Coefficient d'imperméabilisation (HU)

Traduction anglaise : Imperviousness coefficient / %IMP

Dernière mise à jour : 11/04/2024

Rapport entre la surface imperméabilisée d'un bassin versant et sa surface totale, souvent noté $ Cimp $.

Utilisation du coefficient d'imperméabilisation

En hydrologie urbaine, il existe une confusion fréquente entre le coefficient d'imperméabilisation et le coefficient de ruissellement. L'instruction Technique de 1977 proposait par exemple de confondre les deux valeurs dans le cas du dimensionnement des réseaux pluviaux, en France métropolitaine.

Limites de la méthode et précautions à prendre

L'intérêt de cette pratique est assez évident, le coefficient d'imperméabilisation étant assez simple à évaluer.

En pratique, on peut effectivement faire l'hypothèse que le coefficient de ruissellement peut être approximé par le coefficient d'imperméabilisation lorsque certaines conditions sont remplies, en particulier :

• pour des bassins versants bien imperméabilisés ($ Cimp $ > 20%) ;
• pour des pluies fortes (hauteur précipitée en deux heures supérieures à 40 mm), mais non exceptionnelles ;
• à condition de ne prendre en compte que les surfaces imperméables effectivement connectées au réseau (ou plus généralement à l'ouvrage) à dimensionner.

Dans les autres cas cette approximation peut conduire, le plus souventl, à fortement majorer le coefficient de ruissellement et, parfois, pour les pluies les plus fortes, à le minorer.

Il est en effet important de comprendre que, même dans les zones urbanisées un peu denses, le comportement hydrologique des surfaces imperméables est loin d’être simple :

• les toitures terrasses, même non végétalisées, sont capables de stocker une quantité d’eau relativement importante avant de commencer à ruisseler ; les pertes initiales sur ce type de surface peuvent ainsi atteindre entre 2 et 5 mm, ce qui correspond à un pourcentage important des lames d’eau précipitées pour les pluies les plus courantes ;
• les revêtements de surface ne sont, pour leur part, pas totalement imperméables ; la présence de fissures ou de trous permet à une partie de l’eau de s’infiltrer dans le sol support ; à l’échelle de quelques dizaines de m² la capacité moyenne d’infiltration varie ainsi, selon le niveau de dégradation du revêtement, entre 0,3 et 3 mm/h, ce qui correspond aux intensités observées pendant les longues pluies d’hiver ;
• l’eau précipitée sur les surfaces imperméables ne rejoint pas obligatoirement un système organisé d’évacuation des eaux pluviales ; même dans les zones qui ne sont pas équipées de solutions alternatives, il arrive souvent qu’une partie des surfaces imperméables (abri de jardin, chemin d’accès au garage, etc.), ruisselle directement vers les pelouses voisines ;

À l’opposé, si les intensités de pluie sont très fortes, la capacité d’infiltration des sols réputés perméables est souvent dépassée et ces surfaces « perméables » peuvent apporter des quantités significatives d’eau au système de gestion des eaux pluviales.

Enfin on essaie aujourd'hui de désimperméabiliser les villes (voir Solutions de gestion durable des eaux pluviales urbaines (HU)), ce qui peut se faire :

• • de façon rigoureuse en utilisant des revêtements perméables pour recouvrir certains espaces aménagés (figure 1) ;
  • de façon plus générale en connectant les surfaces imperméables à des surfaces perméables.

La correspondance entre surface imperméable et surface ruisselante devient donc de plus en plus fausse.

Figure 1 : Bien qu'étant en partie recouvert d'un revêtement imperméable ce cheminement piétonnier ne contribue pas au ruissellement, même pour les pluies les plus fortes, l'eau qu'il reçoit en cas de pluie étant dirigée, soit vers la noue d'infiltration voisine, soit vers le revêtement perméable ; crédit photo Bernard Chocat.

Conclusion : démarche à suivre

En conclusion, associer le coefficient de ruissellement au coefficient d’imperméabilisation est une approximation souvent assez mauvaise. Le coefficient d’imperméabilisation a tendance à fortement majorer le coefficient de ruissellement pour des pluies faibles (celles qui sont le plus souvent utilisées pour caler les modèles) et peut parfois le minorer pour les pluies les plus fortes (celles qui provoquent les désordres importants).

Dans le cas d'une gestion des eaux pluviales à la source il est indispensable d'oublier le partage entre surface contributrice et ouvrage de gestion. Le seul raisonnement valide consiste à se demander comment vont être gérée les eaux reçues sur une surface particulière. Par exemple, un parking peut, selon la façon dont les eaux pluviales sont gérées :

• être une surface contribuant au ruissellement vers un ouvrage aval ;
• être neutre vis à vis du ruissellement s'il est suffisamment perméable pour infiltrer l'eau de pluie qu'il reçoit ;
• être traité comme un ouvrage de stockage-infiltration capable d'infiltrer les eaux de pluies qu'il reçoit directement, mais aussi celles provenant par exemple des toitures des immeubles voisins.

L'un des enjeux majeurs des années à venir sera très certainement de déconnecter le maximum de surfaces imperméables des réseaux d'assainissement mais aussi des biefs, naturels ou artificiels, favorisant le ruissellement rapide. La notion de coefficient d'imperméabilisation devra alors être remplacé par un paramètre mesurant les surfaces actives effectivement raccordées à ce type d'ouvrage.