Vue d'ensemble du système de rétention d'eau sous le terrain en gazon synthétique. Crédit : Permavoid
Un nouveau gazon artificiel peut se refroidir en stockant l’eau de pluie et en utilisant l’action capillaire pour réduire les températures de surface, offrant ainsi une alternative plus sûre et plus durable pour les terrains de sport urbains.
Le gazon naturel des parcs urbains et des terrains de sport a souvent été remplacé par du gazon artificiel plus résistant, car il permet une utilisation consécutive intensive. Cependant, le gazon artificiel a ses inconvénients, tant pour les personnes que pour les villes dans leur ensemble. Il réduit l'infiltration de l'eau de pluie dans le sol et peut atteindre des températures de surface dangereusement élevées, contribuant à l'effet d'îlot de chaleur urbain.
Système de refroidissement innovant pour gazon artificiel
Des scientifiques néerlandais ont développé un gazon artificiel qui comprend un système de stockage d'eau souterrain et d'irrigation capillaire. Ce système, détaillé dans une nouvelle étude publiée dans Frontières des villes durablesoffre une alternative plus fraîche, plus sûre et plus durable au gazon artificiel conventionnel.
« Nous démontrons ici que l’intégration d’un système de stockage d’eau souterrain et d’irrigation capillaire dans les terrains en gazon synthétique peut conduire à des températures de surface nettement inférieures à celles des terrains en gazon synthétique conventionnels », a déclaré la première auteure, la Dre Marjolein van Huijgevoort, hydrologue au KWR Water Research Institute. « Grâce à une gestion circulaire de l’eau sur place sous le terrain, un effet de refroidissement par évaporation significatif est obtenu. »
Photo du site de recherche à Amsterdam avec les quatre parcelles de recherche. Crédit : Joris Voeten
Réduire la chaleur sur les terrains artificiels
Le système de gazon synthétique et de sous-couche comprend une couche de stockage d'eau ouverte directement sous le gazon synthétique et la couche de protection. Dans cette couche d'eau, l'eau de pluie est stockée. Ce système de rétention d'eau contient des cylindres qui transportent l'eau stockée jusqu'à la surface du gazon synthétique, où elle s'évapore.
« Le processus de refroidissement par évaporation et de remontée capillaire est contrôlé par des processus naturels et des conditions météorologiques, de sorte que l'eau ne s'évapore que lorsqu'il y a une demande de refroidissement », explique van Huijgevoort.
Expérimentation et résultats
Les températures de surface du gazon synthétique conventionnel peuvent atteindre jusqu'à 70 °C par temps ensoleillé. Ces températures sont suffisamment élevées pour provoquer des brûlures et déclencher des maladies liées à la chaleur, allant d'éruptions cutanées légères à des affections potentiellement mortelles comme un coup de chaleur.
Lors d’une expérience sur le terrain menée à Amsterdam, les chercheurs ont constaté que lorsque le gazon conventionnel était remplacé par du gazon auto-rafraîchissant, les températures baissaient. Ils ont rapporté qu’au cours d’une journée particulièrement chaude de juin 2020, le gazon refroidi a atteint une température de surface de 37 °C – soit seulement 1,7 °C de plus que le gazon naturel – alors que les températures de surface du gazon artificiel conventionnel atteignaient 62,5 °C.
Au-dessus des parcelles, les températures différaient également. « Nous avons constaté des températures de l’air plus basses à 75 cm au-dessus des parcelles climatisées par rapport aux terrains en gazon synthétique conventionnels, en particulier pendant la nuit », a déclaré van Huijgevoort. « C’est la première indication que les parcelles climatisées contribuent moins à l’effet d’îlot de chaleur urbain. »
Avantages environnementaux et pratiques
Le gazon rafraîchissant combine les avantages du gazon synthétique et du gazon naturel : il est durable, se maintient au frais et offre un environnement sain pour la pratique du sport. Il peut également stocker presque autant d'eau de pluie que le gazon naturel. La capacité de rétention des eaux de pluie du terrain réduit également le drainage des eaux pluviales, ce qui contribue à atténuer les inondations urbaines. Pendant les périodes où il ne pleut pas suffisamment, de l'eau supplémentaire peut être ajoutée directement dans le système. Alternativement, il peut être arrosé comme le gazon naturel.
Considérations économiques et de recherche
Les coûts d'installation peuvent toutefois être jusqu'à deux fois plus élevés que pour un gazon artificiel classique. Les chercheurs ont déclaré qu'une analyse coûts-bénéfices à grande échelle devrait être réalisée pour déterminer la véritable valeur de l'investissement.
Des recherches plus poussées doivent également confirmer l’impact que le gazon rafraîchissant pourrait avoir sur les environs et les villes dans leur ensemble. Il est également nécessaire d’en savoir plus sur les avantages du gazon dans différents climats et en utilisant différentes tailles de stockage, matériaux et remplissages pour trouver la combinaison optimale, ont souligné les chercheurs.
Les premiers résultats sont toutefois prometteurs. « Les habitants des zones urbaines, en particulier les enfants, ont de plus en plus besoin d’installations sportives et ludiques », conclut van Huijgevoort. « Avec ce travail, nous démontrons les avantages du stockage souterrain des eaux et du système d’irrigation capillaire sans les effets négatifs des terrains en gazon synthétique. »
