FR3151736A1

FR3151736A1 - Terrain de sport avec teneur en eau de la couche de jeu pilotée par profondeur de nappe de liquide dans une structure en râteau

Info

Publication number: FR3151736A1
Application number: FR2308297A
Authority: FR
Inventors: Edmond-Pierre Picard
Original assignee: Natural Grass SAS
Current assignee: Natural Grass SAS
Priority date: 2023-07-31
Filing date: 2023-07-31
Publication date: 2025-02-07
Also published as: WO2025027084A1

Abstract

L’invention concerne un terrain de sport comprenant une couche de jeu (1) posée sur une sous-couche (2), avec une partition de la surface dudit terrain en deux sous-surfaces complémentaires, dont les superficies respectives sont toutes deux strictement positives, dans lequel : à l’aplomb d’une première sous-surface, la structure dudit terrain de sport est équipée de moyens pour créer une nappe de liquide (3), telle que par exemple une nappe d’eau, dans le volume de la sous-couche (2) située sous la couche de jeu (1) et à l’aplomb de la première sous-surface, et pour en gérer le niveau ;la sous-couche (2) comporte une multitude de tranchées capillaires (4) situées à l’aplomb de la première sous-surface, lesdites tranchées capillaires étant configurées pour assurer une perméabilité et une continuité capillaire entre la couche de jeu (1) et ladite nappe de liquide (3). Figure 2

Description

Terrain de sport avec teneur en eau de la couche de jeu pilotée par profondeur de nappe de liquide dans une structure en râteau

La présente invention concerne un terrain de sport dont la couche de jeu repose sur une sous-couche dans laquelle est disposée une pluralité de tranchées capillaires, avec des moyens permettant d’installer une nappe d’eau dans lesdites tranchées capillaires et d’en piloter le niveau pour contrôler l’alimentation en eau et l’évacuation des excès d’eau de ladite couche de jeu par les forces capillaires, elles-mêmes pilotées par la profondeur de ladite nappe d’eau dans lesdites tranchées capillaires, lesdites forces capillaires contrôlant d’une part les remontées capillaires depuis la nappe d’eau présente dans les tranchées situées dans la couche sous-jacente et d’autre part la quantité d’eau évacuée de ladite couche de jeu par drainage gravitaire.

Avec des éléments de remplissage des tranchées drainantes conférant à ces dernières des caractéristiques de perméabilité et de capillarité qui permettent des flux capillaires ascendants et des flux gravitaires descendants pour répondre aux besoins d’alimentation en eau et d’évacuation d’eau de la couche de jeu, cela permet un fonctionnement satisfaisant du terrain, compte tenu des objectifs visés, des caractéristiques capillaires et de perméabilité de la couche de jeu, des demandes évaporatoires prévisibles, et du niveau de la nappe d’eau choisi dans les différentes situations saisonnières.

La présente invention concerne en priorité un terrain de sport en gazon naturel, et de préférence un terrain de sport en gazon hybride.

Cependant, même si la description qui suit est faite dans le cadre d’un terrain de sport où l’on cultive un gazon naturel, la couche de jeu étant alors la couche de substrat dans laquelle poussent les racines du gazon, la présente invention trouve également à s’appliquer au cas des terrains synthétiques dont la couche de jeu est simplement la couche supérieure, dont on veut maintenir un taux d’humidité satisfaisant pour en contrôler la température, la glissance et les caractéristiques mécaniques par la maîtrise du niveau d’une nappe d’eau dans des tranchées capillaires disposées dans la sous-couche sur laquelle repose ladite couche de jeu.

La présente invention a notamment pour objet un terrain de sport comportant un système de pilotage du niveau d’une nappe d’eau permettant de contrôler le drainage gravitaire de la couche de jeu de ce terrain de sport ainsi que son alimentation en eau par capillarité depuis ladite nappe d’eau, ledit système comprenant selon l’invention des moyens pour installer ladite nappe d’eau dans des tranchées capillaires disposées selon l’invention dans la sous-couche sur laquelle repose ladite couche de jeu, et d’en piloter le niveau, la perméabilité et la continuité capillaire étant assurées entre la couche de jeu et la nappe d’eau située dans les tranchées capillaires.

Art Antérieur

Dans l’art antérieur, l’utilisation explicite des forces capillaires dans un terrain de sport concerne le plus souvent des systèmes d’irrigation capillaire depuis une nappe d’eau installée dans la sous-couche sur laquelle repose la couche de jeu et occupant jusqu’au niveau de la nappe d’eau l’ensemble du volume de la porosité de cette sous-couche, le volume occupé par la nappe d’eau ayant donc pour base, c’est à dire pour surface projetée sur le plan horizontal, l’ensemble du terrain.

Cependant, quoique de façon implicite et parfois même méconnue et y compris dans le cas des terrains sans nappe d’eau mais irrigués par aspersion et posés sur couche drainante, ce sont en fait les forces capillaires qui jouent en réalité un rôle essentiel pour limiter la quantité d’eau qui peut être évacuée de la couche de jeu par drainage gravitaire, dès lors que les substrats concernés sont très perméables, ce qui concerne la plupart des terrains à substrats élaborés utilisés pour les terrains de sport depuis plus de 10 ans. Ce rôle des forces capillaires, d’ailleurs souvent ignoré ou mal compris, est donc déterminant sur le fonctionnement du drainage gravitaire et l’impact des forces de capillarité est donc en fait majeur sur le coût de construction des terrains de sport car il a été depuis longtemps observé que des couches de jeu trop minces posées sur une couche drainante conservent pendant tout l’hiver une teneur en eau très élevée, voire trop élevée, la cause réelle, quoique souvent ignorée, en étant des forces capillaires trop fortes liées à l’épaisseur trop faible de la tranche de substrat au-dessus de la couche drainante. Aussi, forts de ce constat, et même quand une épaisseur de couche de jeu d’une épaisseur de l’ordre d’une dizaine de centimètres serait suffisante pour un développement satisfaisant des racines et pour la réponse mécanique d’un terrain de sport, il est communément admis que les couches de jeu au-dessus d’une couche drainante doivent avoir une épaisseur comprise entre 20 cm au minimum et de préférence 40 cm, pour éviter que la teneur en eau de la couche de jeu ne soit trop élevée en hiver, même si la couche de jeu est constituée d’un matériau extrêmement perméable.

En dehors du cas des terrains conventionnels sur couche drainante, représentant aujourd’hui encore la presque totalité des terrains élaborés, le principe du contrôle de la teneur en eau et en air de la couche de jeu d’un terrain de sport par les forces capillaires contrôlées par le niveau contrôlé et variable d’une nappe d’eau située dans une sous couche située sous ladite couche de jeu est déjà connu et décrit depuis peu dans le document FR-3112152-A.

Cependant, pour ces terrains avec nappe d’eau dans la structure et de la même façon que pour les terrains sur couche drainante, la nécessité de pouvoir disposer d’une nappe d’eau relativement profonde dans la structure, par exemple à une profondeur de 30 cm ou de 50 cm, représente finalement la même contrainte majeure qui implique pour les terrains avec nappe d’eau dans la structure le même type de problèmes de coût de construction de la structure que pour un terrain conventionnel posé sur couche drainante. Certes, le fait de pouvoir faire varier la hauteur de la nappe permet de diminuer l’épaisseur de la structure au prix d’une stratégie de montée descente dudit niveau qui permet une oxygénation du gazon que ne permettent pas les terrains classiques, mais le niveau de teneur en eau minimal reste inchangé, de sorte que seuls les terrains hybrides ont une qualité mécanique convenable en hiver du fait d’une trop forte teneur en eau pour une structure de terrain trop faible. Cela pose donc, lors de la construction du terrain, un problème écologique lié à la préservation des ressources en granulats et à l’impact du transport de matériaux et cela pose également un problème économique quant au coût de construction des terrains.

La présente invention apporte une solution qui en diminuant la quantité de matériaux nécessaires à la construction du terrain répond à cette problématique à la fois sur le plan écologique et sur le plan économique.

D’autre part, pour les terrains avec nappe d’eau dans la structure, et dans une autre version visant une fonctionnalité supplémentaire, il est également connu dans l’art antérieur (cf. document FR-3112152-A) que l’on peut utilement installer sous la couche de jeu des réservoirs de stockage d’eau pour conserver l’eau de pluie qui tombe à la saison pluvieuse, de façon à pouvoir disposer de cette eau en période de sécheresse pour l’irrigation capillaire ultérieure du gazon. Cependant, dans ces réservoirs de stockage d’eau et dans le cas le plus classique où le volume disponible pour le stockage de l’eau dans lesdits réservoirs est un volume fixe dans le temps, le niveau de la nappe d’eau dans les réservoirs de stockage d’eau à un moment donné dépend alors directement de la quantité d’eau stockée dans les réservoirs de stockage au moment considéré tandis que la gestion de la teneur en eau de la couche de jeu du terrain nécessite au contraire une profondeur d’une nappe d’eau totalement indépendante de la quantité d’eau stockée dans les réservoirs. Certes, il est connu la possibilité (cf. notamment document FR-3112152-A) de réservoirs à fond mobile pour régler le niveau de l’eau dans les réservoirs indépendamment de la quantité d’eau qui y est stockée : mais cette solution de qualité représente un coût supplémentaire qui se justifie surtout dans les configurations à forte exigence en terme de stockage . Est également connue la possibilité d’une sous couche reliée par une pompe aux réservoirs de stockage mais cette sous-couche se trouvant au-dessus des réservoirs, toutes les solutions déjà connues, quoique très efficaces en phase de fonctionnement impliquent de ce fait des sur-coûts au moment de la construction car le niveau d’eau des réservoirs de stockage à fond non mobile ne convient pas du tout pour piloter la teneur en eau de la couche de jeu par des forces capillaires. En dehors de la solution des réservoirs à fond mobile, les solutions connues posent donc là aussi un problème de quantité de matériau à apporter dans la sous-couche, problème auquel la présente invention apporte une solution.

Description de l’invention

La présente invention a pour objectif de s’inscrire dans le contrôle de la teneur en eau et en air de la couche de jeu d’un terrain de sport par les forces capillaires contrôlées par le niveau d’une nappe d’eau située dans la structure du terrain, qu’il s’agisse d’un terrain comprenant ou non des réservoirs de stockage d’eau mais avec l’ objectif supplémentaire de pallier aux inconvénients de l’état de l’art actuel et notamment l’objectif écologique et économique de minimiser la consommation et le transport des matériaux nécessaires à la construction des terrains.

Dans ce cadre et selon ces objectifs, la présente invention concerne aussi bien, d’une part, les terrains disposant de réservoirs de stockage d’eau permettant de conserver l’eau de pluie qui tombe à la saison pluvieuse, de façon à disposer de cette eau en période de sécheresse pour l’irrigation du gazon que, d’autre part, les terrains ne disposant pas de tels réservoirs de stockage d’eau.

La présente invention concerne donc de nouveaux terrains de sport mais, comme il n’y a pas création de sous-couches additionnelles en sus de la sous-couche principale dans laquelle des tranchées capillaires sont créées, elle peut donc parfaitement s’appliquer également à la réfection peu coûteuse d’un terrain existant pour le faire évoluer d’un terrain classique à un terrain selon l‘invention.

L’avantage de cette solution concernant la quantité de matériaux drainants et capillaires nécessaires pour obtenir une profondeur de nappe d’eau suffisante est que ces matériaux ne concernent que les tranchées capillaires dont la base, c’est à dire la surface projetée sur le plan horizontal peut être une très faible proportion de la surface du terrain, impliquant un volume de matériau diminué dans la même proportion mais permettant d’obtenir un effet comparable.

L’avantage supplémentaire en phase de fonctionnement d’un terrain selon l’invention est que le contrôle de la teneur en eau de toute la couche de jeu ne se fait pas par le niveau d’une nappe d’eau dans un grand volume ayant pour base toute la surface du terrain mais par le niveau d’une nappe d’eau dans un volume très restreint car sa base est restreinte aux seules tranchées capillaires, cette base ayant une surface pouvant ne représenter qu’une très faible portion de la surface du terrain.

Les quantités d’eau à faire monter ou descendre pour contrôler la teneur en eau du terrain sont donc des quantités d’eau restreintes, ce qui peut se faire avec des infrastructures plus légères et de besoins d’énergie de pointe plus faibles et nécessitant une quantité d’eau immédiatement disponible plus faible également.

De plus, ces tranchées dans la sous-couche, située sous la couche de jeu, peuvent être réalisées en rénovation d’un terrain existant sans avoir à enlever la couche de jeu en place, les tranchées étant séparées du reste de la sous-couche par la mise en place d’une membrane qui sera tenue par l’installation du matériau drainant et capillaire à l’intérieur des tranchées capillaires, matériau qui peut d’ailleurs être le même que celui de la couche de jeu. Il convient simplement d’installer en fond de tranchées des tuyaux annelés perforés qui permettront d’évacuer ou de fournir de l’eau pour le contrôle du niveau de la nappe, ces tuyaux étant eux-mêmes connectés à des collecteurs qui seront installés dans une grosse tranchée à l’extérieur ou en bordure du terrain.

Compte tenu de cet avantage essentiel, l’invention trouve ainsi à s’appliquer aussi bien dans le cas de figure d’un terrain disposant de réserve de stockage d’eau que dans le cas de figure d’un terrain n’en disposant pas.

Le premier cas de figure concerné par l’invention est celui d’un terrain de sport où sont disposés sous la couche de jeu des réservoirs de stockage d’eau permettant de conserver l’eau de pluie qui tombe notamment pendant la saison pluvieuse, de façon à disposer de cette eau en période de sécheresse pour l’irrigation du gazon. Or, dans ces réservoirs de stockage d’eau et dans le cas le plus classique où le volume disponible pour le stockage de l’eau est fixe dans le temps, le niveau de l’eau à un moment donné dépend alors directement de la quantité d’eau stockée dans les réservoirs de stockage au moment considéré tandis que la gestion de la teneur en eau de la couche de jeu du terrain nécessite au contraire une profondeur d’une nappe d’eau totalement indépendante de la quantité d’eau stockée dans les réservoirs. Ce niveau d’eau des réservoirs de stockage ne convient donc pas du tout pour piloter la teneur en eau de la couche de jeu par des forces capillaires.

Cependant, dans ce cas de figure, le problème est résolu selon l’invention en installant les réservoirs de stockage d’eau sous la couche de jeu et en les disposant en lignes parallèles, tout en ménageant un espace entre deux lignes successives de réservoirs de stockage d’eau et en remplissant ledit espace d’un matériau drainant et capillaire. Les tranchées capillaires ainsi constituées entre les lignes peuvent d’ailleurs avoir une profondeur différente, en général supérieure à la profondeur des réservoirs. Il suffit de creuser dans le sol en place bien nivelé une tranchée de la différence de profondeur, au niveau desdites tranchées. Ces tranchées capillaires qui alternent ainsi avec les lignes de réservoirs de stockage, sont équipées selon l’invention de moyens pour y installer une nappe d’eau et pour en gérer le niveau. Cette alternance de lignes de réservoirs et de tranchées capillaires permet de gérer indépendamment la profondeur des réservoirs de stockage en fonction des besoins de stockage d’eau et la profondeur des tranchées capillaires en fonction des objectifs de forces capillaires à appliquer à un moment donné pour un substrat donné dans le cadre de la gestion de la teneur en eau de la couche de jeu.

Ainsi, on obtient selon l’invention une structure en râteau, avec perméabilité et continuité capillaire entre la couche de jeu et la nappe d’eau située dans les tranchées capillaires disposées entre les lignes de réservoirs de stockage d’eau.

Cependant, pour que le niveau de la nappe d’eau à l’intérieur des réservoirs n’influence pas les forces capillaires à l’intérieur de la couche de jeu, il est nécessaire selon l’invention qu’il n’existe pas de continuité capillaire entre la nappe d’eau à l’intérieur des réservoirs et la couche de jeu située au-dessus des réservoirs. Cependant, même s’il y a selon l’invention discontinuité capillaire entre la couche de jeu et les réservoirs de stockage d’eau, l’interface entre ces réservoirs et la couche de jeu n’est pas forcément imperméable et peut éventuellement permettre que le drainage gravitaire se fasse directement de la couche de jeu vers les réservoirs de stockage. L’important est que le niveau d’eau dans les tranchées soit le seul à contrôler par le biais des forces capillaire la quantité d’eau que la couche de jeu retient par capillarité ou laisse s’évacuer par gravité. En prenant soin de choisir des réservoirs de stockage d’eau qui ne présentent pas de continuité capillaire entre lesdites réservoirs de stockage et la couche de jeu située au-dessus, le niveau d’eau dans les réservoirs de stockage d’eau est alors sans influence sur la teneur en eau dans la couche de jeu.

C’est en particulier le cas, dans une solution préférée selon l’invention, où les réservoirs de stockage sont des réservoirs presque vides, en dehors des éléments de structure nécessaires pour la solidité mécanique desdits réservoirs, avec en partie supérieure une surface perméable servant d’interface avec la couche de jeu, la discontinuité capillaire étant obtenue et se maintenant tant que le réservoir n’est pas complètement plein et qu’une couche d’air entre l’eau et la membrane supérieure perméable assure la discontinuité capillaire.

Dans ce cas de figure, en l’absence d’effet capillaire du niveau d’eau dans les réservoirs, le seul outil de contrôle de la teneur en eau de la couche de jeu par des forces capillaires est bien le niveau de la nappe d’eau à l’intérieur des tranchées capillaires qui sont ménagées entre les réservoirs de stockage d’eau, lesdites tranchées capillaires étant elles-mêmes alimentées par les moyens prévus selon l’invention avec de l’eau qui peut provenir, selon les besoins, soit de l’eau stockée dans les réservoirs de stockage, soit éventuellement d’un autre réseau, tandis que, selon les besoins et circonstances, les excès d’eau de pluie s’écoulant par drainage gravitaire servent à alimenter les réservoirs de stockage d’eau ou sont évacuées vers les égouts.

L’avantage de l’invention dans ce premier cas de figure est de permettre le contrôle de la couche de jeu sans réservoirs à fond mobile et sans sous-couche entre la couche de jeu et les réservoirs mais avec un très faible volume de matériau drainant et capillaire dans les tranchées ménagées selon l’invention entre les lignes de réservoirs et un très faible volume d’eau à l’intérieur desdites tranchées.

La seconde application concerne un terrain de sport sans réserve de stockage d’eau sous le terrain. Avec le souci de minimiser les transports de matériaux, ce terrain est construit selon l’invention avec une couche de jeu posée sur une sous-couche de terrain en place dans laquelle sont installées des couches capillaires remplies de matériau drainant et capillaire en continuité capillaire avec la couche de jeu posée sur ladite sous-couche.

Dans ce cas de figure, le fait de n’avoir à remplir d’un matériau performant (drainant et capillaire) que le seul volume des tranchées drainantes et capillaires, permet d’optimiser l’impact écologique et économique de la construction du terrain en économisant la ressource en granulats et leur transport jusqu’au site de construction du terrain. Une fois le terrain en phase de fonctionnement, celui-ci sera irrigué par capillarité et drainé par gravité avec un pilotage des flux capillaires ascendants et des flux gravitaires descendants par le niveau de la nappe d’eau dans les tranchées remplies de matériau drainant et capillaire, ce qui permet d’assurer un fonctionnement écologique et qualitatif du terrain en minimisant les besoins en eau en été et en favorisant l’aération et surtout l’oxygénation du terrain en hiver.

Pour que, selon l’invention, les moyens d’apport ou d’évacuation d’eau dans lesdites tranchées pour y créer une nappe d’eau et en contrôler le niveau ne concernent que le volume d’eau présent à l’intérieur desdites tranchées et pas le volume d’eau à l’intérieur des bandes de terrain naturel de part et d’autre desdites tranchées capillaires, une solution préférée selon l’invention est d’installer une membrane imperméable au fond des tranchées capillaires et sur les bords verticaux de ces tranchées.

Ce n’est toutefois pas toujours nécessaire d’installer une telle membrane imperméable verticale en bord de tranchée capillaire. Ainsi, par exemple, quand les tranchées sont simplement des espaces ménagés entre des lignes de réservoirs de stockage dont les parois verticales sont déjà imperméables, il n’est pas nécessaire de rajouter une membrane imperméable en bordure de tranchée. De même, il n’est pas non plus nécessaire d’installer une membrane imperméable horizontale en fond de tranchée dans le cas où le fond sur lequel repose l’ensemble de la sous-couche est déjà imperméable ou imperméabilisée, par exemple une sous-couche comprenant une membrane imperméable sous elle.

En tout état de cause, le fait d’avoir le volume des tranchées séparé au fond et sur les côtés de leur environnement de façon suffisamment imperméable fait partie des moyens d’y installer une nappe d’eau et d’en gérer le niveau.

Ces buts et avantages, ainsi que d’autres qui apparaitront par la suite, sont atteints par un terrain de sport comprenant une couche de jeu posée sur une sous-couche, avec une partition de la surface dudit terrain en deux sous-surfaces complémentaires, dont les superficies respectives sont toutes deux strictement positives, dans lequel :

- à l’aplomb d’une première sous -surface, la structure dudit terrain de sport est équipée de moyens pour créer une nappe de liquide, telle que par exemple une nappe d’eau, dans le volume de la sous-couche située sous la couche de jeu et à l’aplomb de la première sous-surface, et pour en gérer le niveau ;

- la sous-couche comporte une multitude de tranchées capillaires situées à l’aplomb de la première sous-surface, lesdites tranchées capillaires étant configurées pour assurer une perméabilité et une continuité capillaire entre la couche de jeu et ladite nappe de liquide.

De préférence, la sous-couche est configurée de telle sorte qu’à l’aplomb de la seconde sous-surface il n’existe pas de flux capillaire entre une nappe de liquide, telle que par exemple une nappe d’eau, située à l’aplomb de la seconde sous-surface et la couche de jeu située au-dessus.

Selon une caractéristique technique particulière de l’invention, la sous-couche est configurée de telle sorte qu’à l’aplomb de la seconde sous-surface il existe une frontière capillaire entre ladite nappe de liquide à l’aplomb de la seconde sous-surface et la surface de jeu située au-dessus.

De préférence, les sous-surfaces sont respectivement constituées d’une multitude de premières bandes parallèles, toutes d’égale largeur d’une part, et d’une multitude de secondes bandes parallèles, toutes d’égale largeur d’autre part, chaque première bande s’intercalant exactement entre deux secondes bandes, le volume de la sous-couche à l’aplomb des premières bandes définissant une multitude de tranchées capillaires, de hauteur E2 et de largeur WA.

Avantageusement :

la sous-couche sur laquelle repose la couche de jeu comprend une multitude de bandes rectilignes constituées d’un alignement de réservoirs de stockage d’eau, parallèles entre elles, de même largeur, traversant le terrain dans le sens longitudinal ou bien transversal, deux bandes successives parallèles de réservoirs de stockage d’eau étant séparées par un espace de largeur WA permettant d’y installer des tranchées capillaires de ladite largeur WA ;

la sous-couche est configurée de telle sorte qu’à l’aplomb de la seconde sous-surface il existe une frontière capillaire entre lesdits réservoirs de stockage d’eau et la couche de jeu située au-dessus.

De préférence, le terrain de sport est tel que le rapport R = WA/(WA+WB) est supérieur ou égal à 10% lorsque la largeur WA de chaque tranchée capillaire est sensiblement égale à 10 cm et que la largeur WB de chaque seconde bande rectiligne est inférieure à 1 m.

De préférence, le terrain de sport est tel que le rapport R = WA/(WA+WB) est compris entre 3% et 4% lorsque la largeur WA de chaque tranchée capillaire est sensiblement égale à 10 cm et que la largeur WB de chaque seconde bande rectiligne est sensiblement égale à 2,5 m, ou est sensiblement égal à 5% lorsque la largeur WA de chaque tranchée capillaire est sensiblement égale à 10 cm et que la largeur WB de chaque seconde bande rectiligne est sensiblement égale à 2 m.

Avantageusement, la hauteur des tranchées capillaires est supérieure ou égale à 15 cm et la profondeur maximale Pmax du bas desdites tranchées capillaires par rapport à la surface est supérieure ou égale à 35 cm.

Avantageusement, le terrain de sport comporte en outre un réseau de tuyaux et un drain annelé perforé, le réseau de tuyaux reliant l’ensemble des tranchées capillaires entre elles et étant lui-même apte à être relié à un réseau d’eau, le drain annelé perforé étant relié au réseau de tuyaux et étant disposé en bas des tranchées capillaires.

Avantageusement, le terrain de sport comporte en outre une membrane imperméable disposée au fond des tranchées capillaires et/ou sur des bords verticaux desdites tranchées capillaires.

Figures

est une vue de dessus d’un terrain de sport selon la présente invention.

est une vue en coupe verticale de ce terrain selon la ligne II-II de la .

est vue schématique de la montrant une forme de structure en râteau.

est une vue en coupe verticale d’un terrain selon la présente invention comportant un réservoir de stockage d’eau.

Description détaillée de l’invention

Même si la présente description et les figures concernent en priorité des terrains avec une partition de la surface du terrain en bandes parallèles (BA) et (BB) toutes de même largeur (WA) et (WB) respectivement et des tranchées capillaires (4) définies comme le volume de la sous-couche à l’aplomb des bandes (BA) car ce type de géométrie semble la plus simple et logique à mettre en œuvre, il importe cependant de préciser que cet aspect géométrique d'une partition de la surface du terrain en bandes rectilignes, parallèles et de même largeur n’est pas un point essentiel de l’invention.

De même, si le liquide utilisé dans les tranchées et la couche de jeu dans la description qui suit est de l’eau, il ne s’agit pas d’un aspect essentiel de l’invention, qui n’est donc pas limitée à ce seul liquide. La personne de l’art peut appliquer le concept avec tout type de liquide adapté à une couche de jeu, notamment dans une perspective de fertigation.

De façon générale, l’invention concerne tout terrain de sport comprenant une couche de jeu (1) d’épaisseur (E1) posée sur une sous-couche (2) d’épaisseur (E1), avec une partition de la surface du terrain en deux sous-surfaces complémentaires (A) et (B), dont les superficies respectives SA et SB sont toutes deux strictement positives, le terrain étant équipé de moyens pour créer une nappe d’eau (3) dans le volume de la sous-couche (2) située sous la couche de jeu (1) et à l’aplomb de la sous-surface (A) et d’en gérer le niveau d’eau et avec continuité capillaire et perméabilité entre la couche de jeu (1) et ledit volume de la sous-couche située sous la couche de jeu (1) et à l’aplomb de la sous surface (A) . C’est ce niveau d’eau dans les tranchées capillaires à l’aplomb de la sous surface A qui permet , grâce à la perméabilité et à la continuité capillaire entre la couche de jeu (1) et ladite nappe d’eau (3) à l’aplomb de la sous -surface ( A ), de contrôler le taux d’humidité de la couche de jeu, par l’effet des forces capillaires qui dépendent dudit niveau de la nappe d’eau, lesdites forces capillaires contrôlant à leur tour le drainage gravitaire de ladite couche de jeu d’une part et les flux capillaires alimentant ladite couche de jeu depuis ladite nappe d’eau d’autre part.

Aussi, dans le cas général, un terrain selon l’invention est un terrain de sport comprenant une couche de jeu (1) d’épaisseur (E1) posée sur une sous-couche (2) d’épaisseur (E2), avec une partition de la surface dudit terrain en deux sous-surfaces complémentaires (A) et (B), dont les superficies respectives SA et SB sont toutes deux strictement positives, dans lequel :

- à l’aplomb de la sous-surface (A), la structure dudit terrain de sport est équipée de moyens pour créer une nappe de liquide 3, telle que par exemple une nappe d’eau, dans le volume de la sous-couche (2) située sous la couche de jeu (1) et à l’aplomb de la sous -surface (A), et pour en gérer le niveau ;

- la sous-couche (2) comporte une multitude de tranchées capillaires (4) situées à l’aplomb de la sous-surface (A), lesdites tranchées capillaires (4) étant configurées pour assurer une perméabilité et une continuité capillaire entre la couche de jeu (1) et ladite nappe de liquide (3).

Il convient de préciser qu’assurer une perméabilité entre la couche de jeu (1) et lesdites tranchées capillaires (4) signifie simplement que les éventuels éléments de remplissage des tranchées capillaires (4) et la surface de contact (BA) entre la couche de jeu et lesdites tranchées capillaires (4) ne font pas obstacle à la mise en place d’un flux gravitaire descendant spontanément sous l’effet des forces de gravité à travers la couche de jeu (1) et jusqu’à ladite nappe d’eau (3), dès lors que la teneur en eau contenue dans la couche de jeu se trouve en surplus par rapport à la teneur en eau correspondant à l’équilibre capillaire, c’est à dire dès lors que les forces de gravité tirant l’eau vers le bas l’emportent sur les forces capillaires tirant l’eau vers le haut, compte tenu de la profondeur de la nappe et des caractéristiques capillaires du substrat de la couche de jeu. Cependant, si assurer une perméabilité est une condition nécessaire de l’invention, il convient de s’assurer en plus que cette perméabilité est suffisante pour faire baisser le surplus d’eau dans un laps de temps suffisamment court pour être vraiment satisfaisant.

Il est connu que cette condition de perméabilité, en l’absence d’obstacle spécialement installé pour imperméabiliser la colonne, est remplie dans toute colonne verticale remplie d’un milieu granulaire quelconque.

Ainsi, assurer une perméabilité entre la couche de jeu (1) et lesdites tranchées capillaires (4) n’implique pas de moyens supplémentaires autres que l’absence de barrière imperméable empêchant le flux gravitaire de s’écouler jusqu’à la nappe en sachant que le flux gravitaire pour un surplus d’eau donné est d’autant plus rapide que la perméabilité est importante et que l’appréciation d’une perméabilité satisfaisante est un sujet déjà bien connu de l’état de l’art.

De la même façon, Il convient de préciser qu’assurer une continuité capillaire à l’aplomb de la sous-surface ( A ) entre la couche de jeu (1) et ladite nappe d’eau (3) dans le volume de la sous-couche (2) située sous la couche de jeu (1) , signifie simplement qu’à l’aplomb de la sous-surface ( A ) la structure du terrain permet à l’eau de monter depuis la nappe d’eau (3) jusqu’à la couche de jeu(1) par l’effet des forces de capillarité quand la teneur en eau de la couche de jeu (1) est inférieure à la teneur en eau à l’équilibre capillaire.

Aussi, pour qu’un flux capillaire se mette spontanément à alimenter la partie supérieure, point n’est besoin de moyens rajoutés car la force qui fait monter l’eau se trouve dans la tension de surface à l’interface air -eau dans la couche de jeu et cette force fait monter l’eau depuis la nappe d’eau tant qu’il existe une colonne d’eau continue entre la nappe d’eau et la couche de jeu et que la force gravitaire du poids de cette colonne d’eau est inférieure à la traction de la tension de surface qui tracte ladite colonne. Le seul moyen nécessaire pour assurer la continuité capillaire est donc simplement d’avoir une structure qui ne crée pas de discontinuité de la colonne d’eau entre la nappe et la couche de jeu.

Il est connu en particulier que dans tout milieu granulaire et en présence d’une nappe d’eau et d’une demande évaporatoire, un flux capillaire vertical ascendant se met spontanément à alimenter la partie supérieure dudit milieu granulaire depuis ladite nappe d’eau, ledit flux capillaire spontané ayant pour effet de compenser partiellement et de façon plus ou moins efficace le déficit de teneur en eau par rapport à l’ équilibre capillaire créé par ladite demande évaporatoire , ce qui permet donc de rapprocher ainsi la teneur en eau du milieu de sa teneur en eau à l’équilibre capillaire.

L’efficacité de la continuité capillaire ici considérée se définit par le fait que la continuité capillaire est considérée d’autant plus efficace que le flux capillaire généré pour compenser partiellement le déficit de teneur en eau par rapport audit équilibre capillaire créé par une demande évaporatoire a pour effet de rapprocher davantage la teneur en eau dans la couche de jeu (1) de la teneur en eau à l’équilibre capillaire. Dit autrement, en période d’évapotranspiration intense, plus la continuité capillaire est efficace et moins grand est l’écart entre la teneur en eau de la couche de jeu et la teneur en eau à l’équilibre capillaire.

En l’occurrence, il est connu que dans un milieu granulaire de type sableux et même pour une très forte Evapotranspiration Potentielle ( ETP) allant jusqu’à 1 cm par jour, le flux capillaire ascendant qui se met spontanément en action est capable de soutenir la demande évaporatoire climatique, c’est à dire que le flux capillaire ascendant est capable d’égaler en moyenne quotidienne la valeur de l’ETP, dès lors que la nappe d’eau a son niveau piézométrique à moins de 50 cm de profondeur.

En revanche, et contrairement à ce qui est souvent admis, des milieux granulaires fins comme le limon ou a fortiori l’argile assurent bien une continuité capillaire mais avec une très faible efficacité en termes de flux ; aussi, contrairement aux idées généralement admises, ce type de milieu granulaire fin, par ailleurs peu efficace également en termes de perméabilité, n’est pas conseillé pour assurer une continuité capillaire efficace.

De façon étonnante en revanche, les essais réalisés avec du gravier ont révélé que du gravier 2-6 ou même 3-8 mm (surtout non roulé et non lavé) permet également d’assurer une continuité capillaire relativement satisfaisante.

Des graviers grossiers peuvent également assurer une certaine continuité capillaire dès lors qu’il existe un film d’eau à la surface des granulats mais là encore, l’efficacité en termes de flux diminuant avec la surface spécifique du granulat, il n’est pas souhaitable en termes d’efficacité de flux capillaire de choisir un gravier plus grossier que du gravier 2-6.

Par ailleurs, quel que soit le milieu, la présence de fibres (y compris éventuellement des racines) est un facteur de forte amélioration de l’efficacité de la continuité capillaire.

Enfin, les tranchées capillaires selon l’invention ne sont pas nécessairement remplies d’un unique matériau granulaire et peuvent comprendre selon l’invention un ensemble d’éléments ayant chacun une fonction propre, l’important étant d’assurer la continuité capillaire entre les tranchées capillaires et la couche de jeu au-dessus.

L’important dans le cadre de l’invention est qu’à l’aplomb de la surface (A), une teneur en eau inférieure à la teneur en eau à l’équilibre capillaire dans la couche de jeu (1) génère depuis la nappe (3) située dans la sous couche (2) à l’aplomb de ladite surface (A) un flux capillaire ascendant alimentant en eau ladite couche de jeu (1), contrairement à la situation à l’aplomb de la sous-surface (B) où il n’existe pas de flux capillaire entre une nappe d’eau située à l’aplomb de la sous-surface (B) et la couche de jeu (1) située au-dessus, par exemple parce qu’il existe alors une frontière capillaire entre cette nappe à l’aplomb de la surface B et la surface de jeu (1) située au-dessus , c’est à dire une impossibilité de flux capillaire depuis cette nappe jusqu’à la couche de jeu (1) située au-dessus.

Cette condition de continuité capillaire à l’aplomb de la sous surface (A) et seulement de la sous surface (A) entre la nappe d’eau (3) située dans les tranchées capillaire (4) et la couche de jeu (1) est une condition essentielle de l’invention.

Naturellement, pour chaque terrain selon l’invention, cette condition nécessaire n’est pas forcément suffisante et il convient également de s’assurer d’un choix pertinent concernant les éléments de remplissage des tranchées capillaires, la largeur desdites tranchées capillaires (4), le rapport de surface SA sur SB, la géographie de l’implantation de la surface (A), de telle façon que le flux capillaire ascendant soit suffisant pour assurer l’irrigation du gazon, compte tenu du climat local du terrain considéré et des objectifs d’irrigation choisis pour le terrain considéré.

En effet, l’évapotranspiration est proportionnelle à la surface totale du gazon SA + SB tandis que le flux capillaire permettant l’irrigation du gazon est proportionnel à la seule surface SA par laquelle passe ledit flux capillaire.

Aussi, plus le ratio R = SA / ( SA + SB ) est faible, plus il faut disposer de moyens performants pour compenser la faiblesse du ratio R afin d' assurer un flux suffisant. En effet, pour une irrigation parfaite, le flux entre la nappe ( 3) et la couche de jeu (1) qui ne passe qu’à travers la surface SA doit compenser l’évapotranspiration qui a lieu, elle, sur l’ensemble de la surface ( SA + SB ).

Comme vu ci-dessus, ces moyens pour obtenir un flux supérieur pour une surface donnée sont, d’une part, un matériau comprenant beaucoup de fibres pour une meilleure efficacité capillaire et, d’autre part, la remontée du niveau de la nappe en cas de forte demande évaporatoire.

De la même façon, dans le cas préféré et décrit ci-dessous des structures en râteau, le rapport WA / ( WA + WB ) où (WA) et (WB) sont respectivement les largeurs des tranchées capillaires (BA) et des bandes BB entre lesquelles ces dernières s’intercalent est une bonne approximation du ratio R et de la même façon que dans le cas général, plus le ratio WA / ( WA + WB ) est faible, plus il faut disposer de moyens performants pour assurer un flux dans les tranchées capillaires.

Par ailleurs, pour que ce soit bien le niveau de la nappe d’eau à l’aplomb de la sous-surface (A) qui détermine la pression capillaire dans la couche de jeu (1), il convient également de vérifier que le volume (5) de la sous-couche située sous la couche de jeu (1) et à l’aplomb de la sous-surface (B) ne contient aucune nappe d’eau en continuité capillaire avec la couche de jeu.

C’est ainsi le cas des terrains selon l’invention dans lesquels il n’y a pas de nappe d’eau dans la sous-couche (2) à l’aplomb sous la sous-surface (B).

Dans d’autres réalisation, un terrain selon l’invention peut éventuellement être doté de moyens pour gérer une nappe d’eau dans la sous-couche (2) à l’aplomb sous la sous-surface (B), comme c’est le cas en particulier avec les réservoirs de stockage présentés plus haut, dès lors toutefois qu’il n’existe aucune continuité capillaire entre la couche de jeu(1) et le volume d’eau éventuellement présent dans la sous-couche (2) à l’aplomb sous la sous-surface (B).

Dans le cas particulier des réservoirs de stockage (RS) avec une couche d’air (RSA) au-dessus de la nappe d’eau (RSW) à l’intérieur desdits réservoirs de stockage (RS) ou encore dans le cas de réservoirs (RS) avec un toit étanche, il y a bien dans ce cas une nappe d’eau dans les réservoirs de stockage et éventuellement possibilité d’en piloter le niveau par un réseau de tuyaux (6B) relié à un organe de contrôle des niveaux d’eau ; mais il n’y a pas de continuité capillaire entre cette nappe d’eau (RSW) à l’intérieur desdits réservoirs de stockage (RS) et la couche de jeu (1 ) au-dessus. Ainsi, dans ce cas de figure selon l’invention, et même s’il existe des moyen dans la structure du terrain pour créer une nappe d’eau dans le volume situé sous la couche de jeu et à l’aplomb de ladite seconde sous-surface complémentaire (B), le niveau de ladite nappe d’eau ne peut pas créer de forces capillaires contraignant la teneur en eau de la couche de jeu située au-dessus car il n’existe pas de continuité capillaire entre la couche de jeu (1) et ledit volume (5) situé sous la couche de jeu (1) et à l’aplomb de ladite sous-surface complémentaire (B). Le niveau de la nappe (RSW) située dans les réservoirs (RS) n’a donc pas d’influence sur les forces capillaires s’exerçant dans la couche de jeu.

De façon pratique, la description qui suit concerne une structure de terrain « en râteau », dont le principe est une partition de la surface du terrain en bandes rectilignes parallèles traversant le terrain avec alternance de bandes appartenant à la sous-surface (A) et de bandes appartenant à la sous-surface complémentaire (B), les bandes à l’aplomb de de ladite sous-surface (A) et situées dans la sous couche (2) correspondant aux tranchées capillaires (4) rectilignes de largeur (WA) et les bandes de la sous-surface complémentaire (B) étant des bandes de largeur (WB) , distantes entre elles de la largeur (WA) des tranchées capillaires (4) et les bandes à l’aplomb de de ladite sous-surface (B) et situées dans la sous couche (2) correspondant aux bandes (5) intercalées entre les tranchées capillaires (4). Ces bandes sont de préférence orientées pour traverser le terrain dans le sens longitudinal ou dans le sens transversal.

Ainsi, en considérant en coupe la couche de jeu (1) et la pluralité des tranchées capillaires (4) verticales situées en dessous, la structure se présente comme un râteau, la couche de jeu (1) jouant le rôle de la traverse horizontale et les tranchées capillaires verticales (4) situées dans la sous couche inférieure (2) jouant celui des dents du râteau, comme représenté à la .

De façon préférée, l’invention concerne un terrain de sport avec une telle structure en râteau, c’est à dire, de façon plus détaillée, un terrain comprenant une couche de jeu (1) posée sur une sous-couche (2), et avec une partition de cette dernière en deux sous-surfaces complémentaires (A) et (B) qui se présentent respectivement sous la forme d’une multitude de bandes parallèles (BA) , toutes d’égale largeur (WA) d’une part et d’une multitude de bandes parallèles (BB), traversant le terrain dans le sens longitudinal ou dans le sens transversal, toutes les bandes (BA) étant d’égale largeur (WA) et toutes les bandes (BB) d’égale largeur (WB) ; les bandes (BA) alternent avec les bandes (BB), chaque bande (BA) s’interposant exactement entre 2 bandes parallèles (BB) distantes entre elles de la largeur (WA) des bandes (BA). Dans ce contexte de solution préférée, le volume de la sous-couche (2) à l’aplomb chaque bande (BA) de largeur (WA) correspond à une tranchée capillaire (4), définie comme un parallélépipède de largeur (WA) et de profondeur (E2) situé dans la sous-couche (2) à l’aplomb de chacune des bandes (BA).

Ces tranchées capillaires (4) disposées dans la sous-couche (2) sont équipées de moyens pour y installer une nappe d’eau (3) en continuité capillaire avec la couche de jeu (1) et de moyens pour régler le niveau de cette nappe d’eau (3). Ainsi, par le niveau de la nappe d’eau dans les tranchées capillaires, il est possible selon l’invention de piloter la teneur en eau et en air de la couche de jeu (1) par l’intermédiaire des forces capillaires qui dépendent dudit niveau de la nappe d’eau et qui contrôlent à leur tour le drainage gravitaire de ladite couche de jeu (1) et les flux capillaires alimentant ladite couche de jeu (1) depuis ladite nappe d’eau située dans les tranchées capillaires (4).

Selon l’invention, les tranchées capillaires (4) sont remplies d’un ensemble d’éléments permettant d’assurer la perméabilité et la continuité capillaire entre la couche de jeu et lesdites tranchées capillaires (4).

Dans le cas où les tranchées capillaires (4) sont remplies d’un seul matériau, ledit matériau doit être à la fois drainant et capillaire. Un sable suffisamment « sale », non roulé et non lavé peut convenir dans certains cas de figure mais plus le ratio de surface des tranchées capillaires sur la surface totale du terrain WA / ( WA + WB ) est faible et plus il convient d’avoir un matériau vraiment capillaire.

Une solution préférée vraiment satisfaisante est le remplissage par un sable fibré, qui peut d’ailleurs de façon préférée être le matériau utilisé pour la couche de jeu (1).

Par ailleurs, la perméabilité entre la couche de jeu et la nappe d’eau (3) dans les tranchées capillaires (4) étant une condition exigée selon l’invention, il convient également de s’assurer que le flux gravitaire descendant sera suffisant pour que le drainage ne prenne pas trop de temps.

Cependant, il ne s’agit pas là d’une exigence particulièrement difficile à respecter, car le temps de drainage n’est pas vraiment un élément essentiel, dès lors qu’il n’est pas excessif par rapport aux objectifs de drainage choisis, en sachant, d’une part, que les conditions d’un drainages par gravité à travers des fentes de suintement sont déjà bien connues de l’état de l’art et que, d’autre part, et contrairement au flux capillaire ascendant depuis la nappe qui a lieu seulement dans les tranchées capillaires (4), le drainage gravitaire ne passe pas obligatoirement à travers les seules tranchées capillaires (4) mais, dans de nombreux cas de figure selon l’invention, peut passer également à travers le volume (5) de la sous-couche à l’aplomb des bandes (BB).

Dans la pratique, cependant, on choisit de préférence pour les tranchées drainantes une perméabilité globale équivalente ou supérieure à celle de la couche de jeu.

Par ailleurs, même si c’est implicite, on peut également préciser que les solutions selon l’invention se différentient de la situation déjà connue d’une sous-couche uniforme avec une nappe d’eau dans l’ensemble de ladite sous-couche par le fait que, dans le cas de l’invention, les tranchées capillaires (4) sont distinctes et séparées des volumes (5) situés dans la sous-couche (2) située sous la couche de jeu (1) et à l’aplomb des bandes (BB) et que, de plus, les moyens selon l’invention pour créer une nappe d’eau (3) dans les tranchées capillaires (4) et pour en piloter le niveau ne permettent pas de créer une nappe d’eau et d’en gérer le niveau dans lesdits volumes (5) à l’aplomb des bandes (BB). Dans ce cadre, le fait d’avoir au fond et sur les côtés une séparation suffisamment imperméable entre les tranchées capillaires (4) et leur environnement fait partie des moyens pour y installer une nappe d’eau (3) et pour en gérer le niveau.

Un réseau de tuyau (6) est également représenté sur les figures 2 et 4. Ce réseau de tuyaux (6) relie les tranchées drainantes (4) entre elles et à un centre de contrôle (9) muni des moyens nécessaires permettant de rajouter de l’eau à partir d’un réseau (7) ou de rejeter l’eau vers des égouts (8).

On retrouve en les bandes (BB), de largeur (WB) alternant avec les tranchées capillaires (4) de largeur (WA) mais figurent également sur la coupe les profondeurs (E1) et (E2) correspondant respectivement à la couche de jeu (1) et à la sous-couche (2).

Sur la coupe de la , est illustrée la présence dans les tranchées capillaire (4) d’une nappe d’eau (3) ayant son niveau à la profondeur (P) par rapport à la surface (S) du terrain. Le fond des tranchées est à la profondeur (PMAX).

La nappe d’eau (3) située entre le fond des tranchées capillaires et le niveau piézométrique de ladite nappe d’eau a pour épaisseur : PMAX - P. On a donc P < PMAX

Le réseau de tuyau (6) relie les tranchées drainantes (4) entre elles et au centre de contrôle (9) muni des moyens de rajouter de l’eau à partir du réseau (7) ou de rejeter l’eau vers les égouts (8).

Un drain annelé perforé (10) disposé en bas des tranchées capillaires (4) est également représenté ; il est relié au réseau de tuyaux (6) et permet une répartition dans l’ensemble de la tranchée capillaire de l’eau apportée ou au contraire extraite par le réseau de tuyaux (6).

Une frontière imperméable (11) sépare les tranchées capillaires (4) de leur environnement et offre en particulier une séparation verticale avec le volume (5) des bandes (BB) et une séparation horizontale avec le fond sur lequel reposent lesdites tranchées capillaires (4) mais cette frontière (11) ne sépare pas les tranchées capillaires (4) de la couche de jeu (1).

La est un simple extrait de la qui montre simplement la forme en râteau de la structure vue en coupe avec la couche (1) qui jouant le rôle de la traverse horizontale et les tranchées capillaires (4) verticales celui des dents du râteau, séparées entre elles par le volume (5) de chaque bande (BB).

La est une vue en coupe d’un terrain en râteau selon l’invention dans une réalisation particulière préférée où la structure comprend des réservoirs de stockage d’eau (RS) disposés en lignes parallèles non jointives qui constituent des bandes de largeur WB avec un espace de largeur WA entre les lignes de réservoir.

De préférence, sur le plan pratique , dans ce cas de figure où la structure comprend des réservoirs de stockage d’eau (RS) disposés en lignes parallèles non jointives qui constituent des bandes de largeur WB avec un espace de largeur WA entre les lignes de réservoir, une solution préférée pour la création d’une telle structure consiste à commencer par creuser dans le sol en place bien nivelé des tranchées parallèles de largeur (WA) et de profondeur (E2 - HMAX ) , avec ( E2 ) = (PMAX - E1), lesdites tranchées parallèles étant distantes entre elles d’une distance WB correspondant à la largeur des réservoirs d’eau.

Les réservoirs de stockage d’eau de largeur (WB ) et de hauteur ( HMAX) sont ensuite installés sur le sol en place , entre les tranchées de largeur (WA) et de profondeur (E2 - HMAX ) précédemment creusées dans le sol en place .

Ainsi, entre le haut des réservoirs de stockage d’eau et le bas des tranchées entre 2 lignes parallèles successives de réservoirs de stockage d’eau , se trouve ménagée une tranchée capillaire (4) de largeur (WA) et de profondeur ( PMAX - E1 - HMAX ) + HMAX = ( PMAX - E1 ) = ( E2 )

Une membrane imperméable (11) séparant les tranchées capillaires (4) du fond de forme et des réservoirs de stockage d’eau. un tuyau annelé perforé est ensuite disposé au fond de chaque tranchée capillaire (4) . Les tranchées capillaires (4) sont ensuite remplies d’un matériau adéquat.

La couche de jeu d’épaisseur ( E1 ) est ensuite installée au dessus de la surface supérieure de la couche (2) comprenant le sommet des tranchées(4) et des réservoirs de stockage d’eau (RS).

Le fond des tranchées capillaires (4) se trouve ainsi à la profondeur ( PMAX - E1 ) + E1 = PMAX

Ces réservoirs de stockage d’eau (RS) sont remplis d’eau sur une hauteur (H) depuis le fond des réservoirs de stockage. On a (H) strictement inférieur à (HMAX) , qui est la hauteur des réservoirs de stockage (RS), de sorte qu’il reste une couche d’air (RSA) au-dessus de la couche d’eau (RSW), ladite couche d’air ayant une épaisseur strictement positive et égale à HMAX - H .

Cette couche d’air constitue une frontière capillaire qui empêche l’existence d’un flux capillaire entre la nappe à l’intérieur des réservoirs de stockage et la couche de jeu. Cette frontière capillaire permet de supprimer toute influence du niveau de la nappe d’eau dans les réservoirs de stockage sur les forces capillaires à l’intérieur de la couche de jeu.

On note également sur la que les tranchées capillaires (4) de largeur (WA) descendent à la profondeur (PMAX), c’est à dire plus profondément que le fond des réservoirs posés sur le sol en place qui descendent à la profondeur E1 + HMAX , car on a choisi d’illustrer en une situation classique où l’on a PMAX > E1 + HMAX.

De ce fait, on note également sur la que les bandes (5) intercalées entre les tranchées capillaires (4) comprennent d’une part le sol en place dans la partie inférieure de la sous-couche (2) située sous la couche de jeu (1) et d’autre part les réservoirs de stockage d’eau (RS) posés sur ledit sol en place dans la partie supérieure de ladite sous-couche (2).

Sur la coupe de la est également représentée dans les tranchées capillaires (4) une nappe d’eau (3) à la profondeur (P) depuis la surface du terrain avec P < PMAX.

On constate en une profondeur (P) de la nappe d’eau (3) qui est également représentée supérieure à la profondeur du fond des réservoirs de stockage (RS). Cependant, cette profondeur étant variable peut aussi bien être inférieure à la profondeur du fond des réservoirs de stockage (RS) à un autre moment.

Comme en , l’espace entre deux bandes parallèles successives de réservoirs de stockage (RS) de largeurs (WB) est rempli de matériau drainant et capillaire et en contact direct avec la couche de jeu (1), et qui définit une tranchée capillaire (4). Cette tranchée capillaire (4) est séparée horizontalement du fond et verticalement des bandes (5) c’est à dire des réservoirs de stockage (RS) et du sol en place sus les réservoirs de stockage (RS) par une membrane (11) également représentée sur cette .

Est également représenté en un réseau de tuyaux (6) qui relient entre elle les tranchées capillaires (4) d’une part et les réservoirs de stockage d’eau (RS) d’autre part, ce réseau de tuyaux (6) étant relié à un centre de contrôle (9). La particularité de la coupe en est que le réseau de tuyaux (6) se décompose en un sous-réseau de tuyaux (6A) qui relie entre elles les tranchées capillaires (4) et le centre de contrôle (9) et un autre sous-réseau de tuyaux (6B) qui relie entre eux les réservoirs de stockage (RS) et ledit centre de contrôle (9), ce qui permet par des moyens appropriés, comme des vannes et éventuellement des pompes, de rajouter de l’eau ou de supprimer de l’eau dans les réservoirs de stockage (RS) ou dans les tranchées capillaires (4), de faire passer de l’eau des réservoirs de stockage (RS) vers les tranchées capillaires (4) ou dans l’autre sens des tranchés capillaires (4) vers les réservoirs de stockage (RS) ou encore de rajouter de l’eau depuis un réseau extérieur (7) ou encore d’évacuer de l’eau vers des égouts (8).

De préférence, sur le plan pratique , une solution préférée pour permettre de piloter le niveau de la nappe dans les tranchées est d’avoir l’ensemble des tuyaux (6A) remplis d’eau et reliés à un organe de contrôle qui mesure le niveau piézométrique de la nappe qui par le principe des vases communicants est le même dans toutes les tranchées et dans un réservoir contrôlable où le niveau est mesuré en permanence, de l’eau étant rajoutée ou respectivement extraite si le niveau se trouve plus bas ou respectivement plus haut que la hauteur piézométrique de consigne assignée à la nappe (3) . Ainsi, l’eau consommée par l’évapotranspiration ayant tendance à faire baisser le niveau de la nappe sera compensée par un apport d’eau au fur et à mesure qu’une baisse du niveau sera constatée lors du contrôle continu du niveau de la nappe tandis qu’à l’inverse les excès d’eau à la suite d’une précipitation seront évacués au fur et à mesure qu’une hausse du niveau sera constatée lors du contrôle continu du niveau de la nappe.

Les surplus d’eau dans la nappe d’eau (3) pourront avantageusement être évacués vers les réserves de stockage d’eau (RS) tant que celles-ci n’ont pas atteint leur niveau de remplissage maximal prévu et les apports d’eau vers la nappe d’eau (3) pourront avantageusement être issus des réserves de stockage d’eau (RS) dans les périodes où l’eau du réseau doit être économisée.

Si il n’y a plus de place dans les réservoirs de stockage alors qu’il est souhaité de faire baisser le niveau de la nappe (3) , le surplus d’eau peut être évacué vers les égouts (8) et si il faut rajouter de l’eau à une période où l’eau est disponible et peu chère et que l’on ne souhaite pas puiser dans les réserves de de stockage d’eau (RS), il est possible de rajouter de l’eau dans la nappe (3) à partir du réseau ( 7).

Est également représenté en bas de chaque tranchée capillaire (4) un tuyau de drainage annelé perforé (10) qui est connecté au réseau de tuyaux (6A) décrit ci-dessus, ce qui permet une distribution rapide et homogène sur toute la tranchée capillaire (4) de l’eau apportée ou évacuée passant par le réseau de tuyaux (6A).

Ainsi, les moyens qui permettent de façon préférée de créer une nappe d’eau (3) dans les tranchées capillaires (4) comportent, d’une part, une connexion entre lesdites tranchées capillaires (4) et un réseau de tuyaux (6A) permettant d’introduire ou d’extraire de l’eau dans lesdites tranchées capillaires (4) et, d’autre part, une frontière imperméable (11), de telle sorte que le volume des tranchées capillaires (4) est ainsi isolé de façon imperméable de son environnement, à l’exception, d’une part, de la connexion avec le réseau de tuyaux (6A) permettant d’y introduire ou d’en extraire de l’eau et à l’exception, d’autre part, de la surface supérieure desdites tranchées (4) qui assurent la continuité de circulation de l’eau gravitaire et capillaire entre la nappe d’eau (3) située dans lesdites tranchées capillaires (4) et la couche de jeu (1) située au-dessus.

Le réseau de tuyaux (6A) est lui-même relié à un organe de contrôle des niveaux d’eau (9) de la nappe d’eau (3) dans les tranchées capillaires (4) , ce qui permet d’introduire ou d’extraire de l’eau par ledit réseau de tuyaux (6A) dans ladite nappe d’eau (3) située dans lesdites tranchées capillaires (4).

Dans ce contexte, et compte tenu du choix selon l’invention d’une composition très perméable du substrat de la couche de jeu et du substrat drainant et capillaire de remplissage des tranchées capillaires sous la couche de jeu, c’est bien le niveau de la nappe d’eau dans les tranchées capillaires (4) qui permet de contrôler par les forces de capillarité aussi bien le drainage gravitaire de la couche de jeu (1) que le flux capillaire ascendant depuis les tranchées capillaires (4) vers la couche de jeu (1) . L’excès d’eau par rapport à la courbe caractéristique du substrat de teneur en eau à l’équilibre capillaire en fonction de la hauteur capillaire s’évacue très rapidement compte tenu de la forte perméabilité du substrat mais la teneur en eau qui se maintient par capillarité dans la couche de jeu (1) et ne peut donc s’évacuer par gravité compte tenu de la profondeur de la nappe d’eau (3) dépend entièrement du niveau de la nappe (3). La composition très perméable permet d’évacuer rapidement l’excès par rapport à la quantité retenue par capillarité mais cette quantité retenue par capillarité et qui ne sera donc pas drainée par gravité dépend exclusivement, elle, pour un substrat donné, de la profondeur de la nappe d’eau (3).

La profondeur Pmax par rapport à la surface du terrain des tranchées capillaire est ajustée pour permettre le pilotage de la teneur en air et en eau de la couche de jeu tandis que la hauteur Hmax des réservoirs de stockage d’eau (RS) est calculée en fonction du volume d’eau que l’on souhaite y stocker et ces deux profondeurs n’ayant pas de raison de coïncider, il n’y a donc pas de raison que le bas des tranchées capillaires (4) corresponde au bas des réservoirs de stockage (RS).

La profondeur Pmax par rapport à la surface du terrain des tranchées capillaires (4) à partir de la surface du terrain est de préférence supérieure à 25 cm, mais il est préférable qu’elle soit supérieure à 35 cm et pour une solution optimale se trouvera entre 40 et 60 cm.

Selon cette profondeur maximum Pmax et les caractéristiques capillaires du substrat de la couche de jeu, il faut adapter la stratégie de montée et descente du niveau de la nappe d’eau, l’efficacité d’un cycle de montée - descente étant plus importante pour une grande amplitude entre le niveau haut et le niveau bas de la profondeur de nappe durant le cycle et cette amplitude étant forcément inférieure à cette profondeur maximum Pmax qui limite donc ladite amplitude, ce qui implique pour une faible profondeur maximum Pmax de compenser par une plus grande fréquence des cycles pour un effet convenable en terme d’oxygénation du substrat. En revanche, seule une profondeur maximum Pmax suffisante permet de diminuer de façon significative la teneur en eau en hiver, de sorte que, pour les faibles profondeurs Pmax, seul un terrain hybride pourra avoir une réponse mécanique convenable en hiver malgré une forte teneur en eau.

Le fait de monter puis de descendre le niveau de la nappe d’eau dans les tranchées capillaires a pour effet d’augmenter puis de diminuer la teneur en eau de la couche de jeu. Il est donc paradoxalement intéressant pour oxygéner le substrat de commencer par augmenter la teneur en eau en montant très haut ( voire jusqu’en surface) le niveau de la nappe d’eau car c’est la diminution ultérieure par drainage gravitaire de la teneur en eau de la couche de jeu (1) qui succède à l’augmentation de la teneur en eau de ladite couche de jeu (1) lors de la descente du niveau de la nappe d’eau (3) dans les tranchées capillaires (4) qui s’accompagne dans ladite couche de jeu (1) d’une entrée d’air atmosphérique d’un volume égal à l’eau drainée. L’eau rajoutée dans la couche de jeu lors de la montée de la nappe d’eau (3) est ensuite drainée lors de la descente de la nappe d’eau (3) et remplacée par de l’air « neuf » venant de l’atmosphère au-dessus de la surface du terrain, cet air étant chargé en oxygène. Ces opérations de montée puis descente du niveau de la nappe d’eau sont un moyen extrêmement efficace et utile pour apporter dans la couche de jeu (1) l’oxygène nécessaire aux racines, et à l’écosystème du gazon (bactéries et champignons du sol).

L’avantage de cette structure avec tranchées capillaires selon l’invention en général et en particulier de cette structure « en râteau » vient du fait que la teneur en eau dans la couche de jeu (1) en présence d’une nappe d’eau située (3) en dessous n’est pas contrôlée par la quantité d’eau contenue dans l’ensemble de la couche située sous la couche de jeu mais seulement par la profondeur de la nappe d’eau en continuité capillaire avec la couche de jeu dans les seules « tranchées capillaires »(4). Ainsi, dans cette configuration de « tranchées capillaires » disséminées dans la couche sous-jacente et même si la surface du toit desdites tranchées capillaires ne représente qu’une faible proportion de la surface de contact entre la couche de jeu et la couche sous-jacente, cela suffit pour contrôler la teneur en eau de la couche de jeu car le drainage gravitaire et l’irrigation capillaire par les tranchées peuvent être aussi efficaces que si toute la couche située sous la couche de jeu assurait la fonction de couche drainante et de couche de capillarité avec une nappe d’eau occupant tout le volume à la même profondeur. Ainsi, les matériaux drainants et capillaires à apporter pour constituer la sous-couche selon l’invention ne concernent que les tranchées et le reste du volume de la couche sous-jacente peut être libre pour une autre fonction ou bien encore être tout simplement le fond de forme naturel présent sur le site.

Ainsi, le volume de matériau drainant et capillaire à apporter pour remplir les tranchées capillaires et d’eau pour piloter le système est divisé par rapport à une couche drainante capillaire continue occupant toute la surface du terrain dans la proportion de la surface des tranchées capillaires par rapport à la surface du terrain et par ailleurs toute la surface non utilisée par les tranchées est potentiellement disponible pour une autre fonction, en particulier pour la mise en place de réservoirs de stockage d’eau.

Exemples de réalisation

Comme il a été vu plus haut, plus le ratio WA / ( WA + WB ) est faible , plus il faut disposer de moyens performants pour assurer un flux dans les tranchées capillaires.

Dans tous les cas, la remontée de la nappe d’eau permettra toujours d’assurer in fine le flux capillaire suffisant mais au prix d’une teneur en eau d’autant plus élevée que le niveau de la nappe d’eau est haut alors que l’on cherche non seulement une irrigation permettant de compenser l’évapotranspiration à un niveau proche de l’évapotranspiration potentielle (ETP) et en même temps à avoir une teneur en eau aussi faible que possible près de la surface pour un flux capillaire donné afin de limiter les risques de maladies.

Or les trois moyens pour diminuer la teneur en eau près de la surface pour un flux capillaire donné sont d’augmenter l’épaisseur de la couche de jeu, de baisser le niveau de la nappe d’eau et d’augmenter la performance du substrat en cherchant un substrat à la fois drainant et capillaire.

Pour cette raison, il est nécessaire pour chaque terrain de chercher un compromis aussi pertinent que possible en considérant simultanément l’aspect d’exigence de performance et les conséquences en termes de budget de création des terrains.

L’avantage de l’invention en termes de rapport coût efficacité est de concentrer l’essentielle fonction capillaire sur les seules dents du râteau. Plus le ratio WA / ( WA + WB ) est faible et plus économique est la construction du terrain .

En revanche, pour que la structure en râteau soit efficace, et même si les bandes de largeur WA correspondant aux dents du râteau ne représentent qu’une faible proportion de la surface du terrain, il faut que les dents du râteau soient suffisamment longues pour pouvoir abaisser suffisamment le niveau de la nappe, afin de permettre un bon drainage en hiver.

La fonction des tranchés capillaires est de permettre à moindre coût de sur-baisser le niveau du zéro capillaire c’est à dire du niveau piézométrique de la nappe par rapport au bas de la sous couche de jeu (1).

Les exemples ci-dessous illustrent différentes possibilités de faire varier les paramètres qui permettent d’agir à la fois sur les performances et sur les prix d’installation des terrains selon l’invention.

De façon préférée, dans une version économique, la hauteur (E2 ) des tranchées capillaires (4) est comprise entre 7cm et 15 cm .

Ainsi, en considérant par exemple une couche de jeu (1) de 15 cm, des tranchées capillaires d’une hauteur (E2 ) de 7 cm , cela donne une profondeur maximale Pmax des tranchées capillaires à partir de la surface du terrain de 22 cm et dans le cas d’ une faible épaisseur de nappe d’eau de 1 cm, cela donne une profondeur de nappe à 21 cm, ce qui suffit pour avoir en hiver un drainage relativement convenable de la zone de jeu.

Cependant, dans une version préférée plus qualitative, la hauteur (E2 ) des tranchées capillaires (4) est supérieure ou égale à 15 cm et la profondeur profondeur maximale Pmax est supérieure ou égale à 35 cm.

Ainsi, en considérant par exemple une couche de jeu d’épaisseur (E2 ) égale à 1O cm , avec des tranchées capillaires d’une hauteur (E2 ) de 25 cm , cela donne une profondeur maximale Pmax des tranchées capillaires à partir de la surface du terrain de 35 cm et toujours dans le cas d’ une faible épaisseur de nappe d’eau de 1 cm, cela donne une profondeur de nappe à 34 cm, ce qui permet d’avoir un très bon drainage de la nappe en hiver, malgré une couche de jeu peu épaisse et donc plus économique.

Dans un autre type de configuration avec réserves d’eau pour l’arrosage et en prenant comme exemple le cas d’un terrain de football de 10 000 m2, un volume de stockage d’eau d’environ 4 000 m3 peut être constitué par l’installation sur une surface d’environ 9 000 m2 répartie sous le terrain d’éléments de stockage de 50 cm d’épaisseur avec un taux de remplissage de 90 %.

Un tel volume de stockage est évidemment considérable, grâce à la très grande surface occupée par un terrain de sport de grand jeu. Si, à titre de comparaison on voulait construire sous le terrain ou en dehors du terrain un élément de stockage de volume équivalent mais n’occupant que 1 000 m2 par exemple, il faudrait une excavation sous le terrain ou une sur-élévation supérieure à 4 m, impliquant de considérables contraintes et coûts de travaux tandis qu’un même volume de stockage sur une surface de seulement 100 m2 devrait occuper une hauteur de 40 mètres. Ainsi, avec seulement 10 % de la surface, par exemple des tranchées capillaires avec une largeur WA de tranchée de 10 cm et une équidistance entre tranchées de 1 mètre, correspondant à une largeur WB de 1 mètre, on peut selon l’invention combiner la fonction de contrôle de la teneur en eau par les forces capillaires depuis les tranchées capillaires et la fonction de stockage d’une très importante quantité d’eau.

Par ailleurs, , pour que la teneur en eau dans la couche de jeu reste homogène sur le plan horizontal sur l’ensemble du terrain il faut que la largeur WB des bandes de terrain sans continuité capillaire entre deux tranchées capillaires ne soit pas trop grande et que la largeur WA des tranchées capillaires(4) soit suffisante pour permettre à la fois des flux de drainage capillaire suffisants pour contrebalancer sur l’ensemble de la surface l’évapotranspiration en été et les précipitations en hiver.

Les équidistances efficaces pour des tranchées drainantes sont déjà connues de l’état de l’art et de plus l’invention n’implique pas que les bandes sans continuité capillaire entre la couche de jeu et la couche en dessous soient séparées par une frontière imperméable, de sorte que le fait de réserver les tranchées drainantes et capillaires à une surface représentant un faible ratio de surface par rapport à la surface du terrain n’est pas un problème nouveau ou sérieux.

Dans le cas en particulier des réservoirs de stockage d’eau dans lesquels l’absence de continuité capillaire est obtenue en maintenant simplement dans ledit réservoir une couche d’air au-dessus de la nappe d’eau, le toit des réservoirs peut être une membrane perméable, de sorte que le drainage gravitaire de la couche de jeu a lieu non seulement en direction des tranchées capillaires mais également en direction des réservoirs de stockage par percolation à travers le toit perméable de ces réservoirs de stockage, même si c’est le niveau de la nappe d’eau dans les tranchées capillaires qui détermine la pression capillaire et donc les forces capillaires exercés dans la couche de jeu et donc, dans ladite couche de jeu, la quantité d’eau retenue par capillarité et la quantité d’eau qui s’écoule par gravité.

En revanche, pour le système selon l’invention, une difficulté nouvelle se pose en ce qui concerne les capacités d’irrigation par capillarité à travers une surface très restreinte. En effet, pour une nature de milieu capillaire donnée la capacité de flux capillaire maximal sous l’effet d’une demande climatique évaporatoire est proportionnelle à la surface des seules tranchées capillaires par lesquelles passe tout le flux.

Cependant, de façon surprenante, les essais réalisés montrent que l’on peut surmonter cette difficulté selon l’invention de deux façons complémentaires :

- d’une part en multipliant les chemins capillaires dans les tranchées, ce qui est réalisable de façon extrêmement efficace en augmentant la densité de fibres dans un substrat sableux fibré

- d’autre part en remontant le niveau de la nappe autant que de besoin mais non pas en permanence mais seulement en période de forte demande évaporatoire.

Ainsi, on peut avoir des tranchées capillaires (4) profondes pour permettre de baisser la nappe d’eau (3) et obtenir un drainage efficace de la couche de jeu (1) en hiver, mais remonter la nappe d’eau (3) en été pour augmenter le flux capillaire dans les tranchées capillaire (4) et compenser ainsi le faible ratio WA / ( WA + WB ) en période de forte demande évaporatoire.

Ainsi, en pratique, avec un substrat de type Radicalé à forte densité de fibres et avec une profondeur que l’on fait varier en été entre 30 cm et par moments 15 cm de la surface, les essais ont montré de façon surprenante qu’un ratio de surface R = WA / ( WA + WB ) de 3% est suffisant pour assurer l’irrigation du gazon avec une ETP de l’ordre de 1 cm par jour.

En revanche, en hiver et en l’absence d’ETP significative, le niveau de la nappe d’eau dans les tranchées drainantes doit être plus bas.

La profondeur de la nappe d’eau pour obtenir par drainage gravitaire une teneur en eau basse donnée dans la couche de jeu dépend bien entendu de la courbe de teneur en eau à l’équilibre capillaire caractéristique du substrat de ladite couche de jeu. En pratique, cependant, pour obtenir dans le cas d’un substrat très perméable comme utilisé de préférence dans le cadre de l’invention, l’ordre de grandeur de la profondeur nécessaire pour obtenir une faible teneur en eau par drainage gravitaire se situe autour de 40 cm.

De façon idéale, on peut obtenir facilement un résultat satisfaisant dans cette perspective avec des tranchées d’une profondeur d’environ 40 cm moins l’épaisseur de la couche de jeu comme c’est par exemple le cas d’une couche de jeu de 12 cm avec des tranchées d’une profondeur de 28 cm. Quand la nappe est descendue à 40 cm, la teneur en eau est faible et la teneur en air élevée dans le substrat.

Il est cependant possible selon l’invention, de ne pas viser d’obtenir en permanence une faible teneur en eau mais de gérer le drainage hivernal différemment si l’on accepte que le substrat de la couche de jeu garde en hiver une teneur en eau élevée mais avec le souci d’une bonne oxygénation du substrat. Le principe des cycles de montées suivies de descentes du niveau de la nappe d’eau exposé plus haut permet de répondre à cet objectif.

Dans ce cas en effet, l’important n’est pas tant d’obtenir dans le substrat de la couche de jeu la teneur en eau la plus faible possible et la teneur en air la plus forte possible grâce à une importante profondeur de la nappe d’eau dans les tranchées drainantes, mais plutôt d’obtenir une amplitude suffisante entre 2 niveaux de teneur en eau (ou en air ) à l’issue des drainages obtenus à deux instants successifs avec 2 profondeurs de nappe d’eau dans les tranchées capillaires différentes, pour que la différence de teneur d’eau dans la couche de jeu obtenue à l’issue d’une montée suivie d’une descente du niveau de la nappe dans les tranchées capillaires soit compensée par un apport d’air frais chargé en oxygène depuis l’atmosphère à la surface du gazon.

Dans cette perspective, une profondeur de 25 à 30 cm suffit pour obtenir à la fois l’oxygénation du substrat et un substrat pas trop mouillé

Une réalisation préférée selon l’invention concerne les terrains caractérisés par une profondeur du bas des tranchées PMAX ≥ 30 cm.

C’est possible à réaliser pour des tranchées de 30 cm de profondeur moins l’épaisseur de la couche de jeu, par exemple avec une couche de jeu (1) de 10 cm d’épaisseur (E1) et des tranchées capillaires (4) de 20 cm de profondeur à l’intérieur de la sous-couche (2).

Si l’on accepte que le substrat reste assez proche de la saturation en hiver mais en exigeant toutefois qu’il soit suffisamment oxygéné pour la santé des racines et donc du gazon, cela peut être obtenu avec une couche de jeu de 10 cm et des tranchées drainantes d’une profondeur de seulement 10 cm, mais cela exige simplement des montées et descentes suffisamment fréquentes du niveau de la nappe d’eau entre le haut et le bas des tranchées. Cependant, il faut tenir compte du fait qu'une couche de jeu toujours proche de la saturation n’est compatible mécaniquement avec le jeu que pour des gazons hybrides et une profondeur PMAX ≤ 20 cm n’est donc pas recommandée pour un gazon naturel non hybride.

Dans la pratique, des essais réalisés montrent qu’on obtient un résultat pratiquement aussi satisfaisant en terme de contrôle de la teneur en eau de la couche de jeu que ce que l’on obtiendrait avec une couche de jeu de 10 cm sur une sous-couche de 30 cm et avec une nappe d’eau de 5 cm par rapport au fond de la sous-couche avec une couche de jeu de 8 à 12 cm d’épaisseur posée sur le sol naturel, en y ayant réalisé des tranchées de 30 cm de profond et d’une largeur WA de 10 cm tous les mètres, soit WA = 10 cm et WB = 1m et avec une nappe d’eau de 5 cm dans le bas des tranchées, soit une nappe d’eau à la profondeur P par rapport à la surface de 35 cm.

Dans ce cas de figure, même si les fonctions de drainage et de flux capillaire ascendant sont probablement ralenties du fait d’une surface de tranchées capillaire représentant seulement 10 % environ de la surface totale, le résultat en termes de contrôle la teneur en eau de la couche de jeu ne s’en ressent pas de façon perceptible.

Avec un résultat pratiquement aussi satisfaisant qu’avec une nappe d’eau dans une sous-couche dont la surface est celle du terrain, l’avantage est qu’une telle construction en râteau se fera avec seulement 10% de l’apport et du transport de la quantité de matériau drainant et capillaire qui aurait été nécessaire pour la réalisation d’une sous couche de 30 cm d’épaisseur sous l’emprise de toute la surface du terrain de sport dans une solution sans structure en râteau selon l’invention.

Les essais réalisés dans les conditions ci-dessus de surface de tranchées de 10 cm ou de 7 cm de large tous les 2,50 m avec un remplissage de la couche de jeu et des tranchées capillaires en substrat Radicalé et avec des réservoirs d’eau de 2,50 mètres de large et dont la surface supérieure est perméable mais sans continuité capillaire du fait que les réservoirs sont vides et qu’il existe une couche d’air au-dessus de la masse d’eau, montrent bien évidemment un drainage parfait tandis que le flux capillaire ascendant, quoique amoindri, semble suffisant pour assurer une irrigation capillaire convenable en situation estivale avec une ETP de 3 ou 4 cm par jour, lorsqu’un géotextile qui remonte le long des parois verticales des tranchées capillaires est ensuite allongé horizontalement sous la couche de jeu au-dessus des réservoirs de stockage d’eau entre 2 tranchées capillaires avant l’installation de la couche de jeu.

De façon préférée, le substrat de la couche de jeu et le milieu poreux et drainant des tranchées capillaires sera réalisé avec un substrat sableux contenant des fibres. les meilleurs résultats ont été trouvés avec le substrat commercialisé sous la dénomination Radicalé ou avec le substrat commercialisé par la société Natural Grass sous la marque française n°4044209, AirFibr, constitué de sable, de liège et de fibres car ce substrat dispose à la fois de caractéristiques de forte perméabilité et de forte capillarité et sur le plan mécanique de forte résistance et de forte souplesse et qui sera choisi de préférence pour la réalisation de la présente invention.

De façon préférée, dans une perspective d’homogénéisation horizontal du flux capillaire issu des tranchées capillaires, un géotextile qui remonte le long des parois verticales desdites tranchées capillaires pourra être allongé horizontalement sous la couche de jeu entre 2 tranchées capillaires, ce qui permet par un chemin capillaire privilégié de conduire horizontalement l’eau à l’interface d’où elle pourra continuer à monter verticalement par capillarité dans le substrat.

Avec sous la sous-surface (B) des bandes sans contrôle capillaire sur la couche de jeu d’une largeur WB et des tranchées capillaires de largeur (WA), le ratio R de surface occupée par les tranchées capillaires sur la surface totale du terrain est approximativement égal à R= WA / ( WA+WB)

Avec des tranches drainantes de 10 cm de large tous les 2, 5 mètres, cela donne un ratio R représentant un peu moins de 4 % tandis qu’avec des tranches drainantes de 7 cm de large réparties tous les 2, 5 mètres, cela donne un ratio R représentant un peu moins de de 3 %. Le résultat n’est pas aussi satisfaisant qu’avec un ratio R plus important mais il reste cependant convenable dans le cas d’un substrat très fibré dans les tranchées drainantes et la couche de jeu, et en faisant reposer un géotextile sur l’ensemble de la surface de contact entre la couche de jeu et la sous-couche.

Avec des tranches drainantes de 5 cm de large tous les 2, 5 mètres, cela donne un ratio R représentant un tout petit peu moins de 2 %. Dans ces conditions, le système fonctionne encore mais avec une perte de performance très sensible, tant sur le plan du drainage que de l’irrigation en phase d’évapotranspiration importante, même s’il est possible de compenser cette perte d’efficacité estivale en remontant la nappe d’eau en périodes de forte chaleur estivale, ce qui permet l’irrigation mais de façon moins homogène et avec, du coup, un profil trop humide.

De façon préférée, même s’il est possible de descendre le ratio encore plus bas, et même si cela permet d’économiser encore sur les matériaux, il ne semble pas souhaitable de descendre en dessous d’un ratio de 2% ou 3% car les économies qui en découlent par rapport au coût de structure sont marginales alors que la baisse de qualité du terrain est trop sensible.

Il est préférable de choisir un ratio supérieur à 4% pour un résultat qui reste probant avec des substrats très fibrés dans les tranchées capillaires et la couche de jeu.

Pour un fonctionnement satisfaisant et facile à gérer, il est préférable de choisir un ratio R supérieur à 4% ainsi qu’une profondeur de tranchée capillaire par rapport à la surface du terrain supérieur à 35 cm.

Ainsi, pour des conditions optimales d’utilisation il est préférable de prévoir un ratio R ≥ 10%, ce que l’on retrouve dans le cas de fentes de10 cm avec une équidistance inférieure à 1 mètre.

Pour des conditions confortables d’utilisation il est préférable de prévoir un ratio R ≥ 5%, ce que l’on retrouve dans le cas de fentes de10 cm avec une équidistance inférieure à 2 mètres.

Cependant, pour l’optimisation du coût de fabrication et de transport des réservoirs de stockage d’eau, une largeur de 2,5 mètres peut être souhaitable et une solution selon l’invention convenable car économique et encore acceptable techniquement donne alors un ratio R de l’ordre de 3% ou 4%.

Claims

Terrain de sport comprenant une couche de jeu (1) posée sur une sous-couche (2), avec une partition de la surface dudit terrain en deux sous-surfaces complémentaires (A, B), dont les superficies respectives sont toutes deux strictement positives, ledit terrain de sport étant caractérisé en ce que :
- à l’aplomb d’une première sous-surface (A), la structure dudit terrain de sport est équipée de moyens pour créer une nappe de liquide (3), telle que par exemple une nappe d’eau, dans le volume de la sous-couche (2) située sous la couche de jeu (1) et à l’aplomb de la première sous-surface (A), et pour en gérer le niveau ;
- la sous-couche (2) comporte une multitude de tranchées capillaires (4) situées à l’aplomb de la première sous-surface (A), lesdites tranchées capillaires étant configurées pour assurer une perméabilité et une continuité capillaire entre la couche de jeu (1) et ladite nappe de liquide (3).
Terrain de sport selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sous-couche (2) est configurée de telle sorte qu’à l’aplomb de la seconde sous-surface (B) il n’existe pas de flux capillaire entre une nappe de liquide, telle que par exemple une nappe d’eau, située à l’aplomb de la seconde sous-surface (B) et la couche de jeu (1) située au-dessus.
Terrain de sport selon la revendication 2, caractérisé en ce que la sous-couche (2) est configurée de telle sorte qu’à l’aplomb de la seconde sous-surface (B) il existe une frontière capillaire entre ladite nappe de liquide à l’aplomb de la seconde sous-surface (B) et la surface de jeu (1) située au-dessus.
Terrain de sport selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les sous-surfaces (A, B) sont respectivement constituées d’une multitude de premières bandes parallèles (BA), toutes d’égale largeur (WA) d’une part, et d’une multitude de secondes bandes parallèles (BB), toutes d’égale largeur (WB) d’autre part, chaque première bande (BA) s’intercalant exactement entre deux secondes bandes (BB), le volume de la sous-couche (2) à l’aplomb des premières bandes (BA) de largeur (WA) définissant une multitude de tranchées capillaires (4), de hauteur (E2) et de largeur (WA).
Terrain de sport selon la revendication 4, caractérisé en ce que :
- la sous-couche (2) sur laquelle repose la couche de jeu (1) comprend une multitude de bandes rectilignes constituées d’un alignement de réservoirs de stockage d’eau, parallèles entre elles, de même largeur (WB), traversant le terrain dans le sens longitudinal ou bien transversal, deux bandes successives parallèles de réservoirs de stockage d’eau étant séparées par un espace de largeur (WA) permettant d’y installer des tranchées capillaires (4) de ladite largeur (WA) ;
- la sous-couche (2) est configurée de telle sorte qu’à l’aplomb de la seconde sous-surface (B) il existe une frontière capillaire entre lesdits réservoirs de stockage d’eau et la couche de jeu (1) située au-dessus.
Terrain de sport selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le rapport R = WA/(WA+WB) est supérieur ou égal à 10% lorsque la largeur (WA) de chaque tranchée capillaire (4) est sensiblement égale à 10 cm et que la largeur (WB) de chaque seconde bande rectiligne est inférieure à 1 m.
Terrain de sport selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le rapport R = WA/(WA+WB) est compris entre 3% et 4% lorsque la largeur (WA) de chaque tranchée capillaire (4) est sensiblement égale à 10 cm et que la largeur (WB) de chaque seconde bande rectiligne est sensiblement égale à 2,5 m, ou est sensiblement égal à 5% lorsque la largeur (WA) de chaque tranchée capillaire (4) est sensiblement égale à 10 cm et que la largeur (WB) de chaque seconde bande rectiligne est sensiblement égale à 2 m.
Terrain de sport selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la hauteur (E2) des tranchées capillaires (4) est supérieure ou égale à 15 cm et la profondeur maximale Pmax du bas desdites tranchées capillaires (4) par rapport à la surface est supérieure ou égale à 35 cm.
Terrain de sport selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte en outre un réseau de tuyaux (6) et un drain annelé perforé (10), le réseau de tuyaux (6) reliant l’ensemble des tranchées capillaires (4) entre elles et étant lui-même apte à être relié à un réseau d’eau (7), le drain annelé perforé (10) étant relié au réseau de tuyaux (6) et étant disposé en bas des tranchées capillaires (4).
Terrain de sport selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte en outre une membrane imperméable (11) disposée au fond des tranchées capillaires (4) et/ou sur des bords verticaux desdites tranchées capillaires (4).