Technique alternative (Généralités) (HU) : Différence entre versions

Version du 7 mai 2020 à 12:04

Traduction anglaise : Alternative technique

Dernière mise à jour : 6/5/2020

En hydrologie urbaine, ce terme est utilisé pour désigner une technique de gestion des eaux pluviales urbaines dont le concept s'oppose au principe de l'évacuation rapide par un réseau.

Exemple de parking perméable ; crédit photo : Bernard Chocat.

L'objectif des techniques alternatives n'est plus d'évacuer le plus loin et le plus vite possible les eaux de ruissellement mais au contraire de les retarder et/ou de les infiltrer. Ce principe a donné naissance ou redonné vigueur à d'anciens procédés tels que le puits d'infiltration, le fossé ou la tranchée drainante, le bassin de retenue ou d'infiltration, le stockage en pied d'habitation, la chaussée à structure réservoir ou la toiture stockante. Ces techniques constituent une alternative au réseau traditionnel de conduites, ce qui justifie leur nom. On parle parfois de solutions compensatoires (sous-entendu des effets de l'urbanisation).

Mode d'utilisation des techniques alternatives

Les techniques alternatives peuvent être utilisées à toute petite échelle de façon à gérer l'eau de pluie au plus près de l'endroit où elle rejoint le sol. On parle alors de gestion à la parcelle. Dans ce cas elles peuvent être mises en œuvre de façon isolée, ou sous la forme d'une chaine de traitement (treatment train). Par exemple un réseau de noues transportant l'eau vers un bassin en eau.

Exemple de noue végétalisée ; crédit photo : Bernard Chocat.

Certaines techniques alternatives peuvent être utilisées à l'exutoire d'un système traditionnel de collecte des eaux pluviales par réseau (end of pipe system). Il s'agit principalement de bassins de d'infiltration de grande taille ou éventuellement de bassins de retenue jouant un rôle de prétraitement par décantation avant un rejet à débit limité vers une rivière.

Enfin, les ouvrages peuvent avoir uniquement comme fonction de stocker provisoirement les flux pour les restituer ensuite à débit limité au réseau traditionnel. Dans ce cas ils peuvent également jouer un rôle de traitement en permettant la décantation d'une partie des matières en suspension et donc des polluants qu'elles supportent. L’appellation "technique alternative" est dans ce cas discutable puisqu'il s'agit d'un ouvrage installé dans un système traditionnel d'évacuation.

Typologie des techniques alternatives

Il existe une très grande variété de solutions et d'ouvrages possibles pour gérer les eaux pluviales sans faire appel à un réseau d'évacuation rapide. En faire une liste claire et sensiblement exhaustive est donc très difficile, d'autant que les noms attribués aux différents ouvrages sont extrêmement variables selon les villes, selon les professions et selon les habitudes. La typologie présentée ci-après repose sur les principes proposés par Chocat et Cherqui (2018) et mis en œuvre dans le logiciel gratuit Parapluie.

Elle repose sur l'idée que l'on peut identifier clairement un ouvrage en utilisant trois critères :

• la forme d'ouvrage ;
• l'endroit où il est installé ;
• la façon dont il restitue l'eau.

Différentes formes d'ouvrages

Une forme d'ouvrage est elle même définie par deux éléments : son aspect et la façon dont il fonctionne. En fonction de ces éléments nous proposons de retenir 16 formes d'ouvrages différentes :

• les cuves ou citernes ;
• les tranchées simples ;
• les puits préfabriqués, construits en utilisant une conduite creuse perforée ou en béton poreux ;
• les puits comblés, construits en remplissant un trou profond d'un matériau stockant (concassés, galets ou SAUL) ;
• les bassins secs ;
• les dépressions, qui se distinguent des bassin secs par leur très faible profondeur et l'absence de digues et plus généralement de terrassements visibles ;
• les bassins en eau ;
• les noues ;
• les toitures stockantes non végétalisées ;
• les toitures stockantes végétalisées  ;
• les massifs de surface, parfois appelés micro-stockages (comme par exemple les jardinières) ;
• les massifs enterrés, constitués, comme les puits comblés, d'un matériau stockant, mais qui s'en distinguent par leur épaisseur moindre et leur plus grande extension spatiale ;
• les chaussée à structure réservoir, qui se distinguent des massifs par le fait qu'elles jouent également un rôle structurel ;
• les revêtements perméables, qui se distinguent des chaussées à structure réservoir par l'absence de stockage dans le corps de l'ouvrage ;
• les tranchées composées, constituées d'une tranchée simple surmontée par une noue ;
• les puits comblés composés, constitués d'un puits comblé surmonté d'une dépression.

Exemple de dépression d'infiltration ; crédit photo : Bernard Chocat.

Différents lieux d'installation possibles

Trois types de surface très différents peuvent être identifiés : les bâtiments, les espaces aménagés autres que bâtiment (voiries, parkings, cheminements piétonniers, ...) et les surfaces de pleine terre, définies comme des surfaces susceptibles d'être végétalisées et pour lesquelles aucun obstacle de gêne le passage de l'eau depuis la surface vers la nappe phréatique. Pour chaque type de surface, il est possible d'envisager trois possibilités d'installation : sur (ou au dessus), dans ou dessous. Comme tous les croisements ne sont pas possibles, sept cas doivent être pris en compte :

• sur (ou au dessus) une surface de pleine terre ;
• sur (ou au dessus) une surface d’espace aménagé autre que bâtiment ;
• sur (ou au dessus) un bâtiment ;
• dans un bâtiment ;
• sous une surface de pleine terre ;
• sous une surface d’espace aménagé autre que bâtiment ;
• sous un bâtiment.

Différents modes de restitution

Les modes de restitution à envisager dépendent surtout des contraintes réglementaires que l'on peut imposer et un peu des possibilités techniques. Nous proposons de retenir 8 modes :

• ouvrage infiltrant sans stockage : infiltration de la totalité du volume produit suffisamment rapidement pour qu'aucun stockage intermédiaire ne soit nécessaire (mode spécifique à la forme d'ouvrage revêtement perméable) ;
• ouvrage à débit régulé : stockage provisoire de la totalité du volume produit par une pluie de période de retour donnée et restitution de ce volume à un exutoire extérieur (réseau ou cours d'eau par exemple) avec une contrainte de débit maximum exprimée en valeur absolue (L/s) ou en valeur spécifique (L/S/ha) ;
• ouvrage infiltrant : stockage provisoire de la totalité du volume produit par une pluie de période de retour donnée et évacuation progressive de la totalité de ce volume par infiltration  ;
• ouvrage stockant : stockage provisoire de la totalité du volume produit par une pluie de période de retour donnée et évacuation progressive de la totalité de ce volume par d'autres modes que l'infiltration ou le rejet vers un exutoire extérieur (évapotranspiration  ; utilisation humaine)
• ouvrage infiltrant à double vidange : stockage provisoire de la totalité du volume produit par une pluie de p mm et évacuation progressive de la totalité de ce volume par infiltration, plus rejet du volume produit au delà de p mm avec une contrainte de débit maximum  ;
• ouvrage non infiltrant à double vidange : stockage provisoire de la totalité du volume produit par une pluie de p mm et évacuation progressive de la totalité de ce volume par un autre mode que l'infiltration (évapotranspiration  ; utilisation humaine), plus rejet du volume produit au delà de p mm avec une contrainte de débit maximum  ;
• ouvrage infiltrant pour abattement volumique : stockage de la totalité du volume produit par une pluie de p mm et évacuation ultérieure de la totalité de ce volume par infiltration, plus rejet du volume produit au delà de p mm sans contrainte de débit maximum  ;
• ouvrage non infiltrant pour abattement volumique : stockage de la totalité du volume produit par une pluie de p mm et évacuation ultérieure de la totalité de ce volume par un autre mode que l'infiltration (évapotranspiration  ; utilisation humaine), plus rejet du volume produit au delà de p mm sans contrainte de débit maximum.

Un ouvrage est alors identifié par un triplet : (Forme, mode de restitution, localisation), par exemple : "massif enterré infiltrant sous un espace aménagé autre que bâtiment".

Ce mode de construction permet de construire potentiellement : 16 * 8 * 7 = 896 ouvrages différents. Toutes les combinaisons ne sont cependant pas possibles (par exemple une toiture stockante sous un espace aménagé ou un ouvrage restituant par infiltration dans un bâtiment, et le nombre d’ouvrages réalistes est plus réduit mais reste cependant largement supérieur à 100.

Avec ce raisonnement on retrouve des ouvrages classiques : noues infiltrantes, toitures stockantes, etc... mais il apparaît aussi clairement que tous les ouvrages possibles n'ont pas nécessairement de nom simple.

Dimensionnement des techniques alternatives

Il existe 3 méthodes principales de dimensionnement des ouvrages de stockage-infiltration : la méthode des pluies, la méthode des volumes et la méthode des débits. Chacune présente des avantages et des inconvénients.

La méthode des pluies est la plus simple. Elle présente l'intérêt d'être très facile à mettre en œuvre et ne nécessite que la connaissance des courbes intensités-durée-fréquence locales, faciles à trouver auprès de Météo-France sous la forme d'ajustements de Montana. Elle repose cependant sur différentes hypothèses qui limitent son domaine d'utilisation à des projets de petite taille (temps de réponse du bassin versant court par rapport au temps de vidange de l'ouvrage et enjeux réduits). Elle peut également être utilisée dans le cadre d'un prédimensionnement.

La méthode des volumes présente l'avantage, par rapport à la méthode des pluies, de tenir compte de la forme réelle des hyétogrammes de pluie susceptibles d'être rencontrés sur le lieu du projet (avec l'hypothèse forte que le futur sera voisin du passé) ainsi que de leur succession. En revanche elle nécessite un gros travail préalable de préparation pour construire les abaques. Ce travail n'est justifié que si on souhaite mettre la méthode en œuvre un grand nombre de fois sur le même territoire, ce qui peut par exemple être le cas d'une collectivité locale.

La méthode des débits est la méthode la plus complète. Comme elle repose sur la simulation en continu de plusieurs années de pluies, elle permet de tenir compte de phénomènes ayant des dynamiques temporelles très variées (par exemple prise en compte de l'évapotranspiration ou de la variation du niveau de la nappe). De plus elle permet de simuler des systèmes complexes d'ouvrages en interaction ce que ne permettent pas les deux autres méthodes. En revanche il s'agit d'un modèle de type prévisionnel qui suppose que l'on dispose, au minimum, d'un prédimensionnement de l'ouvrage.

En guise de conclusions

Le terme "technique alternative" met de façon claire l'accent sur le coté technique des solutions proposées. Ceci est dommage car l'enjeu d'une gestion plus durable des eaux pluviales urbaines dépasse très largement le cadre des techniques d'assainissement. Il s'agit plutôt d'aménager la ville d'une façon différente visant à intégrer l'eau de pluie comme un élément de valorisation urbaine plutôt que de la considérer comme une contrainte, une menace ou un déchet. Dans un premier temps il serait sans doute très utile de changer de vocabulaire et de parler plutôt de solutions alternatives, ce qui éviterait de mettre l'accent sur le côté technique . Les solutions proposées, ou plus exactement les espaces urbains qu'elles mobilisent, sont en effet susceptibles de servir de support à d'autres usages.

Bibliographie :

• Chocat, B. ; Cherqui, F. (2018) : Proposition d’une typologie systématique des techniques alternatives de gestion des eaux pluviales ; TSM n°11 ; 2018 ; pp.39-48.