Voir la source de Bassin de Stockage-Restitution / BSR (HU)

[[File:logo_eurydice.jpg|80px]][[File:Logo OFB_soutien financier.png|120px]]

''<u>Traduction anglaise</u> : Detention basin, Storage basin, Retention basin, Dry or wet pond, Storage tank, etc.''

<u>Dernière mise à jour</u> : 29/04/2025

Ce terme désigne une forme particulière de [[Bassin de retenue (HU)|bassin de retenue]] ; il est utilisé dans deux sens voisins mais cependant légèrement différents (Berthier et Finck, 2017) :
* dans un sens retreint pour désigner un bassin installé sur un réseau unitaire, en série ou en dérivation, et destiné à lisser les apports à la station d'épuration ; dans ce sens on parle également de [[Bassin d'orage (HU)|bassin d'orage]] ou parfois de [[Bassin tampon (HU)|bassin tampon]] ou de bassin de régulation ;
* dans un sens plus général pour désigner un ouvrage non infiltrant destiné à stocker temporairement les eaux avant de les restituer au milieu naturel ou au réseau aval dans des conditions acceptables par ce dernier ; dans ce cas le bassin peut être installé sur un réseau unitaire ou sur un réseau pluvial ; dans ce sens les autres termes utilisés peuvent être les mêmes (bassin d'orage) ou mettre en avant d'autres fonctions ([[Bassin d'étalement (HU)|bassin d'étalement]], [[Bassin de régulation (HU)|bassin de régulation]], [[Bassin d'écrêtement (HU)|bassin d'écrêtement]]).

==Généralités==

===Principes et variantes ===

Quel que soit le type de réseau sur lequel le bassin est installé, le principe est le même :
* stockage provisoire de l'eau pendant la période de pluie où le débit est le plus fort ;
* restitution progressive de la totalité du volume stocké avec un débit contrôlé lorsque la capacité du réseau et/ou de la station redevient capable d'absorber le débit supplémentaire (''figure 1'').


[[File:bassin_stockage_restitution.JPG|600px|center|thumb|<center>''<u>Figure 1</u> : Lissage d'un hydrogramme par un bassin de stockage-restitution.''</center>]]

Les objectifs poursuivis peuvent cependant être très différents selon les ouvrages :
* <u>sur les réseaux unitaires</u>, on cherche à maximiser et réguler au mieux le volume arrivant à la station d'épuration : l'objectif principal est alors la lutte contre les [[Rejet urbain de temps de pluie / RUTP (HU)|rejets urbains de temps de pluie]] ; le bassin permet en effet :
** de limiter les rejets par les [[Déversoir d'orage (HU)|déversoirs d'orage]] en diminuant les débits de pointe (dans ce sens on parle également de [[Bassin d'orage (HU)|bassin d'orage]] ou de [[Bassin d'étalement (HU)|bassin d'étalement]]) ;
** d'améliorer le rendement de la station d'épuration en régulant le débit d'entrée (dans ce sens on parle également de [[Bassin d'orage (HU)|bassin d'orage]] ou de [[Bassin tampon (HU)|bassin tampon]]) ;
:<u>Nota</u> : il est également possible d'utiliser le bassin comme un [[Décanteur (HU)|décanteur]] pendant la pluie et de lui associer un déversoir d'orage assurant le rejet d'un effluent en partie dépollué (dans ce sens on parle également de [[Bassin de dépollution (HU)|bassin de dépollution]] ou de [[Bassin de décantation (HU)|bassin de décantation]]) ;
* <u>sur les réseaux pluviaux et sur les réseaux unitaires</u>, il s'agit le plus souvent d'écrêter les pointes de débit de façon à diminuer les risques de [[Débordement (HU)|débordement]] de réseau et/ou de cours d'eau à l'aval : l'objectif principal est alors hydraulique (dans ce sens on parle également de [[Bassin d'écrêtement (HU)|bassin d'écrêtement]] ou de [[Bassin d'étalement (HU)|bassin d'étalement]]) ;
* <u>principalement sur les réseaux pluviaux</u>, l'objectif peut également être de permettre la décantation d'une partie des matières en suspension et des polluants qu'elles transportent de façon à limiter les rejets au milieu naturel (comme précédemment, dans ce sens on parle également de [[Bassin de dépollution (HU)|bassin de dépollution]] ou de [[Bassin de décantation (HU)|bassin de décantation]]).

<u>Nota</u> : Le terme "bassin de pollution", parfois employé est, lui, à proscrire totalement car il est en contradiction avec la fonction réelle qui consiste au contraire à lutter contre la pollution.

Ces différents objectifs peuvent bien sûr être poursuivis de façon conjointe. Ils correspondent à des fonctionnements différents des ouvrages, en particulier en matière de gestion des dépôts.
* Dans le cas d'un réseau unitaire on cherche généralement à conduire le maximum de polluants jusqu'à la station d'épuration tout en minimisant les contraintes d'exploitation de l'ouvrage ; l'objectif est donc de faciliter la remise en suspension des matières décantées dans le bassin à la fin de l'événement ainsi que leur transfert jusqu'à la station d'épuration.
* Dans le cas d'un réseau pluvial, on cherche au contraire généralement à faciliter la décantation et à éviter la remise en suspension des matières décantées de façon à piéger le maximum de polluants dans l'ouvrage.

Les bassins de stockage-restitution peuvent être des [[Bassin sec (HU)|bassins secs]] en surface ou des [[Bassin enterré (HU)|bassins enterrés]]. Il s'agit généralement d'ouvrages techniques intégrés au réseau, soit du fait de la nature des eaux qu'ils recueillent (réseaux unitaires), soit du fait de leur fonction de décantation sur certains réseaux pluviaux. Certains ouvrages à vocation principalement hydraulique (contrôle des pointes de débit) peuvent cependant être installés à l'aval du réseau et restituer directement au milieu naturel.

Il est parfois envisageable de donner une autre fonction d'usage à certains ouvrages à condition qu'ils soient plus rarement utilisés (par exemple avec une alimentation en parallèle).

===Historique===

Nous ne traiterons pas ici le cas des ouvrages de stockage-restitution installés à l'aval des réseaux pluviaux pour réguler le débit renvoyé au milieu naturel (voir sur ce sujet les articles [[Bassin sec (HU)]], [[Bassin en eau (HU)]]) et nous ne parlerons que des bassins intégrés dans les réseaux. Même si l'idée d'implanter de grands ouvrages de stockage pour réguler les débits sur les réseaux unitaires date de la fin du XIXème siècle, en particulier dans l'empire allemand (Chocat ''et al.'', 1997), les ouvrages de ce type n'ont réellement commencé se mettre en place de façon importante que lorsque les réseaux et les stations ont eux-mêmes été suffisamment développés. Ils ont répondu à trois demandes différentes et qui se sont plus ou moins succédé dans le temps :
* La mise en place, dès les années 1960, de [[Bassin tampon (HU)|bassins tampons]], à l'amont immédiat des stations d'épuration ; il s'agissait souvent au départ de résoudre une difficulté associée aux stations d'épuration recevant beaucoup d'effluents à dominante industrielle, comme celles par exemple localisées à l'aval d'abattoirs ou de laiteries. Ces ouvrages avaient pour fonction principale d'homogénéiser des effluents dont la composition était extrêmement variable dans le temps ([[PH (HU)|pH]], charge de [[Demande biochimique en oxygène / DBO (HU)|DBO<sub>5</sub>]], etc.) avant qu'ils ne soient admis sur les filières d'épuration biologiques (les variations de charge sont en effet capables d'affecter momentanément la plupart de ces filières, même les [[Lit bactérien (HU)|lits bactériens]] qui ont pourtant une bonne tolérance aux à-coups).
* La mise en place, à partir des années 1970 et dans plusieurs grandes agglomérations (Bordeaux, Nancy, Marseille, région parisienne, etc.), de grands bassins, souvent souterrains, visant à réduire la fréquence et la gravité des inondations dues à des débordements de réseaux associés à une croissance urbaine extrêmement rapide à la périphérie des villes ([[Bassin d'écrêtement (HU)|bassin d'écrêtement]], [[Bassin d'étalement (HU)|bassin d'étalement]], [[Bassin de régulation (HU)|bassin de régulation]], etc.).
* Enfin, à partir des années 1980, du fait de  la prise en considération de l'importance des [[Rejet urbain de temps de pluie / RUTP (HU)|rejets urbains de temps de pluie]], et en particulier par suite de la publication de la [[Directive eaux résiduaires urbaines / DERU (HU)|directive cadre sur les eaux résiduaires urbaines]] en 1991, la mise en place d'une troisième génération de bassins, souvent qualifiés de [[Bassin d'orage (HU)|bassins d'orage]], visant principalement à diminuer les rejets par les [[Déversoir d'orage (HU)|déversoirs d'orage]] en maximisant le volume amené jusqu'à la station d'épuration ou en jouant un rôle de dépollution en favorisant la décantation des matières en suspension ([[Bassin de dépollution (HU)|bassin de dépollution]], [[Bassin de décantation (HU)|bassin de décantation]]) (Seine St Denis, 1992).

Même si aujourd'hui il apparaît préférable de limiter les apports à la source plutôt que d'agir de façon corrective plus à l'aval (voir [[Solution alternative (HU)]]), les bassins de stockage-restitution constituent un patrimoine important et qui continue de se développer. Allard et Finck (2017) en recensaient environ 17 600 en France métropolitaine, dont 6 100 sur des réseaux unitaires, en indiquant cependant que ces chiffres devaient être pris avec des réserves du fait des incertitudes sur les enquêtes réalisées.

==Fonctions et co-bénéfices==

Comme indiqué plus haut la plupart des ouvrages de ce type sont essentiellement techniques et rarement ouverts au public. Certains ouvrages de surface peuvent cependant avoir d'autres usages pendant les périodes sans pluie. Voir à ce sujet l'article générique sur les [[Bassin de retenue (HU)|bassins de retenue]].

==Conception==

===Conception générale===

Les principes de conception des bassins de stockage-restitution (BSR) dépendent de trois éléments de base :
* sur quel type de réseau (unitaire ou séparatif) est installé l'ouvrage ?
* quelles sont les fonctions principales qui lui sont associées (limitation des pointes de débit, diminution du nombre de rejets par les déversoirs d'orage et renvoi du maximum de volume vers une station d’épuration, piégeage d'une partie des polluants, etc.) ?
* quel est l'espace disponible ?
* s'agit-il d'un bassin de surface ou d'un bassin souterrain ?

De façon générale, leur conception géométrique, surtout s'il s'agit de bassins enterrés, est fortement contrainte par le site d'implantation : surface disponible, contexte hydrogéologique, environnement, choix d'aménagement urbain, encombrement du sous-sol par les réseaux, proximité d'infrastructures ou d'habitations existantes, accessibilité au futur ouvrage, etc. L'objectif est ainsi le plus souvent d'adapter au mieux l'ouvrage au site plutôt que d'atteindre des objectifs choisis a priori. Dans les marges restant disponibles, les règles dépendent principalement du type d'ouvrage (de surface ou enterré). On en trouvera une présentation dans les articles [[Bassin sec (HU)]] et [[Bassin enterré (HU)]]. Quelques règles sont cependant particulièrement importantes dans le cas des bassins de stockage-restitution.

====Bassin en surface ou bassin enterré ?====

Le premier choix à effectuer consiste à savoir si le BSR sera en surface ou enterré. Sans que cette règle ne soit impérative, la recherche d'un compromis entre les contraintes et le coût conduit le plus souvent à faire le choix d'un bassin enterré pour les réseaux unitaires et d'un bassin de surface pour les réseaux pluviaux (''figure 2'').


[[File:bsr_tsm_3.JPG|800px|center|thumb|<center>''<u>Figure 2</u> : Nombre et capacité des bassins de retenue gérés par la DEA 93 en 2009 ; le partage entre bassins de surface et bassins enterrés selon la nature du réseau est assez représentatif de ce que l'on trouve dans les autres collectivités ; <u>Source</u> : Browne et Lecointe (2009).''</center>]]

====Bassin alimenté en série ou en parallèle ?====

Le mode d'alimentation du bassin est également important. Une alimentation en parallèle présente beaucoup d'avantages par rapport à une alimentation en série, en particulier sur les réseaux unitaires (''figure 3''). Elle permet en particulier d'éviter le transit de l'eau dans le bassin en temps sec ou pour les petites pluies, ce qui réduit les temps d’utilisation et les contraintes de nettoyage. C'est aussi un avantage en matière de maintenance même si le nombre d'organes de contrôle nécessaire est plus grand.


[[File:bassin_retenue_encyclopédie_5.JPG|800px|center|thumb|<center>''<u>Figure 3</u> : L'alimentation en parallèle constitue le système le plus souple pour la gestion mais nécessite au moins trois dispositifs de contrôle ; dans le cas d'une implantation en série, un seul dispositif de contrôle peut suffire.''</center>]]

Une alimentation en parallèle permet également de choisir le seuil d'alimentation du bassin en fonction de l'objectif : choisir un seuil élevé et n'utiliser le bassin que pour les pluies fortes dans un objectif de prévention des inondations et/ou choisir un seuil bas et l'utiliser dès les petites pluies dans un objectif de lutte contre la pollution (''figure 4'').


[[File:BSR_TSM_1.JPG|800px|center|thumb|<center>''<u>Figure 4</u> : Illustration de l'incidence des objectifs sur les seuils d’alimentation des BSR ; une conception adaptée à la lutte contre la pollution nécessite des sollicitations fréquentes pour des pluies courantes, et donc un seuil d’alimentation aussi bas que possible alors que le seuil peut être plus important si l'objectif principal est la lutte contre les inondations ; <u>Source</u> : Jestin ''et al.'', 2009.''</center>]]

====Bassin compartimenté ou non====

Le dernier élément important concerne le compartimentage des bassins de stockage-restitution. L'utilisation de compartiments différenciés permet en particulier de n'utiliser qu'une partie du bassin pour les pluies les moins fortes et de limiter ainsi les contraintes d'exploitation. Cette solution est particulièrement intéressante en cas de double fonctionnalité (dépollution et écrêtement des crues plus fortes) (''figure 5''). Cependant, la conception de tels ouvrages est plus compliquée et nécessite des études détaillées si l'on veut bien maîtriser les modalités de remplissage, de vidange et de nettoyage. 


[[File:bsr_tsm_2.JPG|800px|center|thumb|<center>''<u>Figure 5</u> : Schéma de principe du compartimentage ; <u>Source</u> : Lovera et Blanchet, 2009.''</center>]]

===Organes de régulation===

Les organes de régulation hydraulique jouent un rôle important dans les bassins de stockage-restitution puisque ce sont eux qui conditionnent le fonctionnement et l'efficacité des ouvrages. Il en existe :
* obligatoirement au moins un en sortie, parfois plusieurs (cas de plusieurs exutoires) ; 
* au moins un en entrée dans le cas d'une alimentation en parallèle (''figure 3'') ;
* parfois plusieurs à l'intérieur de l'ouvrage (cas des ouvrages compartimentés, ''figure 5'').

Ces organes peuvent être fixes ou mobiles. Cependant, même les organes fixes doivent être conçus comme réglables et ajustables de façon à pouvoir modifier le fonctionnement de l'ouvrage en fonction de l'évolution des objectifs et/ou des sollicitations. Les organes électromécaniques de contrôle hydraulique sont parfois difficilement accessibles, parfois exposés au vandalisme (bassin à ciel ouvert) ou encore soumis à une atmosphère défavorable (bassins enterrés). Ils doivent donc être conçus pour se replier en cas de panne sur des positions dites de sécurité, et de manière à faciliter les opérations de dépannage. Le contrôle pourra porter sur le débit de fuite ou de vidange, sur les niveaux amont ou sur le niveau aval, ou sur plusieurs de ces paramètres (avec des priorités).

Si ces organes sont amenés à gérer des gammes de débits ou de niveaux très étendues, il est préférable de prévoir plusieurs systèmes complémentaires afin de conserver une bonne maîtrise sur toute la gamme (vanne "Kangourou", pompes de diverses capacités, etc.). Voir [[Régulateur (HU)|Régulateur]], [[Seuil hydraulique (HU)|Seuil]], [[Vanne (HU)|Vanne]], [[Station de pompage (HU)|Station de pompage]].

Il existe également des bassins alimentés et/ou vidés par pompage, souvent par obligation, mais parfois aussi parce que cette technique bien maîtrisée, même si elle est énergivore, offre une grande souplesse de gestion. Par exemple, elle permet facilement de ne pas faire transiter par le bassin les queues de crue peu polluées qui seraient hydrauliquement acceptables par le réseau aval. Dans le cas des bassins enterrés, elle constitue également un outil efficace pour maîtriser les risques de mise en charge.

Cette solution facilite également la vidange différenciée, selon le type d'effluent stocké, vers le réseau pluvial ou vers le réseau d'eaux usées. Cette alternative est souvent intéressante. Le devenir des eaux stockées se pose en effet comme une question délicate : si l'option de dépollution a été retenue, la qualité des effluents est différente selon le caisson ou la "tranche" de stockage considérée. Une partie des eaux seulement relève d'un traitement en station d'épuration (''figure 5''). Rappelons que sur les réseaux unitaires et concernant le volume dirigé vers la station d'épuration, il est indispensable de remettre rapidement en mouvement les particules décantées (par exemple en utilisant des agitateurs) pour éviter de n'envoyer à la station que des eaux très faiblement chargées en polluants organiques.

===Principes de dimensionnement et choix des dimensions===

Comme indiqué précédemment les ouvrages de ce type sont généralement installés dans des milieux urbains denses. De ce fait ils sont fortement contraints par les espaces disponibles et l'objectif est souvent plus d'optimiser l'utilisation de cet espace (généralement un volume) que d'atteindre un objectif prédéterminé. Comme la plupart des ouvrages visent à la fois la diminution des rejets et la lutte contre les débordements, la difficulté principale consiste à trouver des modes de fonctionnement qui permettent d'obtenir le meilleur compromis. En général les objectifs sont différents pour les pluies faibles ou moyennes, pour lesquelles l'objectif de lutte contre la pollution est prioritaire et pour les pluies fortes, pour lesquelles on vise principalement à lutter contre les inondations. Comme d'une part il s'agit souvent d'ouvrages coûteux et à forts enjeux, et que d'autre part il est nécessaire d'étudier leur fonctionnement dans des conditions pluvieuses très variées, les méthodes reposant sur la simulation complète du réseau sont à privilégier (voir [[Méthodes de dimensionnement des ouvrages de stockage (HU)]]).

A titre indicatif, concernant le piégeage des polluants, Chocat ''et al.'' (1997) indiquent que, sur le territoire de la France métropolitaine (hors région méditerranéenne), 50 m<sup>3</sup> par hectare imperméabilisé suffisent pour intercepter 55 à 80% de la masse annuelle décantable.

==Réalisation / impacts négatifs potentiels et précautions à prendre==

Les problèmes de réalisation de ces ouvrages, de même que leurs impacts négatifs potentiels sont différents selon leur forme ([[Bassin enterré (HU)|bassin enterré]] ou [[Bassin sec (HU)|bassin de surface]]) et sont présentés dans ces articles. Les principaux points d'attention communs sont les suivants :
* <u>risque de mauvaises odeurs</u> (en particulier pour les bassins installés sur les réseaux unitaires) : ce risque peut être maîtrisé par un nettoyage effectué immédiatement après chacune des mises en eau et par une ventilation correcte (indispensable pour les bassins enterrés) ; en revanche la désodorisation des bassins, parfois proposée, est généralement inutile ;
* <u>risque de prolifération de moustiques</u> : ce risque peut être maîtrisé par une conception et une réalisation soignée des ouvrages évitant les points bas ainsi qu'un nettoyage régulier permettant de se prémunir contre les eaux stagnantes.

==Vie de l’ouvrage==

Comme pour la réalisation, certains des points d'attention concernant la vie de ces ouvrages sont principalement liés à leur nature ([[Bassin enterré (HU)|bassin enterré]] ou [[Bassin sec (HU)|bassin de surface]]) ; d'autres au contraire sont génériques à l'ensemble des bassins de retenue, c'est en particulier le cas des deux suivants :

* <u>difficultés associées à l'entretien de l'ouvrage et en particulier à son curage et son nettoyage</u> : coût élevé associé à la spécificité du matériel nécessaire, gêne pour les riverains (gêne au trafic, bruit, odeurs, gestion des produits de curage, etc.) ; ces aspects, bien réels, doivent impérativement être abordés au moment de la conception des ouvrages de façon d'une part à bien les budgéter et d'autre part à limiter leur impact ;
* <u>difficultés d'adaptation aux évolutions des sollicitations et des objectifs de service</u> : cet aspect doit impérativement être pris en compte dans la phase de conception et conduire à mettre systématiquement en place un matériel de métrologie complet et accessible ainsi que des organes de contrôle facilement réglables (voir à ce sujet l'article [[Bassin de retenue (HU)]]).

<u>Bibliographie</u> :
* Allard, A., Finck, J.S. (2017) : Tentative de recensement et caractérisation du parc français ; présentation au colloque national "les bassins d'orage sur les réseaux d'assainissement unitaires" ; Nancy, 10 octobre 2017 ; disponible sur : [https://www.cerema.fr/system/files/documents/2017/11/sequence1_3_171010_rex-bo_jt-recensement-carac-parc-fr_v2_cle2f1e43.pdf www.cerema.fr]
* Berthier, E., Finck, J.S. (2017) : Constituants, terminologies et typologies employées ; présentation au colloque national "les bassins d'orage sur les réseaux d'assainissement unitaires" ; Nancy, 10 octobre 2017 ; disponible sur : [https://www.cerema.fr/system/files/documents/2017/11/sequence1_2_171010_rex-bo_jt-voca_typologies_cle5692d3.pdf www.cerema.fr]
* Browne, O., Lecointe, T. (2009) : Les bassins de retenue en Seine-Saint-Denis : Analyse des coûts ; TSM n°6 ; 2009 ; pp. 46-52 ; disponible sur https://astee-tsm.fr/numeros/tsm-6-2009/
* Chocat, B. (coord.) et Eurydice (1997) : Encyclopédie de l'hydrologie urbaine et de l'assainissement ; ed. Tec et Doc ; Lavoisier ; Paris (épuisé) ; 1124p. 
* Jestin, E., Aires, N., Goussebaille, A. (2009) : La maîtrise des rejets urbains de temps de pluie sur le bassin Seine-Normandie Quels retours d’expérience sur les bassins d’orage ? ; TSM N°6 - 2009 ; pp. 21-30 ; disponible sur https://astee-tsm.fr/numeros/tsm-6-2009/
* Lovera, M., Blanchet, F. (2009) : De la conception à l’exploitation des bassins de rétention : Retours d’expérience ; ; TSM N°6 - 2009 ; pp. 31-36 ; disponible sur https://astee-tsm.fr/numeros/tsm-6-2009/
* Seine St Denis (1992) : Les bassins nouvelle vague ; actes colloque Seine-Saint-Denis ; 1992.
* STU et Agences de l'eau (1994) : Guide technique des bassins de retenue des eaux pluviales ; ed. Tec et Doc de Lavoisier ; Paris ; 275 p.
* Ta Thu Thuy (1988) : Les bassins d'orage sur les réseaux d'assainissement ; rapport FNDAE ; 64p. ; disponible sur [http://www.fndae.fr/archive/numero_6.html www.fndae.fr]

<u>Pour en savoir plus</u> :
* ASTEE (2008) : Actes du colloque Bassins d’orage : conception, entretien et gestion ; TSM N°6 ; 2009 ; pp. 19-107 ; disponible sur https://astee-tsm.fr/numeros/tsm-6-2009/.
* Cerema (2017) : Retour sur le colloque national "Les bassins d’orage" ; disponible sur [https://www.cerema.fr/fr/actualites/retour-colloque-national-bassins-orage www.cerema.fr].

<u>Voir</u> : [[Bassin de retenue (HU)|bassin de retenue]]

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