La transition vers la mobilité électrique connaît une accélération sans précédent. Entre 2015 et 2018, la possession de véhicules électriques (VE) au Canada a été multipliée par six. Cet essor est en grande partie dû aux incitations gouvernementales, telles que les exonérations fiscales, l’accès à des voies prioritaires et les bornes de recharge gratuites. Le gouvernement du Québec vise un taux de pénétration des VE de 40 % d’ici 2030, confirmant ainsi l’importance croissante de cette technologie pour la transition énergétique. Cette croissance rapide pose un défi majeur : comment développer des infrastructures de recharge adaptées aux besoins des utilisateurs tout en minimisant leur impact environnemental ?

Pour répondre à ces défis, un projet de recherche a été mené en collaboration avec le CIRAIG et Polytechnique Montréal afin de définir les meilleures stratégies de déploiement des infrastructures de recharge et d’évaluer leur impact environnemental. Ce projet a été structuré en deux grandes phases :

Phase 1 : Étude des localisations des bornes de recharge, réalisé par Ashraf Uz Zaman Patwary et Francesco Ciari de Polutechnique Monteéal.

Phase 2 : Évaluation environnementale des différentes configurations possibles, par Jade Dubois et Anne De Bortoli du Centre international de référence sur l’analyse du cycle de vie et la transition durable (CIRAIG).

Ici appliqué à Montréal, ce modèle pourrait être adapté à d’autres grandes villes comme Paris.

L’enjeu du déploiement des infrastructures de recharge :

L’un des principaux obstacles à l’adoption des VE reste le manque d’infrastructures de recharge accessibles et bien situées. Tous les propriétaires de VE ne peuvent pas installer une borne à domicile. L’absence de stations publiques en nombre suffisant entraîne des files d’attente, des détours inutiles et une utilisation inefficace des VE.

Pour répondre à ce défi, les chercheurs de Polytechnique Montréal ont développé des méthodes d’implantation optimisées des bornes de recharge, reposant sur deux approches principales :

1. L’implantation basée sur la demande : les bornes sont installées en fonction des besoins des utilisateurs, identifiés à partir des données de déplacement.
2. L’implantation basée sur le flux : les bornes sont positionnées sur les axes les plus fréquentés afin de capter un maximum d’utilisateurs et d’optimiser leur utilisation.

Une étude menée à Montréal avec un modèle de simulation a permis d’identifier un plan optimal de déploiement de bornes en tenant compte des infrastructures existantes et des comportements des usagers. Grâce à un algorithme d’optimisation, cette approche permet de réduire de 40 % les files d’attente en heures de pointe, tout en respectant des contraintes budgétaires et énergétiques.

Lire le rapport complet – Phase 1

L’évaluation environnementale des bornes de recharges :

Au-delà de la localisation des infrastructures, il est essentiel d’analyser leur impact environnemental. L’Analyse du Cycle de Vie (ACV) permet de comparer les effets écologiques des différentes infrastructures de recharge et d’optimiser leur conception pour limiter leur empreinte carbone.

Principaux résultats environnementaux

• Les chargeurs de niveau 1 (lents) ont l’impact le plus faible avec 183 kg CO₂e par chargeur et 5,5 g CO₂e par kWh.
• Les chargeurs de niveau 3 (rapides) ont l’impact le plus élevé avec 8 770 kg CO₂e par chargeur et 32,2 g CO₂e par kWh.
• L’infrastructure de recharge contribue à moins de 1 % des émissions totales d’un VE (maximum 1,2 g CO₂e/km pour les chargeurs rapides).

Ces résultats soulignent l’importance d’une planification rigoureuse des infrastructures de recharge pour limiter leur impact environnemental tout en soutenant la croissance des VE.

Lire le rapport complet – Phase 2

A l’issue de ces travaux, plusieurs axes d’amélioration peuvent être envisagés pour améliorer l’efficacité et la durabilité du réseau de recharge des VE :

• Mettre en place une stratégie d’optimisation multi-objectifs pour combiner réduction des émissions de gaz à effet de serre et efficacité économique.
• Utiliser l’intelligence artificielle pour une planification plus dynamique et adaptative.
• Développer des stratégies de tarification dynamique pour mieux gérer la demande en heures de pointe.
• Développer des chargeurs plus durables en optimisant les matériaux et la consommation d’énergie.

L’essor des véhicules électriques représente une opportunité majeure pour réduire les émissions de carbone dans le secteur des transports. Cependant, pour garantir une adoption à grande échelle, un réseau d’infrastructures de recharge optimisé est indispensable. Grâce à des stratégies de localisation efficaces et une évaluation environnementale rigoureuse, il est possible de développer un réseau de recharge performant, accessible et durable.

Synthèse de l’étude – français

Restitution complète des résultats des recherches – english

Replay de la conférence :

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Programme :

• Les enjeux des politiques de transport de fret et de la logistique en Europe

Stef Proost, économiste et professeur émérite à la KU Leuven, a débuté la conférence en abordant les politiques de transport de fret et les défis posés par le changement climatique.

• Des routes électriques en test sur l’A10

Pierre Delaigue, directeur des mobilités connectées, autonomes et électriques de VINCI Autoroutes et Leonard, a partagé les avancées du projet Charge as You Drive, qui vise à permettre la recharge des véhicules électriques tout en roulant.

Voir l’intervention de VINCI Autoroutes

• Un service de navettes propres pour le fret routier

Lucie Letrouit et François Combes, chercheurs de l’Université Gustave Eiffel, ainsi que Louis Du Pasquier, directeur des mobilités décarbonées chez VINCI Autoroutes, ont présenté un projet de navettes décarbonées pour le transport de marchandises ainsi que l’étude de faisabilité et de déploiement d’un tel service.

Voir l’intervention de l’Université Gustave Eiffel

• Une solution de logistique autonome

Ana Dias et André Pardal, du groupe ProCME (Cobra IS), ont présenté le projet ATLoS conçu pour répondre aux enjeux environnementaux et logistiques des sites industriels à travers une solution logistique de camions électriques et autonomes.

Voir l’intervention de ProCME (Cobra IS)

Nos intervenants : Stef Proost (KU Leuven), François Combes, Lucie Letrouit (Université Gustave Eiffel), Nicolas Coulombel (Ecole nationale des ponts et chaussées), Pierre Delaigue, Louis du Pasquier (VINCI Autoroutes), Ana Dias, André Pardal (ProCME – Cobra IS) et Maxime Trocmé (VINCI).

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Ces enjeux cruciaux ont été au cœur de notre Université 2024, un événement organisé en collaboration avec l’Ecole des Mines Paris-PSL, l’école nationale des ponts et chaussées et AgroParisTech. Cette conférence a mis en lumière les recherches et solutions concrètes développées pour associer atténuation et adaptation au changement climatique, en plaçant la santé au centre des réflexions.

Partie 1 :

Introduction du sujet par Valérie Masson-Delmotte, paléoclimatologue, directrice de recherche au CEA, membre du Comité consultatif national d’éthique.

Séquence impact des canicules et surchauffe dans les bâtiments :

•  Présentation  des recherches menées par Mines Paris-PSL sur la résilience des bâtiments et la question du confort des occupants abordée par VINCI Energies avec Nicolas STEUNOU, responsable service études thermiques /carbone, Lefort Francheteau et Rabiha TLICH, Cheffe d’Entreprise de GreenAffair Exploitation Durable

 Voir l’intervention de VINCI Energies

Intervention de Rémy Slama, directeur de recherche à l’Inserm, épidémiologiste environnemental et spécialiste des enjeux de climat et santé.

Voir l’intervention de Rémy Slama

Partie 2 :

Séquence micro climat et la végétalisation des villes :

• Présentation des travaux conjoints Mines Paris-PSL et AgroParisTech avec Charlotte ROUX, chargée de recherche et coordinatrice du lab recherche environnement, Mines Paris ; Erwan PERSONNE, maître de conférences et Patrick STELLA, maître de conférences, AgroParisTech.

• Témoignage sur le parcours et les travaux de Robin MONNIER, ancien ingénieur de recherche à Mines Paris-PSL, depuis responsable efficacité énergétique chez VINCI Energies.

 Voir l’intervention de Mines Paris-PSL & AgroParisTech

• Présentation de solutions mises en œuvre par VINCI Construction avec Nicolas HIROUX, ingénieur technique, co-animateur du développement technique des technosols, Pierre MONLUCQ, directeur marketing stratégique et Anne-Laure LE DEVEHAT, chef de secteur, Champion (Eurovia).

 Voir l’intervention de VINCI Construction

Séquence mobilité douce et résilience des infrastructures autoroutières :

• Présentation des travaux de l’Ecole nationale des ponts et chaussées sur l’ingénierie des pistes cyclables avec Nicolas COULOMBEL, maitre de conférences, directeur adjoint du LVMT (Laboratoire Ville Mobilité Transport).
• Présentation de VINCI Autoroutes sur les enjeux conjoints de l’atténuation et de l’adaptation des infrastructures par Christophe HUG, directeur général adjoint.

Voir l’intervention de l’Ecole nationale des ponts et chaussées & VINCI Autoroutes

Conclusion de l’événement par Xavier Huillard, président directeur-général de VINCI.

 Voir l’intervention de Xavier Huillard

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Lors de ce premier événement outre-Atlantique, organisé en partenariat avec Polytechnique Montréal, le CIRAIG, les sociétés de VINCI Construction et VINCI Energies présentes au Québec, nous avons pu présenter les travaux de recherche sur le déploiement de la mobilité électrique menés par Polytechnique Montréal, le CIRAIG et coordonnés par l’Ecole nationale des ponts et chaussées.

Programme :

Lors de cet événement, nous avons abordé :

• La décarbonation des infrastructures routières avec la découverte des dernières avancées technologiques de VINCI Construction en matière de construction et de maintenance des infrastructures.

• L’optimisation de l’implantation des bornes de recharges des véhicules électriques avec la présentation des travaux de Polytechnique Montréal s’appuyant sur les données de mobilité et la présentation de l’activité de TCI+ (VINCI Energies).

• L’impact environnemental du déploiement de la mobilité électrique avec l’analyse du CIRAIG sur les bornes de recharges.

• Les technologies de route à induction et de recharge des véhicules électriques avec l’expérimentation menée en France par VINCI Construction et les recherches de l’Ecole de Technologie Supérieure (ETS) de Montréal.

Nos intervenants :

Francesco Ciari & Ashraf Uz Zaman Patwary (Polytechnique – Montréal), Nicolas Coulombel (École nationale des ponts et chaussées – Paris), Jade Dubois (CIRAIG), Marc Joncas, Ivan Drouadaine, Amélie Griggio & Marc Proteau (VINCI Construction – Eurovia), Diego Ramirez Cardona (École de technologie supérieure – Montréal) et Jean-Marc Raymond (TCI+ – VINCI Energies).

Cet événement a rassemblé chercheurs, entreprises, décideurs publics et étudiants pour discuter des solutions concrètes visant à décarboner la construction et la maintenance des routes, et à accompagner le déploiement de la mobilité électrique dans nos villes.

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Le lab réalise des appels à manifestation d’intérêt afin d’élargir les domaines d’études, de co-construire de nouvelles actions de recherche dans le but d’améliorer l’améliorer l’impact environnemental des bâtiments et des infrastructures.

Intelligence Artificielle :

L’objet de cet appel à manifestation d’intérêt est de susciter des collaborations entre les chercheurs du lab et des spécialistes de l’intelligence artificielle et des données massives, afin d’étudier les possibilités de tirer parti de ces technologies pour améliorer les outils et les pratiques d’écoconception.

Sommaire :

a) Transports : Quel apport de l’intelligence artificielle pour l’éco-conception de la mobilité ?

b) Bâtiments, quartiers et énergie

c) Biodiversité et agriculture urbaine

d) Fiabilité, robustesse et biais potentiels des outils d’intelligence artificielle

e) Technologies Blockchain

Pour plus d’informations, téléchargez le document ci-dessous :

AMI 2024 IA – FRANÇAIS               AMI 2024 IA – ENGLISH

Sociologie :

L’objet de cet appel à manifestation d’intérêt est de susciter des collaborations entre les chercheurs du lab et des sociologues afin de mieux prendre en compte les aspects liés aux usages et aux comportements dans les pratiques d’éco-conception.

Sommaire : 

a) Transports

b) Bâtiments, quartiers et énergie

b1) Influence des comportements et modes de vie sur les performances environnementales

b2) La mobilisation des outils d’écoconception par les acteurs sur le terrain

b3) Low-tech et high-tech : quelle stratégie optimale en fonction des acteurs et des usagers

c) Biodiversité et agriculture urbaine

c1) Biodiversité en ville

c2)  Agriculture Urbaine

Pour plus d’informations, téléchargez le document ci-dessous :

AMI 2024 SOCIOLOGIE – FRANÇAIS   AMI 2024 SOCIOLOGIE – ENGLISH

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Sophie Joimel, écologue, maître de conférences à AgroParisTech travaille sur ce sujet au sein de notre programme de recherche “Inscrire les villes dans les limites planétaires”. Ses recherches pourraient ouvrir la voie à une meilleure prise en compte des fonctionnalités écologiques des sols dans le cadre de projets de restauration d’espaces naturels ou urbains.

S’inspirer des sols naturels pour créer des écosystèmes urbains multifonctionnels

Un sol est dit “fonctionnel” quand il assure pleinement son rôle de recyclage de la matière organique, de support de vie biologique, de rétention d’eau… Pour cela, il doit être vivant.

Avec ses collègues, la chercheuse en écologie étudie les dynamiques de la biodiversité dans les sols urbains en lien avec les méthodes d’entretien et de gestion pratiquées en surface : comment et pourquoi le vivant arrive, s’installe et quelles sont les conditions pour qu’il perdure dans les sols ?

 L’objectif de ses recherches et de leurs développements en génie pédologique (mise en place des technosols) est de comprendre comment obtenir ou reproduire en ville un fonctionnement écologique similaire à celui des sols naturels.

“ On dit qu’un sol est fonctionnel si ses paramètres physico-chimiques et biologiques lui permettent d’assurer ses différents rôles en termes de fertilité, d’accueil de la biodiversité ou de rétention en eau ainsi que l’ensemble des services écologiques qui en découlent. Par exemple, les vers de terre dans un sol assurent sa structuration en créant notamment des cavités lui permettant de mieux infiltrer et stocker l’eau de pluie.” précise la chercheuse.

Pour Sophie Joimel, s’intéresser à la vie des sols est un préalable important et nécessaire à la végétalisation des villes. Ses recherches montrent notamment qu’il existe une grande variabilité des sols en milieu urbain, caractéristique que l’on ne retrouve pas en milieu naturel. On les distingue par leurs paramètres abiotiques (compaction, contamination, pH très variables, forte anthropisation…) et leurs paramètres biologiques. Car si on s’attend à retrouver une biodiversité plus faible dans les sols urbains, ce n’est pas toujours le cas.

“Les collemboles, petits arthropodes de moins de 2 mm, peuvent être plus présents dans les sols urbains car ces derniers concentrent beaucoup de matières organiques. Or, les collemboles sont une espèce qui contribue positivement à la qualité des sols, notamment en créant des microporosités et en dégradant la matière organique pour des sols plus fertiles. D’autres espèces plus sensibles aux pollutions ou à la modification de leur habitat auront plus de mal à trouver leur place en ville.”

Intégrer la vie du sol dès la phase de conception des projets

Julien Perrin, responsable de la marque Equo Vivo chez VINCI Construction, s’intéresse particulièrement à cette question de la prise en compte de la vie dans les sols pour la durabilité des projets de restauration de milieux urbains ou naturels.

 “Le temps long consacré à la restauration des écosystèmes est nécessaire. Faire revenir de manière durable la biodiversité sur un espace renaturé doit passer par un travail sur le sol, pour le rendre vivant et de nouveau fonctionnel.” souligne t-il. 

Sur les chantiers, les ingénieurs d’Equo Vivo essaient de valoriser et de réemployer au mieux la biomasse qui se trouve sur place. Par exemple, les produits issus des travaux forestiers de début de chantier peuvent être valorisés pour amender et enrichir les sols, sous forme de broyats, notamment sur les sols pauvres en matière organique. Parfois, le sol est aussi reconstitué avec de la terre végétale ou avec des solutions de complément de type compost.

Selon Julien Perrin, le sujet des sols vivants et de leur importance sur la durabilité des projets n’est pas encore systématiquement abordé dès la phase de conception des projets et intégré dans les calendriers de chantier.

“Mais on sent le sujet se développer, faire l’objet de groupes de travail et de réflexions auprès des scientifiques, des filières d’ingénierie ou du génie écologique, des bureaux d’études, des entreprises” poursuit-il. 

De son point de vue d’expert, la restauration de sols vivants est aujourd’hui un enjeu majeur et les projets en ce sens se développent beaucoup, sans que la compétence d’ingénierie ne soit assez développée et dense sur le territoire pour répondre à toutes les demandes. Il s’intéresse aux recherches menées sur ce sujet, notamment pour être en capacité d’argumenter auprès des maîtres d’ouvrage sur leur intérêt à prendre en compte l’ensemble des services rendus par ces écosystèmes restaurés.

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Dans le cadre de notre programme de recherche « Inscrire les villes dans les limites planétaires », Erwan Personne, enseignant-chercheur à AgroParisTech, physicien de l’atmosphère et expert en micro-climat, s’intéresse précisément à la question du végétal en ville pour ses bénéfices microclimatiques et ses incidences en matière de qualité de l’air.

Ses recherches visent à comprendre les mécanismes de fonctionnement des plantes en interaction avec le milieu urbain, l’eau et l’atmosphère, pour déterminer les conditions optimales pour des aménagements de nature assurant pleinement leur rôle de régulateur des températures et de la qualité de l’air.

La régulation biologique du climat en ville : un phénomène complexe

Les dernières canicules et les prévisions d’augmentation des températures font du développement de zones tampons de rafraîchissement en milieu urbain une question cruciale.

“Jusqu’à 37°C, la chaleur est inconfortable mais cela reste vivable. En revanche, la thermorégulation humaine n’est pas très performante pour régler les excès de chaleur au-delà de 38°C. C’est pour cela que quelques degrés en moins peuvent être décisifs” souligne Erwan Personne.

En période de fortes chaleurs, les arbres en ville sont une source d’ombrage, ce qui permet de réduire la chaleur ressentie. Mais ce n’est pas tout. Leur interaction avec l’eau présente dans les sols est essentielle. Connu sous le nom d’évapotranspiration, il s’agit d’un phénomène complexe qui permet aux arbres d’absorber l’eau à l’état liquide dans le sol et de le transformer en vapeur d’eau, rafraîchissant ainsi le microclimat ambiant, à l’image d’un climatiseur naturel. ​​

Selon l’Office National des Forêts, la quantité d’eau rejetée à travers le phénomène d’évapotranspiration par un chêne par jour peut aller jusqu’à 1 000 litres d’eau, elle peut être de 75 litres pour un bouleau.

Erwan Personne et son équipe démarreront prochainement une étude portant précisément sur la modélisation des besoins en eau de la végétation en ville.

“Notre postulat de départ est que la végétation en ville n’a pas les mêmes besoins qu’en milieu ouvert, elle nécessite davantage d’eau car la température est plus élevée en milieu urbain et l’air y est plus sec : la transpiration des arbres y est donc plus forte.” précise le chercheur.

L’objectif de l’étude sera de proposer une modélisation de ce phénomène, à partir d’expérimentation de terrain, pour quantifier les besoins en eau de différents types de végétation en milieu urbain pour assurer au mieux leur fonction de climatiseur. Plusieurs paramètres seront pris en compte : vent, humidité relative, rayonnements solaires, quantité d’eau à disposition dans le sol, configuration des plantations, vie dans le sol… 

Une recherche qui fait écho à l’offre de rafraîchissement urbain et de gestion des eaux pluviales Revilo proposée par VINCI Construction et qui a déjà été mise en œuvre sur plusieurs chantiers en cœur de ville, comme au Parc des expositions de Montpellier ou sur la place Boiran à Nice. 

David Rybojad, chargé de développement commercial chez VINCI Construction, explique comment la compréhension de ce phénomène d’évapotranspiration et la volonté de gérer l’eau de pluie à la parcelle en créant des surfaces d’infiltration est au coeur de l’offre Revilo :

“L’offre Revilo s’appuie sur trois piliers : le type de revêtement pour plus de perméabilité et l’obtention d’un albedo élevé ; le végétal avec des strates hautes, moyennes et basses permettant le rafraîchissement de la ville par ombrage et évapotranspiration ; et enfin la gestion des eaux pluviales pour aider à la croissance des végétaux et favoriser le phénomène d’évapotranspiration” précise t-il.

Nature en ville : quels impacts sur la qualité de l’air ?

Le lien entre pollution de l’air et configuration de la végétation en milieu urbain est également une question centrale dans les recherches d’Erwan Personne.

“La qualité de l’air en ville est souvent améliorée quand les espaces végétalisés sont bien conçus, mais ce n’est pas toujours le cas” précise le chercheur.

La végétation n’est pas systématiquement un facteur favorable à la qualité de l’air, l’effet obtenu pouvant même être inverse selon l’aménagement réalisé. D’après le chercheur, lorsqu’il y a une source de pollution (de type automobile) et que des arbres sont placés au-dessus de cette source, formant un tunnel végétal, les gaz d’échappement seront enfermés sous les arbres et cette configuration représente un facteur d’accroissement de la pollution. Si au contraire le ciel est ouvert, sans végétation haute, cela permet d’évacuer la pollution de l’air plus rapidement. À l’inverse, si des haies sont apposées de chaque côté de la source de pollution, elles peuvent jouer le rôle de véritables barrières naturelles qui protègent les passants de la source de pollution.

Un second facteur influençant la qualité de l’air est le choix des essences. Tout d’abord parce que certaines espèces d’arbres peuvent représenter un risque allergique potentiellement fort pour les habitants, mais aussi parce qu’en entrant en contact avec d’autres polluants présents en milieu urbain, elles peuvent être à l’origine de réactions chimiques pouvant entraîner une plus forte pollution de l’air.

“Sous l’effet du rayonnement solaire, certains arbres, en particulier les épineux, peuvent être émetteurs de précurseurs de certains composés organiques volatils (COV) (notamment de la famille chimique des terpènes) qui, en présence d’autres composés tels que les oxydes d’azote (NOx) présents dans les gaz d’échappement des voitures, peuvent favoriser la fabrication d’ozone, ayant un impact négatif sur la pollution de l’air.” conclut le chercheur.

L’originalité des sujets de recherche portés par cette équipe est d’expliquer, par les sciences physiques, le fonctionnement des plantes avec son environnement urbain en prenant en compte l’ensemble des facteurs biologiques, chimiques, hydriques dont elles dépendent fortement comme l’eau disponible, la nature des polluants en contact, la situation géographique, la morphologie urbaine, le type d’aménagements des végétaux…

Les modélisations qui seront produites pourraient devenir une source de connaissance utile pour la création des futurs aménagements de végétalisation urbaine, à l’instar de ce qui est déjà en cours avec l’offre Revilo. C’est tout l’enjeu du lab recherche environnement et du partenariat entre VINCI et AgroParisTech, Mines Paris-PSL et l’Ecole des Ponts ParisTech . Il permet aux filiales de VINCI de bénéficier de l’expertise des chercheurs et des résultats de leurs travaux, et à l’inverse ces derniers accèdent à des terrains d’expérimentation dans un objectif de recherche appliquée. De la recherche à l’opérationnel, il n’y a qu’un pas !

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Recréer des sols urbains fertiles : un enjeu environnemental fort

La tendance actuelle, partagée par les décideurs, les urbanistes et les citadins eux-mêmes, est au retour de la nature en ville. Cela nécessite d’avoir un sol fertile et fonctionnel, capable d’accueillir différentes strates de végétation, de leur permettre de se développer mais aussi de stocker, d’infiltrer et de redistribuer les eaux pluviales, ce qui n’est aujourd’hui pas le cas de la majorité des sols urbains.

Désimperméabiliser ces sols puis importer au cœur des villes des terres fertiles provenant d’espaces naturels ou agricoles, est la méthode la plus couramment utilisée pour renouer avec le végétal en ville. Or, avec l’adoption de la loi Climat & Résilience de 2021, qui introduit un objectif 2050 de zéro artificialisation nette” (ZAN) , la recréation de sols urbains vivants ne pourra bientôt plus se faire à l’aide d’amendement en terres végétales provenant de sols agricoles, naturels ou forestiers.

“Il faut jusqu’à 1000 ans pour construire un centimètre de sol naturel. C’est une ressource non renouvelable” indique Sophie Joimel.

“Notre optique et celle des industriels qui se sont lancés dans la construction de sols fertiles est de ne plus recourir à des terres végétales mais d’utiliser des matériaux renouvelables tout en valorisant de la matière qui était auparavant mise en déchetterie : de la matière organique, des matières secondaires issues de bâtiments et ainsi obtenir un meilleur bilan environnemental tout en végétalisant les villes” explique la chercheuse.

Des sols construits en fonction de leurs usages

“La conception d’un sol est réfléchie en fonction de son usage et de ses usagers. La composition ne sera pas la même s’il s’agit d’une cour d’école végétalisée, d’un espace dédié à l’agriculture urbaine, d’un parc, d’une toiture végétalisée, d’arbres d’alignement, d’une voie de mobilité douce…” précise la chercheuse.

Dans le cadre de ses recherches plus spécifiquement dédiées à l’agriculture urbaine, Sophie Joimel teste plusieurs compositions de sols à base de différents matériaux comme de la brique concassée, des terres excavées, du béton cellulaire… auxquels est ajoutée de la matière organique, ressource trouvée à proximité (compost de déchets verts, biodéchets, marc de café, drêche de bière, bois broyé…).

Ses expérimentations se font en extérieur, en conditions semi-contrôlées et dépendent ainsi des aléas climatiques. Différentes profondeurs, nombres d’horizons de sols, compositions en couches ou en mélanges sont testés. Des analyses sont ensuite réalisées en laboratoire pour évaluer l’écotoxicité des sols, le vieillissement des matériaux et vérifier la présence d’organismes vivants indispensables au recyclage de la matière organique et à la structuration des sols.

“Les caractéristiques que nous recherchons en priorité par rapport aux technosols sont la faible contamination de la matière première, l’apport suffisant en matières organiques, un pH basique (autour de 7), un rapport carbone/azote aux alentours de 10 et la présence d’éléments nutritifs comme le phosphore, le potassium, le calcium.” souligne la chercheuse.

“Il faut savoir qu’un apport de compost supérieur à 30% n’est pas nécessaire et peut potentiellement entraîner un risque de dégradation de la qualité de l’eau” précise-t-elle.

Un démonstrateur de technosols construits en Île-de-France

Cette logique d’économie circulaire et de préservation des ressources naturelles est également au cœur des expérimentations menées sur la plateforme de valorisation de matériaux DLB Valomat à Précy sur Marne par VINCI Construction.

Ce démonstrateur, mis en place en Ile-de-France il y a presque deux ans, a pour objectif de rendre opérationnelles et accessibles les expérimentations sur les technosols aux métiers de la construction et de la valorisation des matériaux.

Douze compositions de sols y ont été formulées en faisant varier différents paramètres, en fonction de leur usage, notamment en lien avec la gestion de l’eau :

• jardin de pluie,
• jardin en creux,
• jardin en buttes,
• mélanges terre-pierre pour parking désimperméabilisé ou voie de circulation verte.

Chaque composition présente un horizon de croissance (à la surface) et un horizon de développement (en profondeur) et utilise des matériaux issus de la déconstruction de chantiers à proximité (terre excavée de chantiers parisiens, déblais de chantiers, sablons d’excavation, ballast de récupération SNCF), qui sont ensuite amendés par incorporation de compost de type 4 élaboré à base de déchets verts provenant d’un site à proximité.

Le bureau d’études en ingénierie du sol et du paysage SOL Paysage qui a accompagné cette démarche depuis ses débuts, notamment pour le choix de la végétation en surface, vient de réaliser une première évaluation concluante : sur les 12 compositions de sols formulées, les arbres se développent comme souhaité, sans facteur limitant.

“A partir des caractéristiques physico-chimiques et pédologiques des sols, on peut désormais proposer un produit qui répond au besoin du client et qui est en parfaite adéquation avec son usage” souligne Olivier Waterblez, responsable d’antennes matériaux et industries chez VINCI Construction.

“A terme, il serait envisageable de transposer cette expérimentation dans d’autres  régions, en créant des démonstrateurs intégrant les spécificités et matériaux locaux, ou directement sur les chantiers en fonction de leur configuration, en réutilisant in situ les terres excavées, et en y ajoutant des intrants complémentaires comme du ballast ou du compost” précisent Romain Lafon, chargé d’affaires au centre de recherche de Mérignac et Nicolas Hiroux, ingénieur technique à la direction technique de VINCI Construction.

Avec ces premiers retours d’expérimentation à la fois scientifiques et techniques, on peut penser que le sujet des sols construits et de la refonctionnalisation des sols urbains devienne au cours des prochaines années, de plus en plus présent dans les programmes de recherche et les projets d’aménagements et de végétalisation des villes. Cela permettra de construire de plus en plus de connaissances sur la question pour répondre à la demande grandissante de végétalisation des villes tout en accompagnant les mesures gouvernementales de Zéro Artificialisation Nette.

Technosols, sols construits, sols reconstitués ou reconstruits : de quoi parle-t-on exactement ?

Explication par Sophie Joimel, enseignante-chercheuse à AgroParisTech.

Les technosols : ce sont des sols comprenant au moins 20 % d’artefacts, c’est à dire d’éléments anthropogéniques (modifiés par l’homme à travers ses activités comme la construction, l’excavation, le remblayage, le dépôt de matériaux, la pollution…). Ils ne sont pas forcément construits de manière volontaire. Par exemple les bassins de décantation de boue. Il n’y a pas de volonté de les construire mais ce sont bien des sols modifiés par l’homme, soit des technosols.

Les sols construits : on retrouve dans ce terme et dans les travaux que je mène au lab recherche environnement une volonté de construire un sol en s’inspirant des sols naturels, d’avoir une réflexion pour avoir un sol durable. Par extension, on peut aussi parler de technosols construits.

Les sols reconstitués : ce type de construction de sols correspond à des pratiques plus anciennes qui consistaient à ajouter un substrat dans le sol, sans véritable volonté de s’inspirer ou de mimer le fonctionnement écosystémique naturel des sols.

Sols reconstruits : on parle généralement de reconstruction de sols dans les projets de réhabilitation de certains sites, mais en fait il s’agit bien de sols construits.

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En complément de ces approches scientifiques, Eurovia (VINCI Construction) expert de la route et des sols urbains, a présenté un retour d’expérience de ses projets en région Provence-Alpes-Côte d’Azur en matière de rafraîchissement urbain, de gestion des eaux pluviales et ses innovations concernant les technosols.

Partie 1 : sols reconstruits

Les technosols

• Les technosols (enjeux, composition et biodiversité des sols) – Sophie Boulanger-Joimel, enseignante-chercheuse, AgroParisTech.
• Le démonstrateur sur les technosols de VINCI Construction en Ile-de-France – Olivier Waterblez, responsable d’antennes industries & matériaux, VINCI Construction

Refonctionnalisation des sols

• Les terres amendées  – Serge Gennaro, directeur matériaux, Var Matériaux (VINCI Construction).
• Les travaux du programme de recherche DESSERT – Christophe Schwartz, professeur, Laboratoire Sols et Environnement, INRAE-UL.

Partie 2 : Les services écosystémiques

• Le projet de la place de Barjols – Cathy Venturino-Gabelle, maire de Barjols et Philippe Baillet, chef d’agence Eurovia Aix-en-Provence.
• Rafraîchissement urbain, la solution Revilo – David Rybojad, chargé de développement de l’offre nature en ville, VINCI Construction.
• Sols urbains et végétalisation – Erwan Personne, enseignant chercheur, AgroParisTech.

Lire les présentations : 

Les enjeux autour des technosols construits – Sophie Joimel – AgroParisTech

La refonctionnalisation des sols et le programme de recherche DESSERT – Christophe Schwartz – INRAE UL, Laboratoire Sols & Environnement

Végétalisation et services écosystémiques – Erwan Personne – AgroParisTech

Nos intervenants :

Sophie Boulanger-Joimel et Erwan Personne (AgroParisTech), Christophe Schwartz (INRAE-UL), Solange Altazin (VINCI Autoroutes), Jérôme Thibaut, Serge Gennaro, Philippe Baillet, Christophe Chaix, Olivier Waterblez et David Rybojad (Eurovia-VINCI Construction), Maxime Trocmé (VINCI).

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