Cette thèse menée en 2020 dans le cadre du projet Roulépur (voir encadré), a permis d'étudier les capacités de différents types de parkings perméables du point de vue de la rétention en eau et de la filtration des micropolluants. En effet, si la capacité des parkings perméables à retenir l’eau est assez bien documentée, les parkings perméables végétalisés ont été beaucoup moins étudiés et leur effet sur la rétention de certains micropolluants [1] est largement méconnue.
Cette thèse a fait l’objet d’une Convention Industrielle de Formation par la Recherche (CIFRE) en collaboration avec ECOVEGETAL, le Laboratoire Eau Environnement et Systèmes Urbains de l’Ecole des Ponts ParisTech (LEESU) et l’équipe de recherche TEAM (Transferts et interactions liés à l'eau en milieu construit) du Cerema.
Trois solutions de parkings perméables étudiées in situ
Un parking perméable est un système multicouche dont la structure a la capacité de retenir et filtrer l’eau pendant qu’elle s’infiltre, les polluants pouvant être retenus dans les substrats. Trois types de parkings développés par ECOVEGETAL (Figure 1) ont été étudiés : l’ECOMINERAL (parking minéral); l’ECOVEGETAL Mousses (parking végétalisé avec végétation de milieux arides) et l’ECOVEGETAL Green (parking végétalisé engazonné).
Trois places de parking de 13,26 m² (Figure 2), une de chaque type de parking, ont été suivies pendant plusieurs années pour étudier leur capacité de rétention en eau. Pour les besoins de l’étude, ces places ont été étanchées à leur base et drainées individuellement.
En complément de ce suivi, un parking de 630 m² situé à Villeneuve-le-Roi (94) et composé d’une vingtaine de place de type ECOVEGETAL Mousse a été instrumenté, pendant un an, afin d’évaluer l’abattement des flux d’eau et de micropolluants. Ce parking a été comparé à un parking de référence, ayant un revêtement "classique".
Les résultats :
1. Les performances hydrologiques
Les résultats des différents suivis confirment l’efficacité des parkings perméables à abattre les flux d’eaux. Bien que les résultats soient variables en fonction de la saison et des événements pluvieux, les coefficients d’écoulement annuels, observés sur les trois places, varient entre 12 et 67 % selon le type de parking perméable (Figure 3).
Ainsi, ces parkings perméables végétalisés peuvent retenir entre 33 % et 88 % de la pluie annuelle, soit entre 217 mm et 590 mm de pluie sur une année (sur la base d’une pluviométrie annuelle de 650 mm en région Parisienne). Le parking ECOVEGETAL® Green étant celui qui présente la meilleure capacité de rétention devant l’ECOVEGETAL® Mousse et l’ECOMINERAL®. Il est également à noter que pour 65 % (solution minérale) à 85 % (solutions végétalisées) des événements pluvieux observés, les parkings perméables ne produisent aucun écoulement par les drains.
2. Performances épuratoires
Les paramètres suivants ont été analysés : pH, conductivité, turbidité, matières en suspension (MES), carbone organique (CO), nutriments (azote, phosphore), 8 éléments traces métalliques (ETM), 12 éléments majeurs, les hydrocarbures totaux (HT), 19 hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), le bisphénol-A (BPA), 7 alkylphénols (AP), et 5 phtalates (PAE).
Les résultats observés sur les concentrations en micropolluants sont très variables d’un contaminant à l’autre. Le zinc, le phénenthrène, le diméthylphtalate et le Bis(2-ethylhexyl) phthalate sont les contaminants dont les concentrations sont inférieures en sortie du parking perméables pour quasiment tous les événements pluvieux.
Pour les HAP lourds, l’efficacité de rétention du parking perméable est meilleure pour la phase particulaire.
Pour certains éléments majeurs (sodium, potassium, calcium), ETM (arsenic, chrome, molybdène, strontium, vanadium) le BPA, le 4-nonylphénol (4-NP) et le nonylphénol carboéthoxylé (NP1EC), il a été observé, une augmentation des concentrations par rapport au parking de référence indiquant alors une émission de ces contaminants par le parking perméable. Ces émissions proviennent des matériaux constitutifs des parkings (éléments majeurs et ETM qui sont naturellement présents dans les sols) et probablement du drain en PVC (Bisphénol A).
Pour les autres composés étudiés, les résultats sont variables selon les événements et la phase étudiée (particulaire ou dissoute).
Si l’on tient compte des volumes d’eau sortants des parkings, l’observation des masses ( le produit de la concentration par le volume d’eau) montrent clairement l’efficacité du parking perméable. Pour la majorité des polluants, les masses en sortie du parking perméable sont toujours plus faibles que celles du parking de référence.
De plus, si l’on tient compte du fait qu’il existe de nombreux événements pluvieux pour lesquels le parking perméable ne génère aucun écoulement vers le réseau alors il s’avère que la réduction des flux d’eau limite fortement les quantités de polluants rejetées.
Cette étude montre donc l’intérêt des parkings perméables végétalisés pour la maîtrise à la source des eaux de ruissellement et la pollution associée. L’abattement de concentrations des polluants est assez variable selon les contaminants et les parkings sont plus efficaces sur la phase particulaire. Cependant la forte capacité de rétention d’eau des parkings perméables ECOVEGETAL permet d’abattre efficacement les masses de 70% des contaminants analysés dans ce travail.
[1] Un micropolluant est une substance indésirable présente en faibles concentrations (du nanogramme à quelques microgrammes par litre).