recommandations lusage des gestionnaires

Les ouvrages dinfiltrationla fonction filtration

Sommaire

3 I. Introduction

4 II. Gnralits sur les ouvrages dinfi ltration4 1. Principes de fonctionnement6 2. Rglementation8 3. Fonctions assures par les ouvrages dinfi ltration

10 III. Prise en compte de la zone non-sature dans la conception et le dimensionnement10 1. Rgles gnrales de conception et de dimensionnement15 2. Leffet de la structure du sous-sol

18 IV. Caractrisation dusous-sol18 1. tudes de faisabilit gotechnique20 2. Caractrisation des htrognits par les mthodes gophysiques :

le radar gologique et la tomographie dersistivit lectrique

25 V. Suivi et gestion des sdiments25 1. Rgles gnrales de gestion des sdiments26 2. Infl uence du bassin versant sur la qualit des sdiments urbains ?

30 Glossaire

33 Remerciements

Sommaire

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I. Introduction

Le sol est essentiellement une ressource non renouvelable, ainsi quun systme trs dynamique qui remplit de nombreuses fonctions et qui joue un rle crucial pour les activits humaines et la survie des cosys-tmes [1] . Sur cette phrase dbute le projet de directive-cadre europenne sur la pro-tection des sols. En rponse la pression croissante exerce par lhomme sur les sols, le Ministre en charge de lcologie a initi depuis 1998 un programme de recherche GESSOL Fonctions environnementales et gestion du patrimoine sol (http://www.gessol.fr). Ce programme a pour objectifs de fournir aux dcideurs publics des outils oprationnels pour valuer, surveiller et grer les sols naturels, agricoles et/ou urbains. Le projet FAFF (Fonction fi ltration dun ouvrage urbain : consquence sur la formation dun Anthroposol) qui sinsre dans le contexte du programme GESSOL sest droul dans lEst lyonnais en sattachant particulirement ltude de sols urbains particuliers : les fonds de bassins dinfi ltration deaux pluviales.

La construction et lamnagement peuvent en effet avoir des consquences irrversibles sur la durabilit des sols ; leffet qui en dcoule, le plus souvent, est une impermabilisation et un ruissellement important que lon peut compenser par des systmes dassainissement deaux pluviales. La gestion de leau en sites urbains vise alors conjointement trois objectifs : limiter les risques dinondation, limiter les risques de pollution et intgrer la gestion des eaux pluviales dans lamnagement.

Afi n de rpondre ces objectifs, les tech-niques dinfi ltration deaux pluviales se dve-loppent en milieu urbain depuis plusieurs annes [2]. Ces techniques apportent en effet

une rponse la problmatique de gestion des eaux pluviales en ville, tout en permet-tant lamnagement du territoire et lurbani-sation. Plus prcisment, ces amnagements peuvent participer lamlioration du cadre de vie, la participation et lducation envi-ronnementale du citoyen, la matrise des risques dinondation et des risques environ-nementaux et loptimisation des cots.

Les bassins dinfiltration deaux plu-viales en milieu urbain peuvent constituer un choix damnagement privilgi (rseau peu dense, emprise foncire ponctuelle, infiltration de grandes quantits deau, etc.). Nanmoins, les particules organiques et minrales entraines par les eaux de ruissellement et dposes en surface de ces bassins contiennent des teneurs en polluants signifi catives. La fonction pu-ratrice base sur la fonction fi ltration de la couche de surface des bassins din-fi ltration est souvent mise en avant : cette couche constitue un fi ltre physique (rten-tion de particules) et chimique (adsorption des polluants par exemple) pour les eaux sinfi ltrant en direction des nappes deaux souterraines. Cependant, en sinfi ltrant, les polluants contenus dans les eaux pluviales peuvent se retrouver dans les premiers mtres du sous-sol. Actuellement, peu de travaux se sont focaliss sur la caractrisa-tion de ce type de sol et encore moins sur sa fonction fi ltration. Ce document de recom-mandations lusage des gestionnaires a pour but de prsenter les enseignements oprationnels issus du projet GESSOL-FAFF relatifs la gestion adapte et optimise de la fonction fi ltration de la surface des bassins dinfi ltration.

1. Projet de directive-cadre sur la protection des sols.

2. Pour la gestion des eaux pluviales, Stratgie et solutions techniques (Rgion Rhne-Alpes, 2006).

I. Introduction

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II. Gnralits sur les ouvrages dinfi ltration

Les ouvrages dinfiltration sont des tech-niques alternatives dassainissement plu-vial*, compltant ou se substituant aux techniques dassainissement classiques par collecteurs. Le principe de fonctionnement de ces ouvrages est de recueillir et stocker temporairement les eaux pluviales collec-tes, et de les restituer au milieu naturel, en totalit ou seulement en partie, travers le sous-sol et non vers un exutoire de surface. Lintrt de ces ouvrages est double :

ils jouent un rle essentiel dans la gestion des eaux pluviales en contribuant rduire le volume deau entrant dans les collecteurs,

ils favorisent la recharge de nappes souterraines.

Le principe de fonctionnement de ces ouvrages consiste tout dabord collecter les eaux de ruissellement lors dvnements plu-vieux. Les eaux pluviales sinfi ltrent ensuite progressivement dans le sous-sol travers la zone non-sature* en eau, une vitesse qui dpend notamment de la permabilit* du milieu, puis rejoignent les nappes deaux sou-terraines. Linfi ltration travers cette zone est primordiale car elle peut assurer une fonction puratrice permettant de rduire la charge polluante vhicule par ces eaux avant que celles-ci ne rejoignent la nappe. La zone non-sature du sous-sol, ou ZNS, joue

ainsi un rle de

1. Principes de fonctionnement

fi ltre. Certains ouvrages, comme les bassins dinfi ltration prsents sur la fi gure 1, sont prcds douvrages de traitement pralable des eaux pluviales (ouvrage de stockage/dcantation ou dshuileur, etc.) permettant de limiter la quantit de polluants entrant dans les ouvrages.

Les ouvrages dinfiltration sont de nature diverse : bassins dinfi ltration*, puits dinfi ltration*, tranches drainantes*, fosss et noues dinfi ltration*, chausses struc-ture rservoir avec revtement poreux*.

La fi gure 2 prsente le principe des diff-rentes techniques dinfi ltration deaux plu-viales, et introduit la terminologie utilise dans ce document.

En milieu urbain, le recours des tech-niques alternatives dinfi ltration des eaux pluviales vise donc favoriser linfi ltration au profit du ruissellement, avec le souci dassurer toujours la meilleure intgration paysagre possible.

LIREGuide technique Linfi ltrations en questions. Recommandations pour la faisabilit, la conception et la gestion des ouvrages dinfi ltration des eaux pluviales en milieu urbain, GRAIE, 2009.

II. Gnralits sur les ouvrages dinfi ltration

1. Principes de fonctionnement

* Pour chaque mot suivi d'un astrisque, voir le glossaire page 30.

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Figure 1 Schma de principe : exemple dun bassin dinfi ltration prcd dun bassin de rtention/dcantation

Figure 2 Typologie de diffrentes techniques alternatives dassainissement par infi ltration : noue, tranche dinfi ltration, puits dinfi ltration, chausse structure rservoir, bassin dinfi ltration prcd d'unbassin de rtention.

Eaux pluviales

Sdiments urbains

Zone amnage impermable

Bassin dertention

Bassindinfiltration

Pluie

Zone non satureInfiltration

Zone sature (nappe)

Alluvions grossires (sables et graviers)

Lentilles de graviers

Lentilles d'argile

Revtement permable

Revtement impermable

Bassin d'infiltrationBassin de rtentionChausse

structure rservoirPuits

d'infiltrationTranche

d'infiltrationNoue

Zone non sature

Zone sature (nappe)

Alluvions grossires (sables et graviers)

Lentilles de graviers

Lentilles d'argile

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2. Rglementation

La collecte, le transport, le stockage et le traitement des eaux pluviales constituent un service public administratif relevant des communes selon le code gnral des collec-tivits territoriales.

lchelle communale ou intercommu-nale, la politique de gestion des eaux plu-viales peut tre dcline travers diffrents outils rglementaires, relevant aussi bien de la gestion de leau que de lurbanisme. Parmi ces outils, le zonage pluvial et le Plan Local dUrbanisme (PLU) peuvent ainsi contenir des prescriptions en matire de gestion des eaux pluviales. Le zonage pluvial permet de fi xer des prescriptions (aspects quantitatifs et qualitatifs), comme par exemple la limi-tation des rejets dans les rseaux (voire un rejet nul dans certains secteurs), un prin-cipe technique de gestion des eaux pluviales (infi ltration, stockage temporaire), dven-tuelles prescriptions de traitement des eaux pluviales mettre en uvre, etc. Il peut tre tabli dans le cadre dun schma directeur de gestion des eaux pluviales. Le zonage naura de valeur juridique quaprs la tenue dune enqute publique, lapprobation par la collectivit comptente et sa validation par arrt. Le zonage peut tre repris dans le rglement du PLU, ce qui permet de renforcer son poids. Llaboration du zonage pluvial et du PLU sont deux dmarches conduire simultanment (GRAIE, 2014).

Les documents durbanisme labors lchelle des collectivits doivent tre compatibles avec les objectifs qualitatifs et quantitatifs des eaux superfi cielles et souterraines dfinis une chelle plus

large par le Schma Directeur dAmna-gement et de Gestion des Eaux (SDAGE), ainsi quavec les objectifs de protection dfi nis par le Schma dAmnagement et de Gestion des Eaux (SAGE), lorsquun tel schma est approuv sur le territoire. Ces schmas dclinent, lchelle des bassins hydrographiques pour les SDAGE, et des masses deau p