La Gestion Des Eaux Pluviales, Un Enjeu Considérable Dans Le Cycle De L’eau. « Les bassins d’infiltration »
6ème partie consacrée à la gestion des eaux pluviales et particulièrement sur les bassins d’infiltration et notamment sur leur dimensionnement qui reposera sur la capacité d’infiltration du sol.
Destinés à contenir les eaux de pluie et de ruissellement générées par l’urbanisation ou l’aménagement d’un site, les bassins d’infiltration ont un rôle d’infiltrer les eaux pluviales sur site.
Dans le cas général, nous abordons la présentation, les avantages et inconvénients communs à tous les bassins d’infiltration.
Puis nous distinguerons les deux types de bassin d’infiltration :
o bassin d’infiltration : Infiltration seule, le bassin est l’exutoire du réseau pluvial, la totalité des eaux de pluie et de ruissellement collectées est alors infiltrée.
o bassin de rétention infiltrant : Infiltration+évacuation à débit régulé vers un exutoire, une partie du volume des eaux de pluie et de ruissellement est infiltrée (réduisant la dimension du bassin de rétention) et l’autre est retournée à l’exutoire selon un débit de fuite.
Ces ouvrages sont constitués d’un ouvrage d’alimentation, d’une zone de stockage (ou d’infiltration), et dans le second cas d’un ouvrage de régulation.
Avantages :
- Très bonne intégration paysagère de part leur aspect plurifonctionnel (espaces verts, aire de jeu, aire de détente...).
- Conservation d’espaces verts en zone urbaine (zones humides pouvant abriter une faune et une flore).
- Dépollution efficace des eaux pluviales par décantation dans le bassin puis par « filtration » par interception dans le sol.
- Réalimentation des nappes phréatiques.
- Sensibilisation du public par visualisation directe du problème du traitement des eaux pluviales.
Inconvénients :
- Emprise foncière pouvant s’avérer importante.
- Dépôts de boues de décantation qu’il faut évacuer lorsque leur quantité induit une modification du volume utile de rétention. Cependant, la formation de ce dépôt prend beaucoup de temps car les volumes générés sont très faibles.
- Dépôts de flottants. Dépend de la nature des eaux retenues dans le bassin et de la présence ou non d’un système de « dégrillage » en amont.
- Risques de nuisances olfactives (stagnation d’eau, putréfaction de végétaux,...) par défaut de réalisation ou manque d’entretien.
- Nécessité d’une conception soignée et d’un entretien régulier.
- Possible contamination des nappes phréatiques par une éventuelle pollution accidentelle (en zone à risque).
Conditions et domaine d’utilisation :
Les bassins d’infiltration sont des ouvrages simples dans leur conception, mais le dimensionnement de l’ouvrage doit résulter d’éléments fournis par une étude hydrogéologique du site.
On vérifie grâce aux résultats de cette étude que :
• la perméabilité du sol permette l’infiltration des eaux collectées dans un laps de temps « respectable » (durée d’infiltration après orage < 6h),
• la nature du sol (des couches géologiques sous jacentes) permette l’infiltration des eaux de pluie et de ruissellement générées par deux épisodes pluvieux décennaux se succédant en l’espace de 24h,
• la nature des couches géologiques du sol et l’environnement immédiat (habitation, sous sol, terrains pentus,...) soit compatible avec l’infiltration (effondrements, glissements de terrain, création de « nappe » perchée provoquant l’inondation des sous sols,...).
N.B. : Une étude sur les possibilités de pollution de nappe devra être menée pour les zones « à risques ». Il est conseillé d’avoir une distance minimale de 1 mètre entre le fond de l’ouvrage et le niveau des plus hautes eaux afin de « filtrer » les eaux grâce au sol en présence. Si cela s’avère nécessaire, des systèmes de traitement adéquats (décanteur, déshuileur, débourbeur,...) seront mis en œuvre avant infiltration des eaux collectées.
La mise en œuvre d’ouvrages spécifiques au sein même ou en tête du bassin permettra d’éviter tous types de nuisances et de faciliter l’entretien. Un suivi sérieux et régulier en sera la garantie.
Pour permettre la mise en œuvre d’un bassin plurifonctionnel et l’ouvrir au public, on assure :
- la sécurité des riverains. Si cela s’avère nécessaire (pente des talus ou profondeur du bassin trop importantes), des systèmes permettant d’assurer la sécurité doivent être mis en œuvre (clôtures, grillage, prévention, information sur le fonctionnement...) suivant la morphologie et l’implantation.
- une bonne information des riverains ou des usagés sur son fonctionnement,
- une signalétique adéquate,
- la mise en sécurité des équipements constitutifs de l’ouvrage.
Dans le cas d’un ouvrage en eau pouvant accueillir des activités nautiques, la réglementation en vigueur est celle dédiée aux activités physiques et sportives : Loi nationale AVIS du 6 juillet 2000, « Loi relative à la promotion et à l’organisation des activités physiques et sportives ». Elle réglemente l’encadrement des activités autorisées sur le site (article 43). Chaque commune autorise par arrêté préfectoral la pratique de l’activité sur le site.
Pour le cas des bassins en eau du Grand Toulouse, la Fédération Française de Pêche vérifie la qualité des eaux et informe la Communauté d’Agglomération du Grand Toulouse.
Dans le cas de résultats d’analyse non conforme, la Communauté d’Agglomération contacte un laboratoire d’analyse et informe le maire afin d’interdire les activités nautiques.
La mise en œuvre d’un bassin d’infiltration est conseillée dans les cas :
• d’absence d’exutoire naturel,
• de perméabilité du sol est favorable,
• de présence d’ une nappe phréatique,
• d’une emprise disponible.
Ils sont utilisables aussi bien en milieu urbain, péri-urbain ou rural. Par conséquent, aussi bien par un industriel (après mise en œuvre de traitement si cela s’avère nécessaire) que par un particulier.
Conception :
Collecte des eaux / partie amont du bassin :
La collecte des eaux pluviales en amont et l’alimentation du bassin sont réalisées par :
- des bouches à grille ou avaloirs,
- des bouches d’injection,
- des dalles,
- des canalisations,
- des caniveaux,
- une protection afin d’éviter toute intrusion dans les canalisations (type tête d’aqueduc sécurisé),
- des systèmes de « dégrillage », de piège à flottants, de pièges à particules fines.
Structure du bassin :
- mise en place de géotextiles en fonction de la destination du bassin et du type d’eau retenue,
- aménagement, accompagnement des eaux afin d’éviter toute érosion prématurée (aménagement jusqu’au fil d’eau du bassin),
- stabilisation des talus par végétalisation ou autre méthode (géogrilles, dispositifs anti-batillage, enrochements, rondins),
- pente des talus le plus faible possible (facilite l’entretien),
- pour des pentes de talus importantes, préférer le profil emboîté (marches d’escalier),
- rampe d’accès jusqu’en fond de bassin pour assurer un entretien mécanique (prévoir passage suffisant),
- systèmes de mise à l’air.
Evacuation et « ré-essuyage » des eaux :
L’évacuation de la totalité des eaux collectées est assurée par la mise en œuvre de :
- système de drainage des eaux stockées (« ré-essuyage ») par noue, caniveau, cunette, ou drain d’évacuation vers un système d’infiltration,
- faible pente en fond de bassin afin de rassembler les eaux vers le centre.
Exutoire (bassin de rétention infiltrant) :
L’exutoire est composé :
- d’une protection évitant toute intrusion dans les canalisations (type tête d’aqueduc sécurisé),
- d’éventuels systèmes de clapet de décharge,
- d’une surverse de sécurité,
- d’un organe ou orifice de régulation.
Revêtements et aménagement du fond et des berges : L’aménagement du bassin peut être réalisé en végétalisant l’ouvrage ou par divers matériaux :
Végétaux : (cf. chapitre engazonnement et plantation)
- gazon résistant à l’eau et à l’arrachement (Herbe des Bermudes, Puera ire hirsute, Pâturin des prés, Brome inerme,...),
- arbres et arbustes pouvant s’adapter à la présence plus ou moins abondante d’eau pour garantir une bonne stabilité,
- végétaux dont le système racinaire permet une stabilisation du sol (pivotants, fasciculés ou charnus),
- les arbres à feuilles caduques sont à éviter pour limiter l’entretien courant (feuilles pouvant obstruer l’exutoire).
Matériaux :
- béton ou enrobé (sur certaine zone afin de permettre l’infiltration par ailleurs),
- géotextile,
- dalles bétonnées (laisser des interstices permettant l’infiltration).
Bassin d’infiltration strict :
Le bassin d’infiltration à ciel ouvert est un ouvrage qui ne nécessite pas d’exutoire. La totalité des eaux de pluie et de ruissellement y sont infiltrées. Cet ouvrage de surface est l’exutoire du réseau d’assainissement pluvial.
Avantages :
- Technique qui ne nécessite pas la présence d’exutoire. Pas de création de branchement pluvial au réseau public.
- Suppression des volumes d’eau rejetés vers le réseau public.
Inconvénients :
- En cas de saturation des premiers horizons lors d’évènements pluvieux s’étalant sur une longue période, des zones de stagnation d’eaux peuvent apparaître. Pour cela, on prévoit en fond de bassin un aménagement permettant de les concentrer. Une noue semble le plus indiqué (cf. fiche technique 7).
- Cf. Inconvénients mentionnés dans le cas général.
Conditions et domaine d’utilisation :
Cet ouvrage est conseillé en cas d’absence d’exutoire pluvial, en présence d’un sol garantissant une bonne perméabilité. Dans le cas où la perméabilité ferait défaut, on peut coupler cette technique avec d’autres permettant d’accroître sa capacité d’infiltration.
Durant l’épisode pluvieux, l’alimentation peut se faire :
o par ruissellement direct,
o par déversement du réseau pluvial (le bassin est le point bas du réseau),
o par mise en charge et débordement d’un système drainant situé en fond de bassin (massif drainant, puits d’infiltration,...). La capacité d’infiltration du bassin est alors accrue. On réduit la fréquence de mise en eau du bassin (épisodes pluvieux de faible intensité contenu dans le système drainant). Le volume utile disponible dans le bassin sert alors de vase d’expansion.
Cette technique est surtout utilisée en milieu rural voir péri-urbain lorsqu’il n’y a pas d’exutoire possible et que l’on dispose d’un espace suffisant.
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Bassin de rétention infiltrant :
Le bassin de rétention infiltrant est un bassin d’infiltration complété d’une évacuation à débit régulé, réduisant ainsi le volume utile et lui conférant des caractéristiques similaires au bassin de rétention.
Avantages :
- Réduction des débits de pointe et des volumes s’écoulant vers le réseau public.
- Réduction du volume utile (en comparaison avec un bassin de rétention).
- Réduction de l’emprise foncière (en comparaison avec un bassin de rétention).
Inconvénients :
- Cf. Inconvénients mentionnés dans le cas général.
Conditions et domaine d’utilisation :
On utilise cette solution lorsque le coût de l’emprise foncière du bassin s’avère être un facteur limitant ou que l’on veut réduire la dimension d’un bassin. Le fait d’allier la rétention et l’infiltration permet de réduire le volume utile.
On utilise également cette alliance rétention / infiltration lorsqu’on ne peut rejoindre gravitairement l’exutoire. Ainsi, la partie basse du bassin fonctionne en infiltration et la partie haute (au-dessus du niveau de l’exutoire) en rétention.
Durant l’épisode pluvieux, l’alimentation peut se faire :
o par ruissellement direct,
o par déversement du réseau pluvial (le bassin est le point bas du réseau),
o par mise en charge et débordement du réseau : évitant la mise en eau du bassin lors des pluies de faibles intensités,
o par mise en charge et débordement d’un système drainant situé en fond de bassin (massif drainant, puits d’infiltration,...). La capacité d’infiltration du bassin est alors accrue. On réduit la fréquence de mise en eau du bassin (épisodes pluvieux de faible intensité contenus dans le système drainant + évacuation à débit régulé). Le volume utile disponible dans le bassin sert alors de vase d’expansion.
Cette technique est surtout utilisée en milieu rural et péri-urbain lorsque l’exutoire est difficilement accessible (fil d’eau peu profond, un fossé comme exutoire, ...) et que l’on dispose d’un espace suffisant.
