbains ont un albédo faible qui va de pair avec une forte absorption thermique des rayons solaires. De surcroît, les villes sont construites pour évacuer rapidement et à leurs périphéries éloignées toutes les eaux collectées.
Enfin, l’ICU s’oppose au refroidissement nocturne, ce qui aggrave et prolonge des périodes de canicule.

Ce phénomène n’est pas sans conséquences sanitaires du fait d’une exposition longue à une chaleur excessive et à des concentrations importantes de polluants dans l’atmosphère. Des solutions doivent donc être apportées à ce problème pour le bien-être des citadins et pour ne pas laisser l’attractivité des villes péricliter.

C’est ainsi que des villes développent des pis-aller afin de pallier les conséquences d’une urbanisation irraisonnée, sans anticipation et sans prise en compte de ce problème de façon globale.

En premier lieu, on peut citer les îlots de fraîcheur urbains (IFU) qui reposent sur les capacités de refroidissement de l’eau par échange thermique et évaporation. Pour l’instant, on tente de créer des oasis de fraîcheur par des fontaines, des arrosages, des brumisateurs… De telles solutions sont perfectibles notamment en termes de limitation du gaspillage de l’eau et de l’énergie nécessaire à leur mise en œuvre. En outre, elle pose des problèmes en matière de respect des normes sanitaires.

En second lieu, il est possible d’augmenter, dans une certaine limite, le nombre d’arbres, et donc la quantité d’ombres, dans les villes.
En troisième lieu, il est envisageable d’accroître l’albédo des surfaces exposées au soleil dans les villes, en choisissant des revêtements de surface plus clairs.

Il existe donc un besoin patent de nouvelles propositions techniques anti-ICU.
Objectifs de l’invention

Dans ce contexte, l’invention vise à satisfaire au moins l'un des objectifs suivants :
- Fournir de nouvelles infrastructures urbaines permettant de lutter efficacement contre le phénomène d’ICU;
- Fournir un nouvel ouvrage à usage routier ou utile comme aménagement urbain, qui contribue à diminuer de manière significative la température de son environnement, en période de forte chaleur ;
- Fournir un nouvel ouvrage à usage routier ou utile comme aménagement urbain, qui contribue à diminuer de manière significative la température à proximité, en période de forte chaleur;
- Fournir un nouvel ouvrage anti-ICU à usage routier ou utile comme aménagement urbain, qui soit efficace et éco-compatible ;
- Fournir un nouvel ouvrage anti-ICU à usage routier ou utile comme aménagement urbain, qui soit efficace et qui satisfasse aux normes sanitaires ;
- Fournir un nouvel ouvrage anti-ICU à usage routier ou utile comme aménagement urbain, qui soit efficace et économique ;
- Fournir un nouvel ouvrage anti-ICU à usage routier ou utile comme aménagement urbain, qui soit efficace et confortable pour les usagers;
- Fournir un nouvel ouvrage anti-ICU à usage routier ou utile comme aménagement urbain, qui soit facile à construire et à entretenir;
- Fournir une chaussée ou une zone piétonne comprenant un nouvel ouvrage anti-ICU à usage routier ou utile comme aménagement urbain, répondant aux objectifs mentionnés ci-dessus;
- Fournir un nouvel ouvrage anti-ICU à usage routier ou utile comme aménagement urbain, qui puisse être également utilisé comme écrêteur de crues;
- Fournir un procédé de rafraîchissement de tout ou partie d’une zone de stationnement de circulation pour des piétons des vélos des véhicules légers et/ou des poids-lourds, ce procédé satisfaisant à au moins l’un des objectifs mentionnés ci-dessus pour le nouvel ouvrage anti-ICU ;
- Fournir un procédé d’écrêtement de crues destiné à tout ou partie de zone de stationnement de circulation pour des piétons des vélos des véhicules légers et/ou des poids-lourds, ce procédé satisfaisant à au moins l’un des objectifs mentionnés ci-dessus pour le nouvel ouvrage anti-ICU ;
- Fournir un procédé de construction d’un nouvel ouvrage anti-ICU à usage routier ou utile comme aménagement urbain, ce procédé étant simple à mettre en œuvre et économique.
Brève description de l’invention

A cet effet, selon un premier aspect, l’invention propose un ouvrage à usage routier ou utile comme aménagement urbain comprenant un revêtement comportant au moins une couche supérieure et drainante de surface, au moins une couche inférieure d’assise et au moins un soubassement,
caractérisé
en ce que la couche drainante est perméable et comprend, de préférence, est constituée par un matériau poreux, permettant le ruissellement d’un liquide évaporable, de préférence de l'eau, et
en ce qu'il est équipé d'un système de rafraichissement par évaporation du liquide évaporable, ce système comportant :
- au moins un point haut et au moins un point bas du revêtement ;
- au moins un conduit d'amenée du liquide évaporable à l'un au moins des points hauts du revêtement, de manière à permettre le ruissellement d'au moins une partie du liquide évaporable, dans la couche drainante et perméable, au moins depuis ce point haut jusqu'au moins l'un des points bas du revêtement;
- au moins un réceptacle de recueil du liquide évaporable après son ruissellement, le liquide recueilli pouvant éventuellement diffuser au travers du soubassement du revêtement;- au moins une réserve de liquide évaporable ;
- au moins un appareil de mise en circulation du liquide évaporable.

Le liquide évaporable mis en circulation peut provenir du réceptacle de recueil et/ou de la réserve et/ou être du liquide ayant diffusé au travers du soubassement.

Par le ruissellement d’eau et l’utilisation en boucle de l’eau de ruissellement qu’il permet, ce dispositif rafraîchit de manière efficace l’air à proximité, en préservant l’environnement et en minimisant les coûts de fonctionnement. Ce rafraîchissement est obtenu par une convection thermique et par une évaporation optimisée, grâce au plan incliné et à l’importante surface d’échange offerte.
Ce dispositif présente également l’avantage de la simplicité et d’un coût raisonnable de construction.

Suivant une caractéristique préférée de réalisation, la couche supérieure drainante et perméable, possède un coefficient de perméabilité de Darcy supérieure ou égale à 10^-7m/s. Avantageusement, le liquide évaporable ruisselle selon la pente du revêtement, sur et dans la couche drainante.

Conformément à l’invention, on privilégie un matériau constitutif poreux pour la couche drainante et perméable, ce matériau présentant un pourcentage de vide inférieur ou égal à 40 %, de préférence, inférieur ou égal à 30 % et, plus préférentiellement encore, inférieur ou égal à 25 %.
Avantageusement, la couche supérieure perméable, comprend, et, de préférence, est constituée par un matériau choisi dans la classe des matériaux bitumineux drainants comprenant – et idéalement constitué par - les bétons bitumineux drainants selon la norme EN13108-7 de décembre 2006 ; les bétons bitumineux très minces selon la norme EN13107-2 ; et leurs mélanges.
Les enrobés drainants comprennent au moins un liant bitumineux et des granulats.
Pour optimiser l’efficacité de l’ouvrage anti ICU, il importe de choisir une couche drainante dont la surface est de couleur claire : ocre blanc… En d’autres termes, il est avantageux que l’albédo de la couche drainante de surface soit supérieur ou égal à 0,10, de préférence à 0,15 et, plus préférentiellement encore, compris entre 0,20 et 0,5. La méthode de mesure de référence de l’albédo ici considéré fait intervenir un albédo mètre comportant un pyranomètre ciel et un pyranomètre sol (World Meteorological Organization WMO - Guide to Meteorological instruments and Methods of Observation, No 8, 2014 edition updated in 2017, WMO, Geneva, 2017).

Suivant une modalité remarquable de l’invention, la couche inférieure d’assise est non perméable, c’est-à-dire doté d’un coefficient de perméabilité de Darcy inférieur à 10^-7m/s.

Une autre singularité de la couche inférieure d’assise non perméable tient à ce que cette dernière comprend, et, de préférence, est constituée par un matériau choisi :
. Dans la classe des matériaux bitumineux comprenant – et idéalement constitué par - les bitumineux selon la norme EN13108-1 ; les bétons bitumineux souples selon la norme EN13108-3 ; les mélanges bitumineux «Hot Rolled Asphalt» selon la norme EN13108-4 («hot rolled asphalt») ; les mélanges bitumineux «stone mastic asphalt» selon la norme EN13108-5 ; les mélanges bitumineux «asphalte coulé routier» selon la norme EN13108-6 ; et leurs mélanges ;
. Et/ou dans la classe des bétons de ciment selon la norme NF EN 206/CN;
. Et/ou dans la classe des membranes d’étanchéité selon la norme NF EN 13956.

De façon remarquable, le liquide évaporable comprend de l’eau et des additifs choisis parmi :
- les additifs empêchant la gélification du liquide, en particulier à basse température c’est-à-dire dans une gamme de température comprise entre -10°C et 0°C ; ces additifs étant par exemple du sel, de l’éthylène glycol,…
- les biocides, tels que les antibactériens, les antifongiques, les algicides, comme par exemple le chlore, le brome, l’ozone, le polymère d’HexaMethylèneBiguanide, le sulfate de cuivre, les sels d’ammonium quaternaire, les sels d’argent, la simazine,
- les parfums,
- les correcteurs de pH, tel que l’acide chlorhydrique ou la soude,
- les floculants pour favoriser la séparation des matières en suspension dans le liquide,
- et leurs mélanges.

Suivant une caractéristique préférée de l’invention, le liquide évaporable est de l’eau, et, mieux encore, de l’eau dont le titre hydrotimétrique est supérieur ou égal à 15 mmol/L, de préférence à 30 mmol/L et, plus préférentiellement encore à 40 mmol/L.

Dans un mode avantageux de réalisation de l’ouvrage selon invention, le système de rafraîchissement comprend en outre, en amont du point haut, au moins une retenue du liquide évaporable, le transfert de ce liquide de la retenue vers le point haut s'effectuant, de préférence, par débordement.

Selon une singularité remarquable de ce mode de réalisation, le système de rafraîchissement inclut au moins un mur associé au revêtement et s’étendant à l’aplomb de la retenue disposée en amont du point haut du revêtement et sur la façade duquel peut s’écouler un rideau de liquide évaporable destiné à être collecté dans la retenue.

Il est préférable, conformément à l’invention, que le point haut et le point bas du revêtement définissent une pente comprise entre 0,5 % et 10 %.

Selon un deuxième aspect, l’invention est relative à un procédé de rafraîchissement de tout ou partie d’un espace public, d’une zone de stationnement ou de circulation pour des piétons, des vélos, des véhicules légers et/ou des poids-lourds, caractérisé en ce que cette zone comprend un ouvrage selon l’invention et en ce qu'il consiste essentiellement à mettre en œuvre le système de rafraîchissement de cet ouvrage, par évaporation d'un liquide évaporable, de préférence l'eau; cette mise en œuvre comprenant les étapes suivantes :
Alimentation du système avec ce liquide évaporable au moyen de l’appareil de mise en circulation de ce liquide,
Acheminement du liquide évaporable provenant du soubassement et/ou de la réserve vers au moins un point haut du système par l'appareil de mise en circulation ;
Ruissellement d'au moins une partie du liquide évaporable, dans la couche (20) supérieure de surface, au moins depuis l’un des points hauts du revêtement jusqu'au moins l'un des points bas du revêtement, et permettre ainsi l'évaporation du liquide,
éventuellement, Ruissellement d’au moins une partie du liquide évaporable sur la façade du mur associé au revêtement ;
Captation du liquide évaporable après ruissellement ;
Transfert du liquide évaporable capté au point bas du revêtement dans le soubassement du revêtement.

L’ouvrage et les procédés suivant l’invention contribuent de façon significative à la réduction des îlots de chaleur urbains, de façon simple et économique écologique. En moyenne, la diminution journalière de température, au niveau du sol, de la zone équipée de l’ouvrage, peut-être de l’ordre de quelques degrés, en période de forte chaleur.

Cette description est faite en référence aux figures annexées illustrant des exemples de réalisation non limitatifs, et dans lesquelles :
Fig. 1

la figure 1 est une vue en perspective de l’ouvrage suivant l'invention ;
Fig. 2

la figure 2 est un schéma en coupe longitudinale de l’ouvrage selon invention ;
Fig. 3

la figure 3 montre une courbe donnant la différence entre la température T mesurée avec le thermomètre T et la température de référence Tr mesurée avec le thermomètre Tr, à différentes heures de mesure pendant la journée d’ensoleillement.

Description détaillée de l’invention

Ouvrage pour le rafraîchissement d’une zone de circulation de stationnement
L’ouvrage 1 selon l’invention montré sur les figures 1 & 2 est un banc d’essai. A l’usage, cet ouvrage 1 pourra être une chaussée ou un aménagement urbain tel qu’une place publique.
Il est constitué par un revêtement 2 équipé d’un système de rafraîchissement 3.

Le revêtement 2 est composé d’une couche 20 supérieure de surface, d’une couche 21 inférieure d’assise, et d’un soubassement 22.

La couche 20 est une couche drainante et perméable, réalisée à partir d’un matériau poreux, dans et sur lequel un liquide évaporable, tel que l’eau peut se répandre et ruisseler.
Cette couche 20 drainante de surface est caractérisée par un coefficient de perméabilité de Darcy qui peut être, par exemple, de l’ordre de 10^- ²à 10^- ⁵m/s.
Le matériau poreux de la couche 20 drainante est, par exemple, un béton bitumineux drainant selon la norme NF EN 13 108-7 de décembre 2006, de granulométrie [0/6],[0/10], [0/14] ou 0/20.
Le pourcentage de vide de cette couche 20 drainante et perméable peut être par exemple compris entre 15 et 20 pour cent. Les coupes granulométriques de cette couche 20 peuvent êtree.g.les suivantes : 10% à 30% de sable [0/2] ; 90% à 70% de gros granulés [6/10], [6/14] ou [6/20]
La couleur de cette couche 20 drainante et perméable peut varier du noir au blanc en passant par l’ocre. Les couleurs claires sont préférées.

La couche 21 inférieure d’assise est non perméable par opposition à la couche 20 supérieure drainante et perméable. Cette non-perméabilité est caractérisée par un coefficient de perméabilité de Darcy qui peut être, par exemple, de l’ordre de 1.10^-10à 1.10^- ⁷m/s. Il peut s’agiri.ad’un béton bitumineux souples selon la norme EN13108-3, de granulométrie [0/6] ou [0/10].
Cette barrière non perméable formée par la couche 21 inférieure d’assise, permet d’assurer une drainabilité dans des plans parallèles et dans des plans perpendiculaires au plan de la surface de la couche 20 drainante. Le liquide évaporable, de préférence l’eau, peut donc s’écouler dans et sur la couche 20 drainante et perméable.

Le soubassement 22 est constitué par du ballast comprenant des pierres concassées de taille comprise entre 20 mm et 100 mm

Ce soubassement 22 repose sur un sol support 220.

La couche 20 drainante est perméable a une épaisseur comprise entre 2 et 10 centimètres, de préférence entre 3 et 5 centimètres.
La couche 21 non perméable a une épaisseur comprise entre 2 et 10 centimètres, de préférence entre 3 et 5 centimètres.

Le soubassement 22 à une épaisseur comprise entre 50 et 150 centimètres, de préférence entre 80 et 120 centimètres.
Le système de rafraîchissement 3 de l’ouvrage 1 selon un mode préféré de réalisation de l’invention, montré sur les figures 1 et 2, comprend le revêtement 2 agencé selon un plan incliné et comportant un point haut 23 et un point bas 24.
En amont du point haut 23, est prévue une retenue de liquide évaporable, de préférence d’eau, formée par un caniveau 25 de débordement, tandis qu’en aval du point bas 24, est agencé un réceptacle de recueil du liquide évaporable, de préférence de l’eau, après son ruissellement. Ce réceptacle est en fait un caniveau 26 recueillant le liquide et permettant son retour vers le haut, par percolation au travers du soubassement 22 du revêtement 2.

Dans ce mode de réalisation préféré, le revêtement 2 est associé à un mur 4 qui s’étend verticalement vers le haut à l’aplomb de la retenue/caniveau 25 de débordement. Ce mur 4 présente une façade 41, une face postérieure 42 et un point haut 43. Ce dernier correspond au niveau de débordement d’un bassin de rétention 44, disposé au sommet du mur 4. Un rideau de liquide évaporable, de préférence de l’eau, est susceptible de s’écouler sur la façade 42 du point haut 43, pour être collecté dans le caniveau 25 de débordement.
Ce système de rafraîchissement est basé, d’une part, sur le principe d’évaporation du liquide évaporable, de préférence de l’eau, répandue à la surface du revêtement 2 sur et dans la couche 20 drainante et perméable, et, d’autre part, sur une circulation du liquide évaporable, de préférence de l’eau, entre le point haut 23 et le point bas 24 du revêtement 2, avec récupération au point bas 24, réacheminement jusqu’au point haut 23 du revêtement 2, voire jusqu’au point haut 43 du mur 4, avec un apport éventuel de liquide évaporable, de préférence de l’eau.
Pour assurer cette circulation, le système de rafraîchissement 3 comporte en outre un conduit d’amenée constitué de tronçons schématisés par les flèches 50, 51, 52, 53 sur la figure 2. Un premier tronçon 50 du conduit d’amenée comporte une entrée connectée à une zone de la base du soubassement 22, disposée à l’aplomb du caniveau 25 de débordement. Le premier tronçon 50 du conduit d’amenée est par ailleurs relié à une pompe 7 par l’intermédiaire d’une canalisation 6. Cette pompe 7 est prévue pour reprendre le liquide évaporable – de préférence l’eau - provenant de la base du soubassement 22, pour l’emmener à la réserve 9 de liquide évaporable (e. g. l’eau) via une canalisation d’entrée 8. Une canalisation 10 de sortie de la réserve 9 permet le prélèvement d’eau au moyen d’une pompe 11. La sortie de cette dernière communique avec le 2^etronçon 51 et le 4^etronçon 53 du conduit d’amenée. Le 2^etronçon 51 se prolonge vers le haut par le 3^etronçon 52 du conduit d’amenée, lequel débouche dans le bassin de rétention 44 du point haut 43 du mur 4. Le 4^etronçon 53 du conduit d’amenée permet l’alimentation en liquide évaporable, de préférence de l’eau, du caniveau/retenue 25 de débordement du point haut 23 du revêtement 2.

Selon une variante non représentée sur la figure 2, l’alimentation en liquide évaporable – de préférence l’eau – de la réserve 9 peut également se faire par écoulement gravitaire à partir de la base du soubassement 22. À cette fin, la réserve 9 est alors enterrée en aval de la base du soubassement.

Selon une autre variante, l’écoulement gravitaire pourrait être combiné à une mise en circulation à l’aide de pompe comme dans le mode de réalisation décrit ci-dessus et représenté sur la figure. La réserve 9 de liquide évaporable, de préférence de l’eau, éventuellement complétée par des additifs (évaporation, anti-gélification, biocides, parfums, acides, bases, floculants…, est une cuve enterrée, de préférence en dessous du niveau de la base du soubassement 22 du revêtement 2.

La déclivité du revêtement 2 est donnée par l’angle d’élévation de la pente entre le point haut 23 et le point bas 24 du revêtement 2, avec, par exemple, une pente comprise entre0,5 % et 10%.

Suivant une caractéristique avantageuse de l’invention, le plan à l’interface du ballast 22 et de la couche inférieure 21 non perméable, est, d’une part, parallèle aux couches 21 et 20 du revêtement 2, et, d’autre part incliné par rapport à l’horizontale, comme le revêtement 2. En revanche, le plan de la base du soubassement 22 forme un angle avec l’horizontale, de sorte qu’il existe une déclivité entre, d’une part, l’extrémité de la base du soubassement 22 située à l’aplomb du point bas 24 du revêtement 2, et, d’autre part, l’extrémité de la base du soubassement 22 située à l’aplomb du point haut 23 du revêtement 2. Cette déclivité se traduit par une pente comprise entre 2 % et 20 %. Il en résulte que le liquide évaporable qui transite dans le soubassement 22 peut s’écouler par gravité jusqu’à l’entrée du premier tronçon 50 du conduit d’amenée, et, éventuellement, comme évoqué ci-dessus, jusqu’à la réserve 9, pour autant que celle-ci soit correctement positionnée en dessous.

Procédé de rafraîchissement de tout ou partie d’une zone de stationnement ou de circulation pour des piétons, des vélos, des véhicules légers et/ou des poids-lourds, cette zone comprenant un ouvrage selon invention.
Le procédé de rafraîchissement selon invention repose sur l’épandage d’un liquide, de préférence l’eau, sur un revêtement du type de celui de l’ouvrage suivant l’invention, voire sur la façade d’un mur de l’ouvrage selon invention, et sur l’évaporation de ce liquide sous l’effet de la chaleur ambiante.
La première étape de ce procédé consiste donc à alimenter le système de rafraîchissement avec ce liquide, e.g. avec de l’eau, :
- récupéré(e) au point bas du revêtement et ayant circulé au travers du soubassement du revêtement jusqu’à une zone du soubassement située sensiblement en dessous et à l’aplomb du point haut du revêtement ;
- et/ou prélevée dans la réserve de l’ouvrage selon invention.

Cette alimentation est assurée par l’appareil de mise en circulation du liquide, i.a par une pompe 6, qui transporte également, dans la 2^eétape d’acheminement, le liquide évaporable (l’eau) jusqu’au point haut 25 du revêtement 2, par l’intermédiaire des tronçons 50, 51 et 53 du conduit d’amenée, et éventuellement jusqu’au point haut 43 du mur 4, au moyen des tronçons 50, 51 et 52 du conduit d’amenée.
Le débit de la pompe 6 est par exemple de 0 à 100 m³/h.
Le liquide évaporable, l’eau, ruisselle ensuite (3^eétape), de préférence par débordement, sur et dans la couche 20 drainante est perméable, et éventuellement sur la façade du mur 4.
L’évaporation d’une partie du liquide, de l’eau, intervient pendant et après le ruissellement, sous l’effet de la chaleur ambiante.
Dans la 4^eétape, le liquide est recueilli dans le réceptacle 26 prévu à cet effet, au point bas 24 du revêtement 2, ou dans le caniveau 25 situé au point haut 23 du revêtement 2 pour ce qui concerne l’eau ayant ruisselé sur la façade du mur 4.
Et c’est de préférence toujours par débordement que le liquide évaporable (l’eau) recueilli (e) au point bas du revêtement 2, est transféré (5^eétape) dans le soubassement 22 dans lequel elle circule, en direction inverse à celle de ruissellement.

Suivant une modalité intéressante de l’invention, les étapes d’alimentation et d’acheminement du liquide évaporable se déroulent séquentiellement et sont entrecoupées de phases d’arrêt de la circulation au cours desquelles, le liquide évaporable (l’eau) répandu(e) sur le revêtement 2, voire sur le mur 4, s’évapore.
Le procédé est donc conduit selon un cycle comprenant une période d’alimentation/acheminement du liquide évaporable et une période d’évaporation du liquide évaporable. La période d’alimentation/acheminement dure, par exemple, entre 5 et 25 minutes, de préférence, entre 10 et 20 minutes, tandis que la période d’évaporation est comprise entre 55 minutes et 35 minutes, de préférence entre 50 minutes et 40 minutes.
Avantageusement, la mise en œuvre, cyclique ou non, du procédé suivant l’invention est effectuée pendant les plages journalières d’ensoleillement et de chaleur, par exemple entre 8 heures et 20 heures en été.

Le pilotage de ce procédé est de préférence réalisé par unité de commande automatique, informatisée, éventuellement contrôlable à distance.
La construction de l’ouvrage selon invention, en particulier du revêtement 2, du mur 4, de la réserve de liquide 9, avec les équipements constitués par les conduits (50, 51, 52, 53) de circulation du liquide et l’appareil (pompe 6) de mise en circulation du liquide, est faite selon les techniques conventionnelles.
Par exemple, ce procédé consiste essentiellement à :
- (a) prévoir et/ou préparer un support 220 pour le revêtement (2) ;
- (b) réaliser au moins un soubassement (22);
- (c) réaliser au moins une couche (21) inférieure d’assise;
- (d) réaliser au moins une couche (20) supérieure de surface ;
en faisant en sorte que le revêtement 2 présente une pente entre le point haut 23 et le point bas 24 et soit équipé, à son bord supérieur, d’un caniveau de débordement 25 au point haut 23 et, à son bord inférieur, d’un caniveau 26 de recueil de lots ayant ruisselé au point bas 24 ;
- (e)- construire le mur (4) surmonté à son bord supérieur d’une retenue 43 de débordement
- (f)- installer, de préférence sous terre, une réserve de liquide évaporable reliée à la pompe 6 par un conduit 7,
- (g)- connecter cette pompe 6 aux tronçons 50,51, 52,53 du conduit d’amenée ;
- (h) -éventuellement mettre en place une unité de commande automatique informatisée, pour piloter le procédé de rafraîchissement suivant l’invention.

Des instruments de mesure tels que thermomètres, des anémomètres, des hygromètres et des pyranomètres peuvent être installés à différents endroits de l’ouvrage, ainsi qu’hors de cet ouvrage pour effectuer des mesures de référence.
La figure 1 montre symboliquement un thermomètre T mesurant une température T et les figures 1 & 2 font apparaître le thermomètre T et un thermomètre de référence Tr mesurant une température Tr.
Les grandeurs physiques mesurées par ces instruments peuvent être utilisées pour le pilotage du procédé de rafraîchissement selon l’invention.
L’ouvrage représenté sur les figures 1 et 2 est un banc d’essai construit sur un site expérimental privé dans le sud de la France.

.1. Revêtement 2
. 20 . Couche supérieure drainante et perméable
- béton bitumineux drainant de couleur ocre de formule :
-Gravillon 4/6 79%
-Sable 0/2 15%
-Filler : 1,5%%
-Bitume 4,5%

Pourcentage de vide 21 %%
Épaisseur : 3,6 cm
. 21 . Couche inférieure d’assise
- béton bitumineux [0/6] de couleur noire de formule :
-Gravillon 2/6 36%
-Sable 0/2 57%
-Filler : 1%
-Bitume 6%

Pourcentage de vide 4%
Épaisseur : 3,6 cm
.22. Soubassement
- ballast :30/60
Pourcentage de vide 36%
Épaisseur : 1 m

.2. Matériels
L’ouvrage expérimental est équipé d’un thermomètre T de mesure disposé au niveau du sol, sur la couche 20 montré sur les figures 1 & 2, et d’un thermomètre de référence Tr, disposé hors du revêtement 2, à l’ombre, et en l’occurrence derrière le mur 4, sur le sol.

Sont également installés à proximité du thermomètre de mesure T, sur la couche 20 drainante perméable du revêtement 2, un pyranomètre et un anémomètre.
L’ouvrage expérimental comprend également une unité de commande

3 . Méthodologie
Des expérimentations ont été effectuées sur des journées choisies pour leur condition dite radiative, c’est-à-dire des journées où l’ensoleillement est proche du maximum théorique (sans nuage)
Les journées choisies sont celles ayant bénéficié d’un apport énergétique, mesuré à l’aide du pyranomètre, supérieur ou égal à 5,5 kWh/m²/jour, avec un vent <5 m/s (mesurée à l’aide de l’anémomètre) sur 90 % de la durée de mesure.
Le nombre de journées retenues pour les expérimentations est de 48 jours sur une période de 5 mois (mi-avril à mi-septembre).

Pour chaque journée de mesure, le ruissellement d’eau sur la couche 20 du revêtement 2 et sur la façade du mur 4, est mis en œuvre par mise en circulation de l’eau, au moyen de la pompe 6, toutes les heures, à partir de 8 heures jusqu’à 17 heures et ce pendant 15 minutes. Une phase d’évaporation de 45 minutes intervient donc après chaque ruissellement,

4. Résultats
La figure 3 montre une courbe donnant la différence entre la température T mesurée avec le thermomètre T et la température de référence Tr mesurée avec le thermomètre Tr, à différentes heures des journées choisies.
Ces expérimentations établissent donc que l’ouvrage anti-ICU et le procédé de rafraîchissement selon invention, induise unrefroidissement moyende -2,4° C et unrefroidissement maximumde -10,9° C.

Claims

Ouvrage (1) à usage routier ou utile comme aménagement urbain comprenant un revêtement (2) comportant au moins une couche (20) supérieure et drainante de surface, au moins une couche inférieure d’assise (21) et au moins soubassement (22),
caractérisé
en ce que la couche (20) drainante est perméable et comprend, de préférence, est constituée par un matériau poreux, permettant le ruissellement d’un liquide évaporable, de préférence de l'eau, et
en ce qu'il est équipé d'un système de rafraichissement (3) par évaporation du liquide évaporable, ce système comportant :
- au moins un point haut (23, 43) et au moins un point bas (24) du revêtement (2);
- au moins un conduit d'amenée (50,51,52,53) du liquide évaporable à l'un au moins des points hauts du revêtement (2), de manière à permettre le ruissellement d'au moins une partie du liquide évaporable, dans la couche (20) drainante et perméable, au moins depuis ce point haut (23, 43) jusqu'au moins l'un des points bas (24) du revêtement (2);
- au moins un réceptacle (26) de recueil du liquide évaporable après son ruissellement, le liquide recueilli pouvant éventuellement diffuser au travers du soubassement (22) du revêtement (2);- au moins une réserve (9) de liquide évaporable ;
- au moins un appareil (6) de mise en circulation du liquide évaporable.
Ouvrage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche (20) drainante et perméable possède un coefficient de perméabilité de Darcy supérieur ou égal à 10-7 m/s, de préférence à 10-5 m/s, et, plus préférentiellement encore à 10-3 m/s.
Ouvrage (1) selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche (20) drainante et perméable est constituée d’un matériau poreux présentant un pourcentage de vide inférieur ou égal à 40 %, de préférence, inférieur ou égal à 30%, et, plus préférentiellement encore, inférieur ou égal à 25%.
Ouvrage (1) selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche supérieure (20) drainante et perméable, comprend, et, de préférence, est constituée par un matériau choisi dans la classe des matériaux bitumineux drainants comprenant – et idéalement constitué par - les bétons bitumineux drainants selon la norme EN13108-7 de décembre 2006 ; les bétons bitumineux très minces selon la norme EN13107-2 et leurs mélanges.
Ouvrage (1) selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche inférieure (21), est non perméable, c’est-à-dire doté d’un coefficient de perméabilité de Darcy inférieur à 10-7 m/s.
Ouvrage (1) selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche inférieure (21) non perméable, comprend, et, de préférence, est constituée par un matériau choisi :
. Dans la classe des matériaux bitumineux comprenant – et idéalement constitué par - les bétons bitumineux selon la norme EN13108-1 ; les bétons bitumineux souples selon la norme EN13108-3 ; les mélanges bitumineux « Hot Rolled Asphalt » selon la norme EN13108-4 (« hot rolled asphalt ») ; les mélanges bitumineux « stone mastic asphalt » selon la norme EN13108-5 ; les mélanges bitumineux « asphalte coulé routier » selon la norme EN13108-6 ; et leurs mélanges ;
. Et/ou dans la classe des bétons de ciment selon la norme NF EN 206/CN ;
. Et/ou dans la classe des membranes d’étanchéité selon la norme NF EN 13956.
Ouvrage (1) selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que le liquide évaporable comprend de l’eau et des additifs choisis parmi :
- les additifs empêchant la gélification du liquide, en particulier à basse température c’est-à-dire dans une gamme de température comprise entre -10°C et 0°C ;
- les biocides, tels que les antibactériens, les antifongiques, les algicides, comme par exemple le chlore, le brome, l’ozone, le polymère d’HexaMethylèneBiguanide, le sulfate de cuivre, les sels d’ammonium quaternaire, les sels d’argent, la simazine,
- les parfums,
- les correcteurs de pH, tel que l’acide chlorhydrique ou la soude,
- les floculants pour favoriser la séparation des matières en suspension dans le liquide,
- et leurs mélanges.
Ouvrage (1) selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système de rafraîchissement (3) comprend en outre, en amont du point haut (24) du revêtement (2), au moins une retenue (25) du liquide évaporable, le transfert de ce liquide de la retenue (25) vers le point haut (23) s'effectuant, de préférence, par débordement.
Ouvrage (1) selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système de rafraîchissement (3) inclut au moins un mur (4) associé au revêtement (2) et s’étendant à l’aplomb du point haut (23) du revêtement et sur la façade (41) duquel peut s’écouler un rideau de liquide évaporable.
Ouvrage selon l’une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que le point haut (23) et le point bas (24) du revêtement (2) définissent une pente comprise entre 0,5 % et 10 %.
Procédé de rafraîchissement de tout ou partie d’une zone de stationnement ou de circulation pour des piétons, des vélos, des véhicules légers et/ou des poids-lourds, caractérisé en ce que cette zone comprend un ouvrage (1) selon l'une au moins des revendications 1 à 10 et en ce qu'il consiste essentiellement à mettre en œuvre le système de rafraîchissement (3) de cet ouvrage (1), par évaporation d'un liquide évaporable, de préférence l'eau; cette mise en œuvre comprenant les étapes suivantes :
Alimentation du système (3) avec ce liquide évaporable au moyen de l’appareil (6) de mise en circulation de ce liquide,
Acheminement du liquide évaporable provenant du soubassement (22) et/ou de la réserve (9) vers au moins un point haut (23, 43) du système (3) par l'appareil (6) de mise en circulation ;
Ruissellement d'au moins une partie du liquide évaporable, dans la couche (20) supérieure de surface, au moins depuis l’un des points hauts (23, 43) du revêtement (2) jusqu'au moins l'un des points bas (24) du revêtement (2), et permettre ainsi l'évaporation du liquide,
éventuellement, Ruissellement d’au moins une partie du liquide évaporable sur la façade (45) du mur (4) associé au revêtement (2);
Captation du liquide évaporable après ruissellement ;
Transfert du liquide évaporable capté au point bas (24) du revêtement (2) dans le soubassement (22) du revêtement (2).