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Intégrer des techniques alternatives pour une gestion durable des eaux pluviales. Partie 1

Intégrer des techniques alternatives pour une gestion durable des eaux pluviales. Partie 1

Comment gérer les eaux pluviales durablement ?

La gestion des eaux pluviales est une problématique classique de nos villes.

Les eaux pluviales sont traditionnellement évacuées vers l’extérieur.  Cette opération est chaque jour rendue plus difficile compte tenu de la densification constante des agglomérations. La combinaison du réseau d’eaux usées et d’eaux pluviales (réseau unitaire) montre aujourd’hui ses limites environnementales, sociales en de situation de crise, et économiques. Les tailles des réseaux pluviaux indépendants, leur construction et leur entretien rencontrent eux aussi les mêmes types de problématiques. Dans un souci de développement plus durable, ce sont les techniques alternatives à ces réseaux qui sont aujourd’hui les solutions préconisées. Ces techniques tendent à appliquer une gestion de l’eau précipitée à la parcelle et non à l’évacuer vers des zones annexes. Elles s’intègrent dans la nouvelle démarche de résilience de nos sociétés vis-à-vis des risques naturels et dans notre rapport changeant à l’environnement.

Un atout pour les collectivités

En plus d’être une partie de la solution pour réduire l’impact des phénomènes extrêmes, ces solutions peuvent se révéler être de véritables atouts pour les collectivités. Or, contrairement à d’autres pays européens comme l’Allemagne ou les pays scandinaves, la France n’a quasiment pas démarré le développement à grande échelle de ces solutions qui ont pourtant un potentiel très important. Ainsi par exemple en 2012 en Haut de Seine, territoire pourtant très engagé sur le sujet, il a été calculé que seulement 7% des nouveaux projets intégraient des dispositifs alternatifs.

Aujourd’hui, en plein boom, il est encore difficile d’intégrer de manière efficace et mesurable ces solutions dans les projets récents. A travers cet article, nous tenterons de comprendre les tenants et les aboutissants de ces questions et essaierons d’apporter une réponse pour les introduire qualitativement dans des projets d’études.

Exemple de technique alternative implémenté en Nord Pas de Calais.

Exemple de parking pérméable implémenté en Nord Pas de Calais.

Intérêt des techniques alternatives

Notion de résilience

Suite aux catastrophes liées à l’ouragan Katrina en 2004, la FEMA (agence fédérale américaine pour la gestion des catastrophes) a popularisé le terme résilience. Celui-ci est très répété par les hommes politiques français et européens lorsque l’on évoque le sujet de l’environnement. Contrairement à ce que l’on a l’habitude d’entendre, la résilience n’est ni une solution technique, ni une méthode. C’est plutôt une prise de conscience sociétale de la vulnérabilité des biens et des personnes dans le but d’adapter les comportements et les installations pour gérer les situations de crise. Cette prise de conscience s’applique à toutes les strates administratives décisionnelles mais aussi à chacun des comportements individuels.

Dégât après le passage de « Katrina » en Nouvelle Orléans, USA

Lors des dernières années, on observe que le nombre de fortes crues s’est intensifié. Les spécialistes expliquent que ces évènements auront tendance à se multiplier du fait du changement climatique et de l’augmentation des surfaces imperméables en zone urbaine. Cette tendance a rendu l’infiltration naturelle parcellaire à seulement 15% de l’eau tombant dans nos villes. Pour remédier à cela, il n’existe pas de solution miracle. La clef est d’adapter nos installations et nos comportements pour pouvoir supporter ces phénomènes critiques ; c’est-à-dire d’acquérir cette prise de consciente de résilience.

Apparition des techniques alternatives pour la gestion des eaux pluviales

L’évolution des techniques de gestion des eaux pluviales a été progressive. L’urbanisation croissante du début du XIXème siècle a conduit à une politique du tout à l’égout et à une solution d’évacuation directe des eaux pluviales. La montée de l’automobile, des infrastructures associées et de vastes zones imperméables rendent le dimensionnement des réseaux obsolète et délicat. C’est pourquoi il a été choisi dans les années 60-70 d’implanter des bassins de rétention. Leur rôle de tampon permet de gérer les crues et ainsi les débordements en aval, zones parfois urbanisées. Toutefois ce système montre rapidement ses limites. On peut citer comme exemples les catastrophes de Nîmes (1988) et de Narbonne (1989) ainsi que les pollutions sévères de la Seine (1990 et 1991). On observe alors une volonté de changement de politique de gestion des eaux pluviales en France. Les premiers textes qui formalisent ces principes de gestion locale ou parcellaire apparaissent dans le guide « la ville et son assainissement », écrit par le CERTU en 2003 pour le ministère de l’écologie et du développement durable.

 

Changement de mentalité vers une gestion parcellaire

D’un point de vue infrastructure, la gestion pluviale tend vers une intégration au plan d’urbanisme, voir même au plan d’architecte. Cela permet de gérer cette eau localement et réduire le ruissellement. C’est d’ailleurs dans ce sens que la ville de Paris a lancé le projet « ParisPluie ». Il prévoit de déconnecter du réseau unitaire sur plusieurs centaines d’hectares en vingt ans. Des mesures assez restrictives sans imposer de technologie particulière seront mises en place.

Pour réussir cette gestion parcellaire des eaux pluviales, il existe différentes solutions techniques développées par des entreprises spécialisées. On les nomme plus couramment techniques alternatives pour la gestion des eaux pluviales ou plus simplement techniques alternatives.

En intégrant ces solutions, on peut diminuer le taux d’imperméabilisation des sols et la quantité d’eau résultante dans les cours d’eau. Les pics de crues et les impacts associés se verront donc également diminués.

 

L’attractivité du « vert »

L’aspect souvent végétal de ces solutions apporte de nouveaux écosystèmes et rétablit le cycle originel de l’eau. L’aspect environnemental positif est fort puisque l’on réduit l’impact de l’activité humaine sur son environnement. Ceci est souvent très apprécié des riverains ou passants. En effet, l’émergence de vert dans les zones urbaines rend la vie plus agréable et le quartier plus attractif.

D’autre part, ces mesures pour une infiltration immédiate de l’eau pluviale permettent de réduire les débits en entrée de stations d’épuration. Ainsi on observe une réduction des tailles des infrastructures. Combiné à l’attractivité nouvelle pour des entreprises ou des administrés, cela peut représenter une valeur financière non négligeable ainsi qu’un retour sur investissement important.

 

Toit végétal
Exemple de toitures végétalisées dans l’agglomération lyonnaise.

Quelles sont ces techniques alternatives ?

Pour appliquer cette idée de gestion parcellaire, il existe des options qui diffèrent en fonction des occupations, des besoins et des natures des sols.

  • Les noues :

Ce sont des fossés élargis permettant l’évacuation par infiltration et augmentant l’évaporation. Elles sont assez efficaces et très répandus mais nécessitent d’assez grandes surfaces d’installation. Elles sont toutefois remplies par des eaux de ruissellement et donc peuvent potentiellement être des zones critiques de pollution. C’est pour cela qu’il existe des noues intégrants des systèmes de traitement. C’est le cas par exemple des systèmes D-Rainclean de la société Funke ou Drainfix Clean de Hauraton.

  • Les toitures végétalisées :

Elles permettent de retenir environ 2/3 des eaux pluviales. Grâce à leur inertie thermique importante, elles sont de très bons isolants donc source d’importantes économies d’énergie. De plus, elles sont complètement intégrées dans l’environnement.

  • Les citernes de pluies :

Citernes urbaines placées en sous-sol et recevant des eaux de ruissellement. Elles sont perméables de manière à permettre l’infiltration.

  • Chaussées drainantes, géotextiles :

Également entièrement intégrées dans l’environnement urbain, ces systèmes sont mis en place sur les grandes surfaces utilisés par le réseau routier ou les parkings. Ils permettent de diminuer l’imperméabilisation des sols. Pouvant être soumis à des pollutions ponctuelles, il existe des systèmes de traitement automatique permettant de limiter la pollution dans le milieu naturel. Par exemple, TenCate GeoClean permet de traiter une surface avant son infiltration avec un débit nominal de 10mm par seconde pour 5cm d’eau, avec 99% des hydrocarbures traités.

  • Espaces verts et jardins de pluies :

Véritables îlots de verdure en zone urbaine, ce sont des zones d’infiltration avec très peu de ruissellement et donc généralement sans pollution.

Toutefois, dans ces différentes méthodes, une des problématiques récurrentes est de pouvoir rendre au milieu naturel une eau propre. Le but étant de limiter la pollution pouvant altérer de manière durable le sol ou bien les nappes phréatiques. Comme cette pollution est récupérée lors du ruissellement des eaux sur les zones imperméables, on cherche à le limiter au maximum. C’est la raison pour laquelle les systèmes permettant une infiltration immédiate paraissent plus intéressants.

L’intérêt des outils numériques

Afin de limiter le sur-dimensionnement des infrastructures (standards et techniques alternatives), il est possible de miser sur des outils numériques. Ils aident et assistent les ingénieurs lors des études de conception. Parmi la gamme de produit proposée par Geomod, XPDrainage est dédié au dimensionnement des réseaux d’eau pluviale. C’est un outil qui intègre :

  • un module hydrologique,
  • une vue en plan pour le dessin technique,
  • et de la modélisation hydraulique pour le dimensionnement.

Ainsi, chaque corps de métier intervenant lors des études de conception peut travailler sur un seul et même outil. L’intérêt est multiple. Plusieurs modules intégrés de dimensionnement (comme la méthode de Caquot, ou la méthode des pluies) font gagner un temps précieux. La continuité qu’il apporte dans la gestion des données et dans le suivi d’un projet engendre clarté et cohérence.  La qualité des études réalisées est améliorée.

Dans la seconde partie de cet article, nous détaillerons les raisons pour lesquelles ces techniques alternatives ont du mal à s’implanter en France. Nous aborderons également la manière dont l’outil XPDrainage facilite les études liées à l’implantation de ces techniques alternatives.