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13 MAI 2020 •
GESTION INTEGREE DES EAUX PLUVIALES :
- Réflexions sur le dimensionnement
- Focus sur les chaussées à structure réservoir
13 MAI 2020 •
Réflexions sur le dimensionnement
1. Niveau de service des pluies
Niveau de services des pluies
Il existe différents types de pluies classées en pluies faibles, moyennes, fortes et exceptionnelles.Elles sont catégorisées en fonction des fréquences d’occurrence.
Important pour dimensionner les ouvrages, séparer ce qui relève de la gestion des eaux pluvialesde ce qui relève des inondations.
http://c-eau-region-grenoble.org/wp-content/uploads/2015/03/JOURNAL.PAGE_.SIMPLE.13.01.18.pdf
La période de retour caractérise le temps statistiqueentre deux occurrences d'un événement naturel d'une intensité donnée. C’est l’intervalle de temps moyen séparant 2 réalisations de cet événement.
http://www.assainissement.developpement-durable.gouv.fr/documents/Fiche_SPE_EP_conditions_pluviometriques_Essentiel_decembre_2014.pdf
Niveau de services des pluies
2. Définition du temps de vidange
Définition du temps de vidange
• Temps de vidange fonction du niveau de service
• Temps de vidange fonction de la perméabilité
• Temps de vidange fonction de la hauteur d’eau précipitéeo24 à 48h pour des pluies 10-20 anso + long pour la pluie centennale
• Surface active + temps de vidange = Volume à stocker
• Objectif : vidange d’un volume suffisant pour la pluiesuivante.
Perméabilité et temps de vidange
Pour vidanger un même volume d’eau pluviale par infiltration,trois notions entrent en ligne de compte :
• La perméabilité du sol
• La hauteur d’eau à infiltrer
• La surface mobilisée fonction de cette hauteur d’eau
Le tableau ci-après fixe les correspondances entre perméabilitéet temps de vidange en fonction de la hauteur d’eau à gérer.
Perméabilité et temps de vidange
Perméabilité K(m/s)
Equivalent en mm/h
Temps de vidange (H) Pour CSR ép. 0,60 m et
Iv = 35 %Soit He = 21 cm
Temps de vidange (H) Pour SAUL ép. 1 m et
Iv = 95 %Soit He = 95 cm
Temps de vidange (H) Pour SAUL ép. 2 m et Iv =
95 %Soit He = 190 cm
5 x 10-5 180 1,2 5,3 10,6
10-5 36 5,8 26,4 (1 j) 52,8 (2 j)
5 x 10-6 18 11,7 (0,5 j) 52,8 (2 j) 105,6 (4 j)
10-6 3,6 58,3 (2,4 j) 264 (11 j) 528 (22 j)
5 x 10-7 1,8 116,7 (4,8j) 528 (22 j) 1 056 (44 j)
Attention : Pour établir ce tableau, il n’a été pris en compte que la perméabilité verticale(surface au sol). Or, il se produit une infiltration latérale d’autant plus importante que lacharge hydraulique est élevée.Elle peut être supplémentaire de 20% à 50%, selon géométrie de l’ouvrage.
3. Bases de dimensionnement hydraulique
• La méthode recommandée par le guide « la ville et son assainissement » est d’utiliser le modèle général de la collectivité (modèle détaillé)
• Possibilité d’utiliser la méthode des pluies ou des volumes si :– Pas de modèle général
– Données locales de précipitations
Source : CEREMA
Bases de dimensionnement
• Méthode des volumes
Le guide « la ville et son assainissement » recommande de ne plus utiliser l’abaque Ab7
de l’IT 77.
Bases de dimensionnement
• Méthode des pluies
Détermination de la plus grande valeur de Δhmax (différence maximale entre la hauteur évacuée et la hauteur précipitée)
hauteur d'eau évacuée
h (k.
q .k.s
h (q ,T)max s
k.
t
t
t ,T)
hauteur d'eau évacuée
h (k.
q .k.s
h (q ,T)max s
k.
t
t
t ,T)
Bases de dimensionnement
H(t,T) = a(T) x t (1-b(T))
• Méthode des pluies
Détermination de la plus grande valeur de Δhmax (différence maximale entre la hauteur évacuée et la hauteur précipitée)
hauteur d'eau évacuée
h (k.
q .k.s
h (q ,T)max s
k.
t
t
t ,T)
hauteur d'eau évacuée
h (k.
q .k.s
h (q ,T)max s
k.
t
t
t ,T)
Bases de dimensionnement
H(t,T) = a(T) x t (1-b(T))
• Méthode des pluies
Calcul du volume utile de stockage Vs en m3
avec :
Vs : volume d'eau à stocker en m3
hmax : hauteur totale à stocker en mm
Sa = S . Ca : surface active de ruissellement alimentant l'ouvrage de stockage en ha
amax S Δh 10 =V
Bases de dimensionnement
• Calcul du volume géométrique Vg en fonction :
• Dimensions de l’ouvrage (longueur, largeur, hauteur)
• Porosité du matériau
• Pente
• Volume stockage < ou = Volume géométrique
Bases de dimensionnement
Prise en compte du débit de fuite sur le besoin de stockage
1. Par infiltration : Qi
Ex : 200 m² de Sa – CSR ép. 0,60m et Iv : 35% - Pluie 50mm en 3h - soit 10 m3 à stocker et un besoin de 50m² de CSR
- Si K = 10-6 m/s soit 3,6 mm/h – donc Qi = 3,6 x 3 = 10,8 mm soit < 5% du volume de stockage
- Si K = 5.10-6 m/s soit 18 mm/h soit 5,4 cm en 3h. Gain = 26% donc Gain sur la structure de 13 m² - Possible prise en compte d’une pluie plus importante mais attention aux intensités de pluies.
- Si K = 5.10-5 m/s, Qi > Pluie
Bases de dimensionnement
2. Par débit de fuite vers réseau : Qf
Le besoin de stockage à déduire est fonction de ce Qf x temps de lapluie.
Ex : 200 m² de Sa – CSR ép. 0,60m et Iv : 35% - Pluie 50mm en 3h - soit 10 m3 à stocker et unbesoin de 50m² de CSR
Si Qf = 2 l/s/ha, pour 200 m², Qf = 0,144 m3/h soit 69h pour vidangerles 10 m3
N.B: 2l/s/ha = Kp de 2 x 10-7 m/s !!!
Bases de dimensionnement
3. Par débit de fuite vers réseau Qf et infiltration Qi
Ex : 200 m² de Sa – CSR ép. 0,60m et Iv : 35% - Pluie 50mm en 3h - soit 10 m3 à stocker et unbesoin de 50m² de CSR
- Si K = 10-6 m/s et Qf = 2l/s/ha, Gain de 5% + 4% = 9%
- Si K = 5.10-6 m/s et Qf = 2l/s/ha, Gain = 26% + 4% = 30%
- Si K = 5.10-5 m/s, Qf inutile !
Bases de dimensionnement
Bases de dimensionnement
Conclusion :
Le dimensionnement se résume bien souvent en un simple calcul de volume de stockage sur la base de la pluie projet retenue
13 MAI 2020 •
Focus sur les chaussées à structure réservoir
LA CHAUSSEE A STRUCTURE RESERVOIR
Géotextile
Enrobé poreux Enrobé classique
Pourcentage de vides : env. 20%Perméabilité moyenne : 2cm/sFonction : faire percoler l’eau de pluie directement jusqu’à la structure réservoirA exclure dans les zones de giration et dans les zones à « risque » de souillure
Fonction : faire ruisseler l’eau de pluie jusqu’à des ouvrages de collecte
LA CHAUSSEE A STRUCTURE RESERVOIR
Infi
ltra
tio
nEx
uto
ire
Revêtement poreux Revêtement étanche
LA CHAUSSEE A STRUCTURE RESERVOIR
Rue Jean Jaurès – Cuincy (59)
Chaussée à structure réservoir d’infiltration avec
revêtement classique
LA CHAUSSEE A STRUCTURE RESERVOIR
Parc d’activités de Lauwin-Planque (59)
Chaussée à structure réservoir de rétention avec revêtement classique
LA CHAUSSEE A STRUCTURE RESERVOIR
Rue du Marais Dauphin – Flers-en-Escrebieux (59)
Enrobé poreux Enrobé étanche
© Agence de l’Eau Artois-Picardie
Chaussée à structure réservoir d’infiltration
avec revêtement poreux et classique
STRUCTURES RESERVOIRS
Lotissement Delestraint - Lambres-lez-Douai (59)
STRUCTURES RESERVOIRS
Rue Cross - Douai (59) - 1994
STRUCTURES RESERVOIRS
Parking de la Faculté de droit - Douai (59) – 1996
LES ENROBES POREUX
3 niveaux d’entretien :
→ Préventif : balayeuse classique (aspiration)
→ Précuratif : décolmatage par pression/aspiration
→ Curatif : changement de la couche de surface
Enrobé colmaté0,1 cm/s
Enrobé décolmaté1,1 cm/s
Exemple décolmatage rue Cross (Douai) - Septembre 2010 Décolmateuse
LES ENROBES POREUX
Les éléments clés d’une opération à Douai
Coût total du décolmatage : 28 692 € HT
Surface totale d’enrobés poreux décolmatés : 17 000 m²
Soit un ratio de 1,7 € HT/m²
Volume d’eau utilisé : 180 m3
Tonnage de sables récupérés : 45 tonnes
Focus sur l’entretien précuratif
Source : Ville de Douai
LES ENROBES POREUX
• Réalisée par la société SOTRAVEER (Winnezeele (59)), cetteprestation s'est déroulée de décembre 2014 à février 2015.
• Elimination de ces produits : traitement sur filière sable de la STEPde Douai, avec traitement des eaux de lavage (52 € HT/Tonne)
• Eléments de pollution :
Matière sèche : 41,7 %
Métaux lourds : Cd = 3,14 ppm / Cr = 35,6 ppm / Cu = 121 ppm / Ni = 24,1 ppm / Pb = 166 ppm / Zn = 1 030 ppm / Hg = 0,23 ppm
Hydrocarbures : HCT = 1 590 ppm
Focus sur l’entretien précuratif
Source : Douaisis Agglo
LA BOUCHE D’INJECTION
DÉCANTATION
FILTRATION
Ouvrage d’engouffrement et de prétraitement des eaux pluviales de voiries, parkings…
LA BOUCHE D’INJECTION
Mise au point d’un protocole de réception ou de contrôle de
conformité des bouches d’injection
2 étapes :
1- Vérification physique de l’ouvrage
a. Vérification visuelle de l’opérateur
-Etat général de la bouche d’injection
-Etat du filtre, son support et son verrouillage
-Mesure du volume de la décantation
-Surface active
b. Vérification par caméra
-Etat du drain
-Longueur du drain
LA BOUCHE D’INJECTION
2- Vérification hydraulique
Simulation de la capacité de l’ouvrage à absorber la pluie et à diffuser l’eau.
Test : Déversement de 1 000 litres d’eau dans la bouche d’injection
Si la bouche d’injection absorbe l’eau en
moins de 4 minutes, l’ouvrage est déclaré conforme.
ADOPTA
120, rue Gustave Eiffel
59500 DOUAI
Tél : 03.27.94.12.41
Mail : [email protected]
www.adopta.fr
MERCI DE VOTRE ATTENTION !
Association Adopta
@AssoAdopta
ADOPTA