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Intégrer des techniques alternatives pour une gestion durable des eaux pluviales. Partie 2

Intégrer des techniques alternatives pour une gestion durable des eaux pluviales. Partie 2

Cet article est la suite de la partie 1 posant les problématiques de la gestion des eaux pluviales, leurs évolutions et les directions actuelles.

Pousser vers une expansion des techniques alternatives à la gestion des eaux pluviales

     Malgré l’apport évident qu’apportent ces solutions en zones urbaines pour le bien-être des habitants et l’environnement. En d’autres termes, on observe que la vitesse de développement de ces systèmes est assez lente. Ceci peut être dû à plusieurs choses :

  • Un prix parfois élevé des dépollutions d’eaux de ruissellement
  • Un manque d’indications précises dans le cadre juridique
  • Une communication parfois encore faible sur ces types systèmes et leurs avantages
  • Des difficultés de dimensionnement de ces études de ruissellement qui peuvent être complexes.
Toitures végétalisées
Toitures végétalisées

Pollution des eaux infiltrées ?

     Le rapport du GRAIE (Groupe de recherche Rhône-Alpes sur les infrastructures et l’eau) sur les risques réels et avantages des eaux de ruissellement de Juin 2014 montrent que les eaux de ruissellement ne sont généralement pas polluées. Seul certains cas, à la marge et connus, nécessitent une dépollution avant rejet dans la nature. Donc les systèmes de dépollution ne doivent pas être systématiques et se révèlent souvent être des dépenses inutiles.

En plus de cet aspect, les particules polluantes sont filtrées par la noue, le fossé ou tout système de drainage. Ainsi elle n’atteindraient finalement presque jamais les nappes phréatiques ce qui est la principale crainte de la population.

     La problématique principale lorsqu’il s’agit d’infiltration des eaux pluviales est donc de maximiser la surface d’infiltration, par rapport à la surface de collecte afin d’avoir le meilleur rendement d’infiltration possible. C’est d’ailleurs le facteur déterminant pour le choix de la technique alternative. Cet aspect est à mettre en relation avec les prix du foncier qui détermine grandement l’intérêt économique de tels choix.

     Le GRAIE effectue également un travail d’observatoire des opérations exemplaires pour la gestion des eaux pluviales. Ces données disponibles en ligne permettent de communiquer sur l’utilisation de ces solutions, des difficultés de mise en œuvre rencontrées et des résultats concrets observées. Ces actions sont très intéressantes car permettent de regrouper les retours d’expériences et d’aider à la décision les collectivités qui aimeraient franchir le pas. On retrouve cette initiative dans le lien suivant :

http://www.graie.org/portail/animationregionale/techniques-alternatives/

Cadre juridique et volonté politique

Les études actuelles de refonte d’un quartier, de constructions d’habitations ou de quelconques constructions urbaines nécessitent une multitude d’étude. Parmi elles, doit être fait une analyse plus ou moins poussée sur l’évacuation et/ou l’infiltration des eaux. Juridiquement, il existe 2 cas :

  • Le cas d’un rejet directement dans le milieu naturel :
    • Bassin versant lié inférieur à 20 hectares et supérieur à 1 hectare : Installations, ouvrages, Travaux et Activités (IOTA) soumis à une déclaration D auprès des services de la police de l’eau et des milieux aquatiques,
    • Bassin versant lié supérieur à 20 hectares : IOTA soumis à une déclaration A auprès des services de la police de l’eau et des milieux aquatiques.
  • Cas d’un raccordement à un réseau pluvial ou unitaire :
    • Déclaration préalable du propriétaire du réseau par l’intermédiaire d’un dossier de déclaration d’extension ou d’antériorité de réseau existant auprès de la Police de l’eau avec autorisation de rejet délivré par le propriétaire du réseau.

Les autorités centrales poussent vers les solutions de techniques alternatives via notamment les rédactions des SAGEs. Ces documents donnent les orientations générales. On retrouve par exemple des directives dans le SAGE de l’Est Lyonnais :

« La gestion des eaux pluviales doit se faire dans des ouvrages superficiels. On définit comme ouvrage superficiel, un ouvrage dont la profondeur maximale est inférieure ou égale à 20 cm par rapport au terrain naturel (soit 2 fois la hauteur de précipitation trentennale sur le territoire pour une pluie de 24 h). »

Toutefois ces directives sont relativement peu restrictives donc le choix vers ces solutions dépendent des volontés politiques locales. Celles-ci sont finalement très ponctuelles (PLU, arrêtés communaux, etc.) et l’efficacité générale qui en pâtit.

Communications et retour d’expériences

On ne peut pas dire qu’il n’y a pas de communication autour des techniques alternatives. En effet, on retrouve nombre d’associations, groupements, colocs scientifiques, etc. Qui mettent en ligne bon nombre d’informations techniques et administratives sur l’implantation des solutions évoquées.

Prenons par exemple l’association ADOPTA (Association pour le Développement Opérationnel et la Promotion des Techniques alternatives en matière d’eaux pluviales) qui est un organisme qui regroupe plus de 100 membres intéressés par l’utilisation et la promotion de ces techniques. Ils mettent en relation les spécialistes, ingénieurs et décisionnaires dans le but de démocratiser l’utilisation de ces solutions. Par le biais de différentes fiches techniques de faisabilité et de cas d’étude elle informe ses membres et le grand public sur les techniques alternatives. Ces informations portent sur les possibilités financières et techniques d’intégration de ces solutions dans les projets nouveaux. Historiquement présente dans la région du Nord elle s’est aujourd’hui élargie puisqu’elle a des partenaires allant du département des hauts de France à l’Union Européenne en passant par certaines régions et l’agence de l’eau. Créé en 1997 son expérience est reconnue grâce au millier de réalisations et aux colocs scientifiques. Notamment les assises nationales de Gestion durable des eaux pluviales de Douai organisé chaque année en juin.

Toutefois ces organismes, leur nombre et leurs moyens sont relativement limités. Cela freine l’implantation de ces idées dans les projets actuels. Ces solutions sont vraisemblablement les seules techniques de développement durable puisque résilientes. Elles nécessiteraient une communication plus agressive pour atteindre les décisionnaires et les administrés afin d’orienter les choix vers ces techniques.

Dimensionner les techniques alternatives pour justifier de leur efficacité

Pour contrer les difficultés de dimensionnement et donc d’intégration des techniques alternatives, il existe désormais des outils. Ces outils aident particulièrement à la conception de micro réseaux pluviaux. Ces logiciels intègrent des modules hydrologiques et peuvent proposer une palette de solutions possibles pour l’évacuation des eaux. Se basant sur des résolutions d’équations d’écoulements, ils sont capables de dimensionner les réseaux et ainsi éviter les allers-retours entre les concepteurs CAO et les ingénieurs hydrauliques. Utilisé du stade d’esquisse (ESQ) à la phase projet (PRO), ils permettent de faciliter et de réduire le coût des études de conception.

Il existe chez l’éditeur de logiciel Innovyze, distribué en France par Geomod, 2 principaux outils permettant d’intégrer et de quantifier l’influence des techniques alternatives dans les études.

XPDrainage : outil de conception et de dimensionnement

XPDrainage, est un logiciel consacré principalement au dimensionnement de petits « réseaux » pluviaux capable d’intégrer une multitude de techniques alternatives. Il aide ainsi à développer le concept de gestion à la parcelle ou avec très peu de transport hydraulique. Il possède un module hydrologique avec de multiples types de générateurs de pluie et de méthodes de transformation pluie-débit. L’hydraulique est gérée par le moteur de calcul SWMM5 qui lui assure une grande robustesse. Son point fort est son module de dimensionnement automatique qui assure un gain de temps considérable dans une étude. XPDrainage est utilisé par les services compétents de l’agglomération Grand Lyon pour dimensionner les techniques alternatives dans la ville. Situé au cœur de la région Rhône-Alpes, à la pointe du développement français sur le sujet. Leur retour d’expérience est très bon et ils ont renouvelé leur confiance au logiciel pour 2019.

Description synthétique d'XPDrainage

Il est doté d’une interface intuitive qui permet d’être abordable pour tous bureaux d’études d’urbanisme, de génie civil voir de paysagistes responsable des études d’agencement des espaces extérieurs et des eaux de ruissellement. Pour être concret, le logiciel possède des modules pour la simulation de l’effet de différentes infrastructures qui sont par exemple :

  • Les bassins d’infiltration :

Le bassin d’infiltration est une surface prévu pour recevoir un volume assez important d’eau et dans lequel il y a une infiltration non négligeable. Ce bassin a généralement un volume d’eau non nul hors événements critiques.

  • Les noues :

Il s’agit de larges fossés à faible voire pente nulle dans lesquels l’eau s’écoule lentement et où il y a beaucoup d’infiltration et d’évacuation par évaporation.

Prix indicatif : 30à 100€/m2 + déplacement engin ; curage tous les 3 à 10 ans

  • Les réservoirs :

Ils peuvent être placé sous la chaussé (ex : parking) et limitent le ruissellement de surface donc les pollutions. Le rejet se fait ensuite vers un point unique déterminé.

Prix indicatif : 4500€ pour 5m3

  • Les chaussées poreuses :

Elles sont utilisées en zone urbaine pour réduire les zones 100% imperméabilisées. Ces chaussées possèdent un taux de vide non négligeable permettant l’infiltration direct d’un grand volume y transitant. Le taux de vide peut être très différent en fonction des matériaux utilisés (20%, enrobés poreux – 90%, structures alvéolaires complexe).

Prix indicatif : 450 à 600€/m3

  • Le puisard,

Utilisé lorsque les surfaces disponibles sont plus restreintes, ils permettent une infiltration sur une colonne d’eau.

Prix indicatif : environ 2600€ pour 4m3.

  • Les fossés d’infiltrations,

Fossé avec une pente non négligeable mais possédant une bonne infiltration pour permettre une évacuation plus efficace.

Prix indicatif : 14€/m3 entretien compris + 3€/m2 engazonnement ou 2 à 90€/u pour plantations

  • Les chambres d’infiltration,

Situé en sous-sol, ce sont des zones de vide ou l’eau peut se stocker et s’infiltrer.

Toutefois la valeur fondamentale à connaitre est la vitesse à laquelle se fait l’infiltration dans le sol. Pour cela il faut soit faire appel à un bureau d’études spécialisé pour avoir des données très précises ou bien se rapporter à la littérature.