Techniques alternatives pour la gestion des eaux de ruissellement urbain

Cette route d'apparence normale cache une chaussée-réservoir.Elle ne produit plus de ruissellement

Par forte pluie, la partie centrale (chaussée drainante absorbante) absorbe immédiatement toute l'eau, diminuant aussi le risque d'aquaplanning et de verglas. Trottoirs et parkings sont également drainants avec une structure réservoir sous-jacente.

Face à l'imperméabilisation croissante des villes, qui cause des problèmes d'inondation en aval (ou sur place) et d'éventuel déficit en alimentation de la nappe sous-jacente, des techniques alternatives pour la gestion des eaux de ruissellement urbain sont testées dans différents pays.

Ces techniques, souvent incluses dans l'écologie urbaine ou associée à des approches de types haute qualité environnementale (HQE) ont souvent aussi comme objectif de limiter la pollution de l'eau et d'améliorer l'environnement urbain et la santé.

Les eaux pluviales peuvent aussi faire l'objet de récupération et réutilisation, directement à partir des toitures ou plus en aval, pour une ou plusieurs valorisations successives.

Ces techniques doivent être mises en œuvre par des spécialistes et avec un suivi adéquat, de manière à éviter l'infiltration dans la nappe de polluants ou substances indésirables.

Pourquoi une gestion alternative

Les eaux de ruissellement accumulent souvent de grandes quantités de polluants ou nutriments trop brutalement apportés aux rivières ou polluant les nappes.
Les indices d'intégrité écologique (IIE) calculés pour de nombreux cours d'eau en Amérique du Nord ont montré une altération significative des cours d'eau, voir un effondrement local des écosystèmes (collapsus écologique) partout où plus de 10 à 15% du contexte paysager local (micro bassins hydrographique) est imperméabilisé (par l'urbanisation, les zones d'activités, les parkings, etc.) ^[1]. Les apports en déjections (de chats, chiens, pigeons, etc.), en sels de déneigement, en fongicide relargués par les peintures murales ou encore en métaux provenant des zingueries et autres éléments d'architecture posent également des problèmes préoccupants.

Techniques alternatives

Ce parking (Université de Douai) absorbe la pluie et la stocke avant le la relarguer lentement, et de manière différée.

Un filtre en nid d'abeille, intégrée dans le réseau, pré-épure l'eau de ruissellement avant un stockage/infiltration en noue ou bassin végétalisé

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Ces pavés autobloquants laissent l'eau percoler dans une structures sous-jacente poreuses qui fait office de réservoir et zone-tampon.

Cette "noue" absorbe les pics de ruissellement sans envoyer l'eau vers l'aval où elle contribuait autrefois aux inondations. Elle s'y infiltrera lentement dans le sol, en grande partie dépolluée par les plantes et les bactéries naturellement présentes

Ce rond-point fleuri cache plusieurs dizaines de mètre cube d'une structure réservoir qui peut en quelques dizaines de minutes absorber le surplus d'eau d'une forte pluie d'orage, avant qu'elle ne ruisselle vers un point bas où elle provoquait autrefois des inondations.

Le pavage non maçonné permet de diminuer le ruissellement, mais il est plus fragile et il y a risque de pollution si la nappe sous-jacante est vulnérable

Elles sont basées sur un triple principe :

• stocker temporairement les eaux pluviales, en amont, pour, par un effet-tampon, ralentir et réguler les débits vers l’aval.
• Infiltrer les eaux non polluées dans le sol, tant que possible, pour réduire les volumes s’écoulant vers l’aval
• Distinguer et traiter séparément les eaux polluées des eaux pluviales et de ruissellement et parmi ces dernières veiller à ce que celles qui ont ruisselé sur des substrats pollués (routes, cours d'usines, sols pollués, etc) soient traitées en fonction de leurs caractéristiques (charge en microbes, détergents, métaux lourds, pesticides, polluants routiers, etc.)

Ce qui implique ;

• gérer et si possible épurer l'eau au plus près de son point de chute, avec des solutions passives (ne dépendant pas de pompes, vannes, vannages et tuyaux qui risquent de se boucher, etc.), dès la toiture par exemple avec les terrasses végétalisées, ou près de la maison, avec des systèmes de noues et restauration de zones humides fonctionnelles (tels que des lagunages naturels qui épurent également l’eau, ce qui n’est pas le cas des égouts collectant les eaux pluviales)
• éviter ou limiter le ruissellement, qui est un puissant facteur de pollution de l’eau et de transferts rapides de polluants vers l'aval et la mer (la turbidité de l'eau est devenu une des paramètres les plus critiques pour les cours d'eau du Nord de la France et de nombreuses régions urbaines ou agricoles labourées).

Avantages

• Lutte contre les inondations et les sécheresses
• Réapprovisionnement des nappes souterraines
• Coût réduit par rapport aux solutions classiques (tuyaux, pompes)
• Moindres rejets polluants dans le milieu naturel
• Fiabilité (en développant des systèmes passifs et solutions éco-techniques les plus auto-entretenues possibles, par les processus écosystémiques naturels.

Exemples de techniques "alternatives"

Elles associent diverses solutions telles que

• chaussées – réservoir, dont le matériau très poreux est conçu pour stocker temporairement l'eau de pluie, avec relarguage lent pour écrêter les crues. L’eau s'y épure - dans une certaine mesure - en y percolant, grâce aux bactéries installées dans le substrat.
  Des structures équivalentes enterrées peuvent recevoir l’eau des chaussées, injectées par des avaloirs judicieusement disposés si le revêtement est étanche.
  Après stockage, s’il y a risque de pollution, l’eau peut être évacuées vers un exutoire destiné à son épuration (station d’épuration ou lagunage naturel selon le type de risque...)
• Puits d'absorption : ce sont des puits d'injection dans la nappe. Ils nécessitent donc que l’eau soit très propre, c'est pourquoi les puits d'infiltration leur sont préférés, l’eau s’épurant en percolant dans le sol et/ou un substrat épurateur préparé avant d'atteindre la nappe.
• fossés et/ou noues : ils permettant un stockage à l'air libre avant infiltration et/ou évapotranspiration par les végétaux qui épurent l’eau des nitrates, phosphates et d’une partie de ses polluants ;
• Tranchées drainantes : structures linéaires, superficielles offrant un volume-tampon permettant un stockage provisoire de l’eau qui peut ensuite être traitée, lagunée ou infiltrée dans le sol.
• Bassins d'infiltration végétalisés (il peut même s’agir d’un jardin inondable, conçu de manière à ce qu'il n'y ait pas d'îlot où des enfants risqueraient d'être surpris par la montée de l'eau) : ils sont d’une taille plus importante que les solutions précédentes, et positionnés pour recueillir les afflux massifs d'eau de ruissellement, avant de les épurer et lentement infiltrer dans le sol après stockage temporaire.
• dalles en nid d'abeille engazonnables, en PEHD par exemple, résistantes aux U.V. et pour certains modèles 100% recyclé et recyclable. Correctement posées, elles permettent 90% d'engazonnement ou de végétalisation par une flore sauvage (à condition de ne pas y laisser pousser de ligneux). Certains modèles facilitent la circulation des vers de terre d'une cellule à l'autre. Les eaux de pluie sont en partie épurée et infiltrée dans le sol. supportant jusqu'à 200 tonnes par m², elles préviennent l'orniérage et éventuellement l'érosion de talus. Si le nombre de véhicules n'est pas trop important, elles permettent de construire des parkings végétalisé, ou de véritables routes permanentes végétalisées (dans certains écoquartiers par exemple). Les chevaux peuvent être gênés par la sensation inhabituelle qu'ils éprouvent sur ce sol.

Conditions de réussite

Ce sont une bonne transversalité des services de voirie, assainissement, espaces verts, qui doivent travailler en amont et peuvent utilement s'associer les services d'un paysagiste et d'un écologue pour développer une gestion écologique et donc différenciée favorable à une meilleure gestion et épuration des eaux. ADOPTA a montré que ces solutions permettent de très importantes économies si les conditions suivantes sont réunies :

• les solutions sont basées sur un diagnostic pertinent ;
• elles prennent en compte le risque climatique croissant, ainsi que les contraintes et opportunités des sites concernés ;
• elles sont intégrées de manière cohérente et dès l’amont des projets ;
• elles sont intégrées à l’échelle des bassin versants.

En Europe

C'est surtout en Allemagne et aux Pays-Bas que ces concepts sont nés (Berlin, Stuttgart, Hambourg). Les terrasses végétalisées y ont notamment été développées avec beaucoup d'avances par rapport aux autres pays européens. Parfois, les mesures de gestion du ruissellement sont en outre accompagnées de la fin de l'utilisation du sel de déneigement (toxique pour de nombreuses espèces) ou alors son utilisation est fortement limitée (au profit de gravier, qu'on peut même à Stuttgart récupérer dans les égouts via un dispositif spécial).

En France

En France diverses collectivités depuis les années 1990/2000 (Nantes bordeaux, Paris...) peuvent s'appuyer sur une large expérimentations de tester plusieurs dizaines de méthodes alternatives initialement mises en œuvre dans les zones d'affaissement minier du nord de la France, où le risque d'inondation est particulièrement critique. Ce travail a été fait via une association Loi 1901 nommée ADOPTA, dédiée à l'expérimentation et à la promotion de techniques alternatives de lutte contre les inondations et le ruissellement urbain.

ADOPTA

L’association (Loi 1901) propose des documents techniques téléchargeables sur ces dispositifs et leurs résultats. Elle organise pour les collectivités qui le demandent des visites des installations, qui sont devenues une véritable vitrine de démonstration. (Plus de 120 réalisations mises en œuvre et testées au 1^er mars 2001 sur la ville de Douai et à ses environs, dans le Nord de la France).

ADOPTA promeut toutes les alternatives à l'imperméabilisation des sols qui s'inscrivent dans un esprit et un objectif de développement durable. Plusieurs collectivités locales ont imposé ces dispositifs et les recommandations de l’ADOPTA dans leurs cahier des charges. Lyon et Bordeaux ont également conduit des démarches exemplaires, de test et de démonstration dans ce domaine, mais de nombreuses villes allemandes et néerlandaises ont été pilotes avant la France en matière de gestion alternative des eaux pluviales.

Histoire et objectifs

Dans un coron réhabilité, autrefois humide et périodiquement inondé, un réseau de chaussée et chemins, draine efficacement l'eau de pluie et tamponne les pics pluvieux, sans inondations des caves voisines.

Cet avaloir ne conduit pas l'eau dans le réseau d'égout, mais dans une structure réservoir d'où elle sera lentement libérée, sans contribuer à un pic d'inondation

Le SIADO (Syndicat Intercommunal d'Assainissement de la région de DOuai), la SED (Société des Eaux de Douai) et la Ville de Douai, étaient particulièrement intéressés par les alternatives, car cette ville étant située en zone d’affaissement minier, et de séquelles industrielles (sites, sols et sédiments pollués), toute inondation peut prendre des proportions catastrophiques. Ces entités, lorsqu'elles ont voulu créer l’association ADOPTA, ont obtenu un fort soutien de la Région et de l’Agence de l’eau, également intéressées par la préservation de l’alimentation des nappes, car les nappes non polluées commencent à manquer dans cette région qui en dépend à 96 % pour l’alimentation en eau potable. La région est par ailleurs une des plus urbanisées d’Europe et la périurbanisation continue contribuer à l'imperméabilisation, qui est à la fois source d’inondations, de sécheresses, de pollution de l’eau et d’érosion des sols.

Cette association est ouverte à des maîtres d'ouvrage, maîtres d'œuvre publics ou privés, aménageurs, architectes, entreprises de travaux publics et de bâtiments, fournisseurs, etc qu’elle associe à des commissions de travail et de réflexion et à la publication de documents d’aide et de conseil.

L’association ADOPTA a aussi et notamment montré l'importance des outils juridiques qui permettent aux communes et agglomérations d’imposer nombre de ces solutions. Une plus-value écopaysagère supplémentaire peut être apportée, avec par exemple dans cette région l’intégration des sites de gestion de l’eau dans la Trame verte et Bleue du Conseil Régional.

Notes et références

Voir aussi

Liens externes

• ADOPTA (Site de l’Association DOuaisienne pour la Promotion des Techniques Alternatives en matière d'eaux pluviales)
• 3e Forum national sur la gestion durable des Eaux pluviales (Gayant Expo, Douai, mercredi 29 & jeudi 30 septembre 2010), avec programme et supports d'intervention.
• 2e Forum national sur la gestion durable des Eaux pluviales (Eurosites, la Plaine Saint-Denis, mercredi 25 & jeudi 26 mars 2009), avec programme et supports d'intervention.
• Guide Technique de la Gestion Durable de l’eau de pluie sur la voirie par le Conseil général des Hauts-de-Seine

Bibliographie

• J. B. Ellis, B. Chocat, S. Fujita, J. Marsalek, W. Rauch, Urban Drainage ; Glossaire multilingue (Voir)

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