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Mémoire de PFE : Caractérisation technique de la gestion alternative des eaux pluviales Pierre-Marie PRIMO GC5 ATE

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Remerciements

Avant toute chose je souhaite remercier M. Samuel LOLLIER pour m’avoir permis d’effectuer ce

projet dans les meilleures conditions en m’accueillant au sein de sa société Lollier Ingénierie. Je remercie

également mes tuteurs entreprise MM. Yohan OMS et Pierre BROZAT pour m’avoir accompagné tout au

long de ce projet, et pour avoir pris le temps de m’aiguiller et de répondre à toutes mes questions.

Je remercie également M. Pierre-André GARAMBOIS, mon tuteur INSA pour m’avoir suivi et

conseillé sur l’avancement de ce projet.

Je remercie enfin l’intégralité de l’équipe de Lollier Ingénierie, pour leur accueil chaleureux, leurs

conseils précieux et leur disponibilité : Mmes Anne-Sophie KAPP, Christelle KOCH, Raphaëlle

LOLLIER et Sophie LUDWIG, ainsi que MM. Julien GEMBERLE, Nicolas LUTZ, Davis MAFFEIS,

Bastien MAYEUR, Stéphane RAGO, et Romuald RUFFERT.


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Table des matières

Remerciements ..................................................................................................................................................... 1

Introduction .......................................................................................................................................................... 5

Contexte du PFE – Objectifs et enjeux ........................................................................................................... 6

Partie 1 – Présentation des techniques d’assainissement alternatif .................................................... 7

1.1. Définition .................................................................................................................................................. 7

1.2. Objectifs de l’assainissement alternatif ................................................................................................. 7

1.3. Avantages des techniques alternatives .................................................................................................. 8

1.4. Les principaux freins à leur utilisation .................................................................................................. 8

1.5. Présentation des différentes techniques alternatives de gestion des eaux pluviales ...................... 9

1.5.1. Noues / Fosses enherbes ................................................................................................................ 9

1.5.2. Tranchées drainantes .....................................................................................................................10

1.5.3. Chaussées à Structure Réservoir (CSR) ......................................................................................11

1.5.4. Puits d’absorption ..........................................................................................................................12

1.5.5. Bassins secs et en eau ....................................................................................................................13

1.5.6. Toitures terrasse et toitures végétalisées .....................................................................................14

1.6. Matériaux innovants pour techniques alternatives ...........................................................................15

1.6.1. Cylindres en béton de type « Hydrocyl » ...................................................................................15

1.6.2. Pneus de récupération de type « Draingom » ............................................................................16

1.6.3. Structures alvéolaires ultra-légères (SAUL) ................................................................................16

1.7. Polluants et taux d’abattement des techniques alternatives ............................................................17

1.7.1. Les polluants dans les eaux pluviales ..........................................................................................17

1.7.2. Les principaux marqueurs de la pollution ..................................................................................17

1.7.3. Taux d’abattement des techniques alternatives .........................................................................18

1.8. Tableau de synthèse des techniques alternatives ...............................................................................19

Partie 2 – Etude préliminaire des méthodes de calcul de volumes de stockage des eaux pluviales......20

2.1. La méthode des pluies ...........................................................................................................................20

2.1.1. La loi de Montana ..........................................................................................................................20

2.1.2. Détermination du volume d’eau à stocker. ................................................................................22

2.1.3. Domaine de validité de la méthode des pluies ..........................................................................22

2.2. La méthode des volumes ......................................................................................................................23

2.3. La méthode rationnelle .........................................................................................................................24

2.3.1. Détermination du débit de pointe avec la méthode rationnelle..............................................24


3

2.3.2. La méthode rationnelle modifiée .................................................................................................25

2.3.3. La méthode de McEnroe ..............................................................................................................27

2.3.4. Bilan de la méthode rationnelle ....................................................................................................27

Partie 3 – La méthode des réservoirs linéaires ..............................................................................................28

3.1. Principe de la méthode des réservoirs linéaires .................................................................................28

3.2. Détermination d’une pluie de projet ...................................................................................................28

3.2.1. La pluie Simple Triangle ................................................................................................................28

3.2.2. La pluie Double Triangle ..............................................................................................................29

3.3. Détermination du Lag Time .................................................................................................................30

3.3.1. Formule de Desbordes ..................................................................................................................30

3.3.2. Formule de Desbordes avec ajustement Caquot .......................................................................30

3.3.3 Formules de bassins ruraux ...........................................................................................................31

3.4. Construction de l’hydrogramme ..........................................................................................................31

3.5. Détermination du volume de stockage ...............................................................................................32

3.6 Dimensionnement d’une surverse ........................................................................................................33

3.6.1. Déversoir à seuil rectangulaire .....................................................................................................34

3.6.2. Déversoir à seuil trapézoïdal ........................................................................................................35

3.6.3. Déversoir à seuil circulaire ............................................................................................................35

3.7. Décalage temporel dans les noues et les canalisations .....................................................................36

3.7.1. Principe ............................................................................................................................................36

3.7.2. L’exemple de la noue trapézoïdale ..............................................................................................37

Partie 4 – Présentation du logiciel et tests sur des projets réels .................................................................39

4.1. Présentation du logiciel .........................................................................................................................39

4.1.1. Présentation générale .....................................................................................................................39

4.1.2. Utilisation du logiciel .....................................................................................................................39

4.1.2.3. Le tableau de connectivité .........................................................................................................42

4.1.2.4. Calcul .............................................................................................................................................43

4.2. Tests du logiciel sur des projets réels ..................................................................................................43

4.2.1. Remplacement d’un busage sur le Luppach ...............................................................................44

4.2.2. Aménagement de la ZAC « Les vergers de Saint-Michel » à Reichstett ................................50

4.3. Conclusions de la série de tests du logiciel ........................................................................................55

Partie 5 – Calcul de l’abattage des polluants ..................................................................................................58

5.1 : Charges annuelles polluantes véhiculées par les eaux de ruissellement .......................................58

5.2. Impact maximal des rejets d’eaux pluviales .......................................................................................59

5.2.1. Calcul de la concentration émise par « effet de choc » .............................................................59

5.2.2. Comparaison avec des critères de qualité ...................................................................................61


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5.2.3. Dilution dans le milieu récepteur .................................................................................................62

5.3. Concentration moyenne annuelle des rejets d’eau pluviale .............................................................63

5.4. Exemple d’utilisation de la feuille de calcul – le lotissement « Les seigneurs » à Kuttolsheim .64

Conclusion ..........................................................................................................................................................68

Table des figures ................................................................................................................................................69

Liste des tableaux ...............................................................................................................................................71

Bibliographie .......................................................................................................................................................72

Sources des figures .............................................................................................................................................73


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Introduction

Nous vivons actuellement un moment charnière dans la philosophie de l’assainissement. En effet,

nous sommes à l’aube d’une crise écologique et énergétique sans précédent ; nous savons que nous ne

pourrons surpasser cette crise qu’en modifiant fondamentalement nos habitudes, aussi bien de

consommation, que d’aménagement de notre territoire, afin d’optimiser notre mode de vie et

d’économiser les énergies.

Parmi les différentes facettes de cette problématique, la gestion de nos ressources en eau est au cœur

de la réflexion. En effet, les anciennes méthodes de gestion des eaux ne semblent plus correspondre aux

enjeux de notre époque. Le concept des techniques classiques d’assainissement repose sur l’acheminement

rapide des eaux pluviales et usées par de grands réseaux de canalisations vers un centre d’épuration où

elles sont traitées ensuite en consommant une grande quantité d’énergie.

Ces méthodes présentent des désavantages certains ; les réseaux enterrés sont onéreux (chaque

intervention implique une réfection de chaussée) ils posent également des problèmes de sécurité car la

détection des fuites est compliquée et l’évacuation rapide des eaux augmente le risque d’inondations. De

plus les eaux pluviales ne sont pas valorisées et leur potentiel est ignoré. Egalement, certaines stations

d’épuration commencent à être saturées à cause de l’accélération de l’urbanisation et de la démographie.

C’est pourquoi nous nous dirigeons de plus en plus vers des méthodes alternatives de gestion des

eaux. Ces méthodes consistent généralement à stocker les eaux et à les traiter de manière décentralisée,

directement sur site. Ces méthodes ralentissent la propagation des eaux de crue et limitent les risques

d’inondation, assurent une meilleure préservation de la ressource en permettant l’infiltration des eaux

pluviales dans le milieu naturel. De plus, les eaux usées sont traitées écologiquement afin de ne pas saturer

les infrastructures existantes (réseaux et stations d’épuration). La réutilisation des eaux de pluie permet

également de préserver cette ressource dans le cas de déficit local.

Cependant, ces méthodes novatrices engendrent également une modification des techniques de

conception et de dimensionnement des ouvrages de traitement des eaux. Certains outils utilisés par le

passé sont aujourd’hui en voie d’obsolescence ; de nouveaux doivent donc être mis en place pour

correspondre au mieux aux attentes nouvelles. L’élaboration et la mise en place de l’un d’entre eux sera

l’objet du présent Projet de Fin d’Etudes.


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Contexte du PFE – Objectifs et enjeux

La mission principale de ce PFE était le développement d’un nouvel outil de calcul répondant aux

nouvelles exigences imposées par l’emploi de techniques alternatives. En effet, le principe des techniques

alternatives repose souvent sur l’infiltration des eaux dans le sol, or ce procédé peut être extrêmement lent

et impliquer des débits de fuite très faible. La méthode de dimensionnement appelée Méthode des Pluies,

employée jusqu’ici dans le bureau d’études Lollier, montre ici ses limites car elle ne peut donner de résultat

fiable sur de si faibles débits de fuite.

La méthode surdimensionne alors souvent les ouvrages de stockage, engendrant une perte

importante de surface au sol exploitable.

La mission de ce PFE était donc de concevoir et réaliser un outil permettant de dimensionner de

manière plus fiables ces ouvrages. Cet outil devait être intuitif, simple et rapide d’utilisation.

La démarche a donc été la suivante : Dans un premier temps, des recherches ont été réalisées sur les

techniques alternatives de manière générale, afin de mieux comprendre leurs mécanismes et leur

fonctionnement. Puis nous avons étudié les principales méthodes de dimensionnement des eaux pluviales

employées actuellement : méthode des pluies, méthode des volumes et méthode rationnelle. Puis nous

nous sommes dirigés vers la méthode des réservoirs linéaires qui a été finalement retenue pour être

automatisée. Cette méthode a donc été programmée sous Visual Basic for Applications pour Excel afin

d’être utilisable par tous et sous le format intuitif du tableau Excel. Le logiciel a finalement été testé afin de

quantifier les améliorations par rapport aux méthodes classiques et de vérifier son efficacité.

Une fois la partie quantitative de l’étude des eaux pluviale terminée, un appendice à ce logiciel a été

réalisé afin de vérifier la qualité chimique des eaux rejetées vers le milieu naturel. Une étude de la pollution

a donc été menée dans ce but.


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Partie 1 – Présentation des techniques d’assainissement

alternatif

1.1. Définition

Le concept de base des techniques alternatives de gestion des eaux pluviales s’oppose à celui de

l’assainissement par réseaux. L’objectif, ici, n’est pas d’évacuer les eaux le plus loin et le plus vite possible

mais, au contraire, de retarder leur déplacement afin de favoriser leur infiltration. Ces techniques

constituent donc une alternative aux réseaux traditionnels de conduites.

Elles peuvent être utilisées de manière autonome ou associées à un réseau de conduites traditionnel

et leur emploi est possible sur toutes les échelles de projet d’aménagement : du niveau parcellaire (puits,

citernes, toitures végétalisées …), au niveau intermédiaire (tranchées, chaussées à structure réservoir,

noues …) ou encore à plus grande échelle (bassins de rétention, filtres plantés de roseaux …)

Nous distinguerons ici deux familles de techniques alternatives :

- Les techniques de gestion des eaux pluviales, qui reposent sur deux principes : la rétention de l’eau,

permettant de réguler les débits et de limiter les rejets de polluants vers les milieux naturels, et l’infiltration

de l’eau sur site, afin de limiter les volumes s’écoulant vers l’aval.

- Les techniques de gestion des eaux usées, s’appuient sur le principe d’auto-épuration de l’eau, c’est-

à-dire la dégradation des polluants par des micro-organismes ou des éléments chimiques naturellement

présents dans le milieu. Ces techniques permettent de limiter l’apport en substances chimiques de

traitement, de réaliser des économies d’énergie, de réduire les coûts d’exploitation …

Nous nous intéresserons ici principalement aux techniques de gestion des eaux pluviales.

1.2. Objectifs de l’assainissement alternatif

Afin de garantir une bonne qualité de l’eau, la collecte et la dépollution des eaux pluviales et usées est

essentielle. L’assainissement des eaux permet de préserver une qualité environnementale satisfaisante –

dont dépendent de nombreuses activités (tourisme, pisciculture, agriculture, industrie …) – et également

de prévenir des risques d’inondations en soulageant les réseaux d’assainissement classiques.

Les objectifs de la réflexion sur les méthodes alternatives de gestion des eaux pluviales et usées sont les suivants :

- Intégrer la gestion des eaux pluviales dans les aménagements urbains. En effet, l’eau potable constitue une ressource précieuse qu’il est important d’économiser ; la collecte d’eaux pluviales permet notamment de réaliser une partie de ces économies. De plus, la gestion en surface des eaux pluviales permet de développer des zones vertes en milieu urbain, dynamisant ainsi l’espace public.

- Réduire les effets de l’imperméabilisation en milieu urbain. Les surfaces urbaines (béton, enrobés …) engendrent, par leur nature même, une imperméabilisation du milieu. Les surfaces imperméables accélèrent le déplacement des masses d’eau, elles accroissent donc les risques d’inondation en période de crue. Un ruissellement accéléré est également peu favorable à la dépollution des eaux de pluie. L’objectif de ces techniques alternatives est donc, de surcroît, de limiter l’impact de cette imperméabilisation sur l’environnement urbain.

- Améliorer la préservation de la ressource en eau en favorisant l’infiltration naturelle des eaux pluviales dans les eaux sous-terraines (nappe phréatique …).

- Traiter écologiquement les eaux usées avant de les rejeter dans le milieu naturel afin de soulager les réseaux d’assainissement existants et donc réduire les risques de saturation ou de débordement de ces réseaux.


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1.3. Avantages des techniques alternatives

Les techniques alternatives d’assainissement présentent de nombreux avantages comparées aux

techniques classiques :

Comme évoqué dans le chapitre précédent, les techniques d’assainissement alternatives permettent

d’urbaniser des zones malgré une saturation du réseau d’assainissement classique ne permettant plus

l’aménagement. Elles s’adaptent au site et permettent de concevoir l’assainissement au cas par cas, en

fonction des paramètres du site et de ses contraintes. Elles s’adaptent également parfaitement au phasage

des projets d’urbanisation, car elles peuvent être réalisées au fur et à mesure de l’avancement des travaux

contrairement aux réseaux d’assainissement traditionnels qui doivent être conçus et réalisés en amont du

projet.

Les espaces aménagés pour les techniques alternatives s’intègrent généralement bien dans le paysage

urbain et leurs abords peuvent constituer des lieux de vie agréable : parcs, jardins, terrains de sports …

Nous pouvons donc considérer que ces techniques alternatives permettent une amélioration du cadre de

vie des riverains.

Contrairement aux réseaux de canalisations, les aménagements d’assainissement sont ici visibles aux

yeux de tous et peuvent contribuer à la sensibilisation et à l’éducation environnementale des citoyens

concernant les problématiques de ressources en eau.

Les aménagements d’assainissement alternatifs permettent de limiter les risques d’inondation en

réduisant l’imperméabilisation des surfaces ; ils ralentissent le ruissellement des eaux pluviales et ce

ralentissement permet à l’environnement de mieux assimiler la crue. Ils permettent également de soulager

les réseaux de canalisations traditionnels afin d’éviter leur débordement.

L’infiltration des eaux pluviales par les techniques alternatives permet de réalimenter la nappe

phréatique de manière naturelle, et ainsi de maintenir les flux d’alimentation naturels des nappes et des

petits cours d’eau, participant alors au maintien de la ressource. De plus, les eaux captées par les méthodes

traditionnelles parcourent de grandes distances et se chargent en polluants, contrairement aux techniques

alternatives qui les captent au plus près de l’endroit où elles tombent, nécessitant donc un effort de

dépollution moindre.

Ces techniques introduisent également une part écologique novatrice dans l’épuration des eaux : Au

lieu d’être traitées par des procédés chimiques classiques, les eaux pluviales et usées peuvent être traitées à

l’aide des capacités naturelles de filtrage et d’absorption de certaines plantes (telles que les roseaux) ou par

l’emploi de micro-organismes présents naturellement dans le milieu.

Finalement, les solutions alternatives requièrent généralement des investissements moins importants

que les solutions traditionnelles. D’autant plus que la plurifonctionnalité des équipements permet

d’optimiser le coût global des opérations et les coûts d’entretien. Les réseaux sont également soulagés

d’une partie de leur débit ce qui permet de réduire les coûts liés aux stations d’épuration et l’importance

des dégâts liés aux débordements.

1.4. Les principaux freins à leur utilisation

Malgré leurs qualités, les techniques alternatives sont encore peu utilisées, et ce pour trois raisons

principales.

En premier lieu, leur nouveauté : Du fait de leur nouveauté, les solutions alternatives sont encore

méconnues et font l’objet de nombreux a-priori vis-à-vis, notamment, de leur évolution dans le temps,

leur réalisation ou encore leur entretien.


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La complexité de ces techniques peut également être un frein ; en effet, ces techniques peuvent

prendre diverses formes, impactant directement l’esthétique et l’aménagement d’une zone. Leur réalisation

exige donc la concertation d’un grand nombre d’acteurs n’ayant pas toujours pour habitude de collaborer ;

elles doivent mettre en relation un certain nombre de techniciens de l’eau (hydrologues, hydrauliciens,

hydrogéologues, géotechniciens, hydrobiologistes …) mais également d’acteurs de la construction urbaine

(urbanistes, paysagistes, architectes, techniciens, aménageurs, économistes …)

Mais le troisième et dernier frein est leur dépendance à l’environnement : en effet, l’évolution des

aménagements de techniques alternatives (conception, entretien, gestion) est intimement liée à celle de leur

environnement (physique, social), cette part d’imprévisible et parfois d’aléatoire peut également rebuter

certains investisseurs.

1.5. Présentation des différentes techniques alternatives de gestion des

eaux pluviales

1.5.1. Noues / Fosses enherbes

Une noue est un fossé large et peu profond avec un profil présentant des rives en pente douce. La

noue stocke une partie des eaux pluviales ruisselées ou acheminée par l’intermédiaire de canalisations

(eaux de toiture …) ; le stockage et l’écoulement de l’eau se fait à l’air libre dans la noue. Les eaux sont

ensuite acheminées vers un exutoire (réseau, puits, bassin de rétention …) ou infiltrées dans le sol et

évaporées si l’infiltration est autorisée ; dans le cas contraire, une géomembrane isolante est mise en place

afin de protéger le sol de toute pollution. Du gazon est planté par-dessus afin de conserver un aspect

visuel satisfaisant et d’assurer une première dépollution.

Figure 1 : Une noue


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Avantages Inconvénients

Esthétique soignée Risque de colmatage

Conversion en espace de loisirs possible Entretien régulier nécessaire

Alimentation de la nappe phréatique (si infiltration) Risque d’accident en période de remplissage

Délimitation de l’espace Emprise foncière importante

Peu coûteuse Risque de pollution de la nappe (si infiltration)

Bonne efficacité épuratoire Nuisances possibles dues à la stagnation de l’eau

Cloisonnement et orifice calibré nécessaire sur site pentu afin de réguler le débit et limiter les pertes de volume de stockage

Tableau 1 : Avantages et inconvénients des noues

1.5.2. Tranchées drainantes

Les tranchées drainantes sont des excavations de profondeur et largeur variables permettant de

retenir les eaux de ruissellement afin de les évacuer soit par infiltration, soit vers un exutoire. Elles sont

remplies de matériaux poreux comme des galets (indice des vides ≈ 30%), des pneus recyclés type

DrainGom (voir partie 1.6.2) (indice des vides ≈ 70%) ou encore des cages alvéolaires en PVC (voir partie

1.6.3) (indice des vides ≈ 90%). Les tranchées peuvent ensuite être recouvertes de matériaux

perméables tels que des enrobés drainants, dalles de béton, galets, pelouses etc.

L’eau peut être collectée localement par un système classique d’avaloirs et de drains conduisant l’eau

vers le corps de la tranchée, ou alors par infiltration dans un revêtement drainant après ruissellement sur

les surfaces adjacentes.

On distingue les tranchées d’infiltration (dans lesquelles les eaux recueillies sont infiltrées directement

dans le sol) des tranchées de rétention (où les eaux sont restituées à débit limitées vers un exutoire :

canalisation, bassin d’infiltration …).

Figure 2 : Une tranchée drainante Figure 3 : Schéma d’une tranchée d’infiltration remplie de galets


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Très bonne intégration paysagère Risque de colmatage

Installation aisée et maîtrisée Entretien régulier nécessaire

Alimentation de la nappe phréatique (si infiltration) Nuisances possibles dues à la stagnation de l’eau

Faible emprise foncière Peu adaptées à des terrains à forte pente

Peu coûteuse Risque de pollution de la nappe (si infiltration)

Relativement bonne efficacité épuratoire

Bien adaptée aux terrains plats dont l’assainissement pluvial est difficile à mettre en place

Tableau 2 : Avantages et inconvénients des tranchées drainantes

1.5.3. Chaussées à Structure Réservoir (CSR)

Le principe de la Chaussée à Structure Réservoir consiste à remplir le corps de la chaussée avec un

matériau poreux (galets, béton poreux, modules alvéolaires en plastique …) afin de stocker les eaux

pluviales dans le volume vide du matériau puis de les évacuer vers un exutoire ou par infiltration.

L’injection de l’eau dans le corps de chaussée peut s’effectuer de deux manières : localement par un

système d’avaloirs et de drains diffuseurs ou de manière répartie par le biais d’un revêtement drainant

permettant l’infiltration de l’eau (dalles drainantes, enrobés drainants …)

Figure 4 : Schéma d’une Chaussée à Structure Réservoir avec injection répartie (gauche) et locale (droite)


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Aucun impact visuel Risque de colmatage

Aucune consommation d’espace au sol Entretien fastidieux

Alimentation de la nappe phréatique (si infiltration) Risque de pollution de la nappe

Dépollution efficace des eaux pluviales Etude et mise en œuvre complexe

Réduction du phénomène d’aquaplaning (si enrobé poreux)

Problèmes de viabilité hivernale

Durée de vie courte

Problématique du passage des réseaux

Problématique de voirie provisoire de chantier

Tableau 3 : Avantages et inconvénients des Chaussées à Structure Réservoir

1.5.4. Puits d’absorption

Les puits d’absorption sont des ouvrages de profondeur variable (pouvant aller jusqu’à une dizaine

de mètres) permettant de stocker les eaux de ruissellement et de les évacuer vers le sol par infiltration.

Cette technique est majoritairement destinée à un usage parcellaire. Les puits peuvent être creux ou

comblés par un massif filtrant (afin de favoriser l’épuration des eaux). Ils constituent une solution très

efficace dans le cas de zones avec un sol imperméable en surface mais perméable en profondeur.

Il faut distinguer deux catégories de puits : les puits d’infiltration, où les eaux sont infiltrées dans le

sol sans contact direct avec la nappe phréatique, et les puits d’injection, où les eaux sont déversées

directement dans la nappe. Ces derniers sont très réglementés afin de limiter les risques de pollution des

eaux sous-terraines ; ils sont, par ailleurs, proscrits dans le Bas-Rhin par la Mission Inter-Services de l’Eau

(MISE). Les premiers doivent tout de même être associés à des dispositifs de prétraitement afin de limiter

la concentration en polluants ; il est également conseillé de conserver une distance minimale d’un mètre

entre la base du puits et le niveau des plus hautes eaux de la nappe.

Cette technique peut également être couplée à un système de trop-plein permettant d’évacuer l’eau

vers un exutoire afin d’éviter les débordements en cas de dysfonctionnement du puits.

Figure 5 : Schéma d’un puits d’infiltration


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Peu d’impact visuel Risque de colmatage

Diminution des réseaux à l’aval d’un projet Entretien régulier nécessaire

Alimentation de la nappe phréatique Risque de pollution de la nappe

Faible emprise foncière Capacité de stockage limitée

Peu coûteux

Pas de contrainte topographique majeure

Technique intéressante dans le cas d’un sol superficiel imperméable et d’un sous-sol perméable

Tableau 4 : Avantages et inconvénients des puits d’absorption

1.5.5. Bassins secs et en eau

Dans le cas des bassins, l’eau est stockée puis évacuée à débit régulé vers un exutoire (bassins de

rétention) ou infiltrée dans le sol (bassins d’infiltration). Il faut également distinguer les bassins secs des

bassins en eau. Les premiers sont vides la majeure partie du temps et ont une durée de stockage limitée à

quelques heures avant de retourner à un état sec après la fin de l’épisode pluvieux ; leur fond peut être

imperméabilisé (la vidange s’effectue alors, par rejet à débit limité) ou végétalisé (on choisira dans ce cas

des espèces végétales supportant d’être immergées). Au contraire, les bassins en eau conservent une

hauteur d’eau permanente et constituent une étendue d’eau d’apparence classique : ils possèdent les

mêmes caractéristiques que les plans d’eau naturels et développent même leur propre écosystème. Il est

cependant nécessaire d’aménager les berges du bassin en faible pente s’il est choisi d’en ouvrir l’accès au

public, pour des raisons de sécurité.

Figure 6 : Le bassin de rétention en eau du parc Schulz dans la ville de Saint-Jérôme (Québec)


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Cas des bassins secs :


Très bonne intégration paysagère en milieu urbain ou péri-urbain

Emprise foncière importante

Entretien simple Risque de nuisances olfactives par défaut de réalisation ou par manque d’entretien

Utilisable pour créer des zones de détente, terrains de jeux etc.

Entretien fréquent des espaces verts nécessaire

Peu coûteux Risque de pollution de la nappe

Tableau 5 : Avantages et inconvénients des bassins secs

Cas des bassins en eau :


Possibilité de recréer un écosystème Emprise foncière importante

Investissement fiable Nécessite une gestion appropriée afin de prévenir l’eutrophisation ou la prolifération d’espèces animales (moustiques, grenouilles …)

Lieu de promenade et/ou d’activités aquatiques Risque de pollution de la nappe pour les bassins d’infiltration

Entretien des espaces verts réduit Risques liés à la sécurité

Tableau 6 : Avantages et inconvénients des bassins en eau

1.5.6. Toitures terrasse et toitures végétalisées

Les toitures terrasses permettent de stocker l’eau pluviale puis de la restituer à un exutoire avec un

débit limité grâce à un dispositif de régulation. Le stockage se fait sur quelques centimètres et sur des toits

en pente douce voire plats (5% de pente maximum). L’eau est retenue par un parapet en pourtour de

toiture sur les toits plats ou par l’utilisation de caissons cloisonnant la surface sur des toits en pente.

Cette technique peut être combinée avec des toitures végétalisées permettant une meilleure isolation

et une augmentation de l’évapotranspiration. Il est possible de distinguer les toitures à végétation extensive

et les toitures à végétation intensive selon l’épaisseur de la couche de substrat ; les secondes ont une

couche de substrat plus épaisse permettant la plantation d’arbres.

Figure 7 : Une toiture terrasse réalisée sur un toit plat Figure 8 : Des toitures végétalisées


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Bonne intégration dans le tissu urbain A utiliser avec précaution sur une toiture existante (stabilité, étanchéité …)

Adaptées à l’échelle de la parcelle Entretien régulier nécessaire

Aucune emprise foncière Mise en place difficile sur les toitures en pente

Amélioration de l’isolation thermique, acoustique ... Nécessité d’une réalisation soignée par des entreprises qualifiées.

Tableau 7 : Avantages et inconvénients des toitures végétalisées

1.6. Matériaux innovants pour techniques alternatives

Si le remplissage des tranchées, chaussées à structure réservoir et autres techniques alternatives peut

s’effectuer avec des matériaux classiques, comme des galets, des matériaux innovants et novateurs ont

également été conçus pour répondre plus précisément aux nouvelles attentes engendrées par la

démocratisation de ces méthodes.

1.6.1. Cylindres en béton de type « Hydrocyl »

Hydrocyl est un matériau de remplissage de tranchées se présentant sous la forme de cylindres en

béton, ce matériau est avantageux sous de nombreux aspects, notamment celui d’être non gélif et inerte à

la nature chimique des eaux de ruissellement. Les cylindres présentent un indice des vides très favorable à

un grand volume de stockage des eaux et limitant les risques de colmatage (environ 60%). Le béton est

également un matériau faible consommateur d’énergie lors de sa fabrication et entièrement recyclable en

fin de vie.

Les caractéristiques mécaniques de ce matériau sont suffisamment satisfaisantes pour pouvoir se

dispenser de réaliser des ouvrages de reprise de charges supplémentaires, ce qui en fait un système

particulièrement adapté à des chaussées ou trottoirs à structure réservoir.

De plus, la mise en œuvre ne diffère pas de celle de graves classiques (pelle mécanique, compacteur

…)

Figure 9 : Cylindres en béton « Hydrocyl » Figure 10 : Mise en œuvre de cylindres Hydrocyl pour chaussée réservoir


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1.6.2. Pneus de récupération de type « Draingom »

Le Draingom se présente sous la forme de petites pièces de pneus de récupération d’une taille variant

entre 8 et 12 cm, cisaillées et calibrées. Les pneus de récupération offrent une grande capacité anti-

poinçonnement, des propriétés anti-colmatage et une forte résistance aux agents chimiques. Ils sont

également forts d’une grande capacité de stockage avec un indice des vides avoisinant 65 %.

Cependant, malgré ses avantages, le Draingom présente tout de même des inconvénients,

notamment liés à la mauvaise image du matériau : est-il vraiment inerte ? Ne reste-t-il aucune trace

d’hydrocarbures résiduels de ses précédentes utilisations ? Quels sont les effets de son élasticité sur les

capacités mécaniques de la chaussée ? C’est pourquoi certaines collectivités, comme l’Eurométropole de

Strasbourg par exemple, sont souvent réticentes à son utilisation.

Figure 11 : Mise en œuvre de Draingom pour chaussée réservoir

1.6.3. Structures alvéolaires ultra-légères (SAUL)

Ce système se présente sous la forme de modules cubiques en plastiques permettant de remplir la

tranchée ou le bassin avec un indice des vides extrêmement élevé (jusqu’à 95 %) allouant un gain d’espace

mais également de poids non négligeable lors de la mise en œuvre. Les éléments sont modulables et

peuvent facilement être raccordés à un réseau de tuyauterie. Ces éléments étant creux, leur curage est

également facilité et le risque de colmatage limité.

Il existe une grande variété de modèles dont certains avec une galerie dínspection permettant le

passage dúne caméra afin de contrôler la surface dínfiltration et lénrobage par le géotextile.

Figure 12 : Structure alvéolaire ultralégère Figure 13 : Mise en œuvre de SAUL


17

1.7. Polluants et taux d’abattement des techniques alternatives

1.7.1. Les polluants dans les eaux pluviales

Avant de rejoindre un système d’assainissement, les eaux pluviales se chargent de polluants en deux

étapes : dans l’atmosphère (notamment des métaux lourds et hydrocarbures) puis par contact avec les

surfaces de ruissellement ; nous distinguerons donc ici deux catégories de surfaces : les voiries et parkings

d’une part (riches en hydrocarbures, traces de métaux lourds provenant des pots catalytiques, freins etc.) et

les toitures et espaces verts d’autre part (riches, par exemple, en pesticides et déjections animales pour les

premières, métaux lourds pour les secondes …).

1.7.2. Les principaux marqueurs de la pollution

- Matière En Suspension (MES) : ensemble des matières solides insolubles visibles à l'œil nu présentes

dans un liquide. Plus une eau est riche en MES, plus elle est dite « turbide ». Elle est aussi étudiée en tant

que « matrice » capable d'adsorber divers polluants, qui peuvent s'y transformer et être transportés par le

courant, ou passer dans l'alimentation.

- Demande Biochimique en Oxygène (DBO) : indique la quantité d'oxygène qui est nécessaire pour la

dégradation biologique des matières organiques par les micro-organismes du milieu. On utilise

généralement le critère DBO5 pour la quantifier, ce qui correspond à la demande en oxygène sur 5 jours.

- Demande Chimique en Oxygène (DCO) : basée sur le même principe que la DBO, la DCO

représente quasiment tous les composés susceptibles de consommer de l’oxygène dans l’eau, qu’ils soient

biodégradables ou non : sels minéraux, composés organiques …

- Hydrocarbures totaux (Hc) : Le taux d’hydrocarbure représente la quantité d’hydrocarbures présente

par litre d’eau (essence, pétrole, huiles …)

- Métaux lourds : Métaux dont la masse volumique est supérieure à 5g/cm3 et pouvant contaminer les

eaux pluviales (Plomb, Zinc, Cadmium, Cuivre …)

Les concentrations moyennes de ces polluants dans des eaux de ruissellement sont les suivantes :

Paramètre Eaux de ruissellement de Voirie/Parkings

Eaux de ruissellement de toitures/espaces verts

MES [mg/l] 235 6 à 14

DCO [mgO2/l] 180 12 à 73

DBO5 [mgO2/l] 25 2 à 13

Hydrocarbures [mg/l] 5.5 /

Plomb [mg/l] 0.35 0.07 à 2.46

Tableau 8 : Concentrations moyennes des polluants dans les eaux de ruissellement


18

1.7.3. Taux d’abattement des techniques alternatives

Le taux d’abattement correspond au pourcentage de polluants interceptés par le réseau

d’assainissement avant de libérer l’eau vers l’exutoire ou la nappe phréatique.

Les techniques alternatives présentées ci-dessus offrent les taux d’abattement suivants :

Méthode d’assainissement MES DBO5 DCO Hydrocarbures Métaux lourds

Noues 50 – 65 % 40 – 60 % 40 – 60% 50 - 70 % 60 – 75 %

Tranchées drainantes 95 % 66 % 66% / 70 %

Bassin de rétention (à 12h) 20 – 40 % 20 – 40 % 20 – 40 % 20 – 30 % 10 – 20 %

Bassin de rétention (à 48h) 50 – 70 % 30 – 50 % 30 – 50 % 50 – 60 % 50 – 60 %

Chaussées à Structure Réservoir

75 % 50 % 60 % 60 % /

Tableau 9 : Taux d’abattements moyens des techniques alternatives d’assainissement

Notes :

- Dans le cas des bassins de rétention, le taux d’abattement dépend du temps de séjour de l’eau dans le bassin, ainsi plus le temps de séjour sera long, plus la sédimentation des polluants sera élevée. C’est pourquoi nous distinguons ici les abattements pour deux valeurs de temps de séjour différentes (12 et 48 heures).

- Dans le cas des toitures terrasse, aucun abattement des polluants n’est observé.

- Les toitures végétalisées peuvent être assimilées à des noues.

- Les valeurs pour les tranchées drainantes peuvent varier énormément en fonction du matériau employé pour le remplissage (très bas dans le cas de SAUL et plus élevé dans le cas de graves) et du type de sol (sols sablonneux moins efficaces que les sols moins perméables), les valeurs ci-dessus ont pu être mesurées et sont données ici à titre d’exemple.


19

1.8. Tableau de synthèse des techniques alternatives

Tableau 10 : Tableau de synthèse des techniques alternatives

Noues Tranchées drainantes

Chaussées à Structure Réservoir

Puits d'infiltration Bassins secs Bassins en eau

Toitures terrasses Toitures végétalisées

Intégration paysagière Bonne Correcte Indétectable Correcte Très bonne Très bonne Très bonne Très bonne

Alimentation de la nappe phréatique Oui Oui Oui Oui Oui Oui Non Non

Efficacité épuratoire Bonne Bonne Bonne Faible Très bonne Très bonne Aucune Bonne

Coût 7 - 20 €/m3 60 €/m3 80 €/m² 3 €/m² de surface/an 30 - 100 €/m3 15 - 60 €/m3 20 - 100 €/m² 20 - 100 €/m²

Risque de colmatage Oui Oui Oui Oui Non Non Non Non

Entretien 1 - 2 €/m3/an + curage tous les 10 ans

0.5 €/m3/an 1 - 3 €/m²/an 1.5 €/m² de surface/an

1 €/m3/an 0.5 €/m3/an 1 €/m²/an 1 €/m²/an

Emprise foncière Elevée Faible Aucune Faible Importante Importante Aucune Aucune

Risque de pollution de la nappe Oui Oui Oui Oui Oui Oui Non Non

Risque de nuisances Possibles nuisances olfactives

Possibles nuisances olfactives

Aucune Aucun Risque de nuisances olfactives par défaut de conception ou manque d'entretien

Risque de prolifération d'espèces animales

Aucun Aucun

Restrictions liées au site Cloisonnement et orifice calibré sur site pentu

Non adaptées à des terrains à forte pente

Peu adaptées à des climats froids Pas de contrainte topographique majeure



Mise en place difficile sur les toits pentus

Mise en place difficile sur les toits pentus


20

Partie 2 – Etude préliminaire des méthodes de calcul de

volumes de stockage des eaux pluviales

Comme détaillé dans la partie précédente, les techniques alternatives ne se basent pas sur un

acheminement de l’eau vers un réseau de conduites d’assainissement, mais sur des systèmes de stockage et

de rétention de l’eau couplé à un accompagnement vers l’exutoire avec un débit régulé ou une infiltration

vers la nappe phréatique. Ces techniques requièrent donc des méthodes de calcul différentes de celles des

techniques classiques ; en effet, la problématique ici n’est plus de déterminer quel débit doit pouvoir être

acheminé dans une conduite mais plutôt quel volume doit pouvoir être stocké.

L’objectif ici est donc de réaliser un outil de calcul basé sur un code VisualBasic for Applications

pour Excel, intuitif et simple de prise en main, permettant de répondre à cette problématique. Pour

réaliser cet outil nous commençons par un inventaire des techniques existantes afin de tenter de les

adapter au problème posé puis de les automatiser.

Une fois cet outil créé, nous l’utiliserons sur des cas concrets, projets réels de l’entreprise, afin de

comparer les résultats obtenus avec ceux issus de l’utilisation d’un logiciel professionnel (Mensura) ainsi

qu’avec des mesures in-situ réelles.

2.1. La méthode des pluies

Afin de dimensionner des bassins de stockage, l’Instruction Technique de 1977 préconise l’utilisation

de la méthode des pluies afin de déterminer le volume maximal d’eau ruisselé sur le bassin versant. Cette

méthode se base sur l’application de la Loi de Montana afin de déterminer l’intensité de la pluie la plus

pénalisante en fonction de la localisation du projet ainsi que de la période de retour choisie.

Cette méthode est applicable selon les hypothèses suivantes :

- Le débit de fuite est supposé constant

- On suppose un transfert instantané de la pluie directement à l’ouvrage de retenue. Les phénomènes liés au ruissellement (temps de concentration etc.) ne sont donc pas pris en compte, engendrant une possibilité de surdimensionnement. Ces effets sont atténués sur des bassins de faibles dimensions ; cette méthode est donc à réserver à des bassins de superficie inférieure à quelques dizaines d’hectares.

- Les événements pluvieux sont considérés indépendants, l’effet de l’accumulation due à plusieurs pluies successives n’est donc pas pris en compte.

2.1.1. La loi de Montana

La méthode des pluies se base sur la formule de Montana, une formule probabiliste permettant de

relier, de manière théorique, une intensité de pluie recueillie au cours d’un épisode pluvieux avec sa durée t

et sa période de retour T.

La formule s’écrit sous la forme suivante :

𝑖(𝑇, 𝑡) = 𝑎(𝑇, 𝑡) ∗ 𝑡𝑏(𝑇,𝑡)

Avec :

i : l’intensité de la pluie (en mm/min)

t : la durée de la pluie (en min)

T : la période de retour de la pluie (en années)

a(T,t) et b(T,t) : les coefficients de Montana


21

Les coefficients de Montana sont calculés à partir d’une méthode statistique prenant en compte

l’historique des intensités des pluies précédentes selon la durée, pour une région précise.

Figure. 14 : Tableau récapitulatif des coefficients de Montana pour la région de Mulhouse

Une fois l’intensité de la pluie déterminée, il est alors simple de calculer la hauteur d’eau cumulée (ou

lame d’eau), en multipliant l’intensité de la pluie par la durée

𝐻(𝑇; 𝑡) = 𝑖(𝑇, 𝑡) ∗ 𝑡

avec :

H : la hauteur d’eau (en mm)

i : l’intensité de la pluie (en mm/min)

t : la durée de la pluie (en min)

Il est alors possible, en réalisant ces calculs pour un grand nombre de valeurs de durée t, de tracer des

courbes Intensité-Durée-Fréquence et Hauteur-Durée-Fréquence

Figure 15 : Courbes Hauteur-Durée-Fréquence pour la région de Colmar


22

2.1.2. Détermination du volume d’eau à stocker.

Afin de déterminer le volume d’eau à stocker il est d’abord nécessaire de déterminer la surface active

du projet.

A chaque revêtement de surface est associé un coefficient de ruissellement qui correspond au ratio

d’eau ruisselée par rapport à l’eau précipitée totale. Les surfaces du projet sont alors pondérées par les

coefficients de ruissellement afin d’obtenir une surface active Sa correspondant à la surface équivalente du

projet pour laquelle l’intégralité de l’eau précipitée participe au ruissellement.

𝑆𝑎 = ∑ 𝑆 ∗ 𝐶

Sa : Surface active (en m²)

S : Surfaces (en m²)

C : Coefficients d’imperméabilité des surfaces compris entre 0 et 1

Nous pouvons alors déterminer un volume ruisselé en multipliant cette surface active par la lame

d’eau

𝑉𝑟(𝑡) = 𝑆𝑎 ∗ 𝐻(𝑡; 𝑇)

Vr : Volume ruisselé (en m3)

Sa : Surface active (en m²)

H : Lame d’eau (en m)

Nous calculons maintenant le volume de sortie en fixant un débit de sortie supposé constant (débit

limité, régulé en sortie de bassin, débit d’infiltration …) et en multipliant ce débit par la durée de la pluie.

Le volume à stocker correspond au volume ruisselé auquel on soustrait le volume évacué pour la

durée t pour laquelle cette différence est maximale.

Figure 16 : Illustration du volume maximal à stocker

2.1.3. Domaine de validité de la méthode des pluies

Nous rappelons ici que la méthode des pluies ne considère pas certains paramètres dimensionnels du

site. En effet, l’allongement du bassin, sa pente, ou son temps de concentration ne sont jamais pris en

compte.


23

De plus, dans le cas de projets avec un débit de fuite très faible, les deux courbes de volume ruisselé

et volume évacué par l’ouvrage peuvent diverger (la pente de la courbe de volume évacué est plus faible

que la pente de la courbe de volume ruisselé). Dans ce cas le volume maximal à stocker tend vers l’infini

ainsi que la durée de la pluie prise en compte. Le bureau d’études Lollier choisit arbitrairement de se

limiter à des pluies de 24 heures, mais cette méthode semble très largement surdimensionnante.

La méthode des pluies est donc correcte dans certains cas pour avoir un ordre de grandeur de

volume à stocker, mais elle ne permet pas de dimensionner précisément des ouvrages. De plus elle n’offre

pas de solution satisfaisante au problème du dimensionnement d’ouvrages à faible débit de fuite - ce qui

est souvent le cas avec les techniques d’assainissement alternatif, notamment dans le cas de

l’assainissement par infiltration dans des zones au sol à faible perméabilité. Nous devons donc nous

tourner vers d’autres méthodes de calcul des volumes de stockage.

2.2. La méthode des volumes

La méthode des volumes utilise une autre approche afin de déterminer le volume de stockage, cette

méthode n’utilise pas les coefficients de Montana mais des données d’événements pluvieux historiques.

De même que pour la méthode des pluies, deux hypothèses sont posées : un débit de fuite constant

et un transfert de la pluie à l’ouvrage instantané (négligeant donc les phénomènes de ruissellement)

L’Instruction Technique de 1977 présente une série d’abaques permettant de déterminer le volume à

stocker en fonction du débit de fuite équivalent et de la période de retour.

Nous déterminons d’abord le débit équivalent :

𝑞 =𝑞𝑠

𝑆𝑎 ∗ 3600

q : débit équivalent (en mm/h)

qs : débit de fuite (en l/s)

Sa : surface active (en m2)

Puis par l’abaque (cf. Annexe A) nous obtenons la capacité spécifique de stockage hs. Nous pouvons ainsi déterminer le volume à stocker

𝑉𝑠 = ℎ𝑎 ∗ 𝑆𝑎 ∗ 1000

Vs = volume de stockage (en m3)

ha = capacité spécifique de stockage (en mm)

Sa = Surface active (en m²)

Cependant, les abaques ne permettent pas le dimensionnement pour des débits de fuite très faibles.

Ainsi il existe des méthodes alternatives basées notamment sur une loi d’ajustement de Gubel des données

réelles de pluie afin de pallier à ce problème. Cependant, cette méthode requiert un grand nombre de

données de pluie et ces données peuvent être très onéreuses, la méthode n’est donc pas adaptée dans le

cadre du bureau d’études dans lequel nous nous plaçons.

De manière générale, la méthode des volumes donne des valeurs plus élevées que la méthode des

pluies, elle ne correspond donc pas ce que nous cherchons afin d’affiner le dimensionnement de la

méthode des pluies.


24

2.3. La méthode rationnelle

2.3.1. Détermination du débit de pointe avec la méthode rationnelle

La méthode rationnelle est une méthode basée sur les coefficients de Montana et les propriétés du

bassin versant (surface, longueur du thalweg, temps de concentration …) permettant de déterminer un

débit de pointe à l’exutoire.

La méthode rationnelle se présente sous la forme de base suivante :

𝑄𝑝 = (𝐶 ∗ 𝑖 ∗ 𝐴)/6

Qp : débit de pointe à l’exutoire (en m3/s)

C : Coefficient d’imperméabilité

i : intensité de la pluie (en mm/min)

A : Surface du bassin versant (en ha)

Mais cette formule de base peut être modifiée en y appliquant différents coefficients. Cette formule

générale prend par exemple pour hypothèse une homogénéité spatiale de la pluie sur le bassin versant. Si

cette hypothèse peut être vraie sur des bassins de taille réduite, elle est moins vraisemblable sur des bassins

de grandes dimensions. C’est pourquoi il est possible d’y appliquer un coefficient k, appelé coefficient de

répartition de la pluie, qui prend en compte le fait que la pluie a un épicentre et se diffuse dans l’espace ; ce

coefficient diminue donc à mesure que l’on s’éloigne de l’épicentre de l’orage.

𝑄𝑝 =𝑘(𝑙) ∗ 𝐶 ∗ 𝑖 ∗ 𝐴

6

Avec k(l), le coefficient k de répartition spatiale à une distance l de l’épicentre de l’averse

Il est également possible d’appliquer un ajustement dit « ajustement de Caquot » à l’intensité afin de

coller mieux aux résultats expérimentaux

𝑖𝑐𝑎𝑞𝑢𝑜𝑡 = 𝐴 ∗ 𝑖−0.05

2.3.1.1. Détermination de l’intensité critique

Nous cherchons alors à déterminer une durée de pluie critique pour laquelle le débit à l’exutoire

serait maximal. Nous nous baserons par la suite sur deux hypothèses : les pluies les plus courtes sont

statistiquement les plus intenses ; le débit peut être maximal seulement si l’intégralité des surfaces du

bassin versant étudié participe au ruissellement. La pluie critique serait donc la pluie la plus courte pour

laquelle toutes les surfaces participent au ruissellement. Nous considérons alors tc, le temps de

concentration du bassin versant, cette grandeur correspond à la durée maximale que peut mettre une

goutte tombée dans le bassin versant à rejoindre l’exutoire. Nous considérerons donc que le débit maximal

est atteint pour une pluie de durée tc.

Nous déterminons donc i

𝑖(𝑇) = 𝑎(𝑇, 𝑡𝑐) ∗ 𝑡𝑐𝑏(𝑇,𝑡𝑐)

Avec

a et b : les coefficients de Montana correspondant à la période de retour souhaitée

tc : le temps de concentration du bassin versant (en min)


25

2.3.1.2 Détermination du temps de concentration

La détermination du temps de concentration est une étape délicate dans l’utilisation de la méthode

rationnelle. En effet, le temps de concentration est calculé à partir de formules empiriques issues

d’expériences et de nombreuses formules coexistent, donnant des résultats parfois très éloignés les uns des

autres. Leurs domaines de validité sont parfois difficiles à trouver. Nous nous concentrerons ici sur

seulement 5 de ces formules de calcul :

Formule de Kirpich :

Cette formule est principalement adaptée pour les bassins versants « ruraux »

𝑡𝑐 = 0.195 ∗ 𝐿0.77 ∗ 𝐼−0.385

L = longueur du thalweg [m]

I = pente moyenne du BV [m/m]

Formule de Sogreah-Dujardin

Cette formule est principalement adaptée pour les bassins « semi-ruraux »

𝑡𝑐 = 0.9 ∗ 𝑆0.35 ∗ 𝐶−0.35 ∗ 𝐼−0.5

C = coefficient de ruissellement

S = Surface du BV [ha]

Formule de Passini

Cette formule est principalement adaptée pour les bassins « ruraux »

𝑡𝑐 = 0.14 ∗(𝑆 ∗ 𝐿)1/3

√𝐼

Formule de Ventura

Cette formule n’a pas de recommandation d’utilisation particulière

𝑡𝑐 = 0.763 ∗ √𝑆/𝐼

Formule de Giandotti

Cette formule n’a pas de recommandation d’utilisation particulière

𝑡𝑐 =30 ∗ √𝑆 + 0.113 ∗ 𝐿

√𝐿 ∗ 𝐼

2.3.2. La méthode rationnelle modifiée

La méthode rationnelle donne un débit maximal, obtenu pour une pluie de durée tc. Or, le débit

maximal n’implique pas obligatoirement un volume de stockage maximal. En effet, plus la durée de pluie

est longue, plus son intensité est faible. Et si l’intensité est le critère déterminant pour le débit, une pluie

plus longue mais plus faible peut être plus critique pour un ouvrage de rétention.

Nous pouvons tracer différents hydrogrammes pour différentes durées de pluies :


26

Figure 17 : Hydrogrammes pour différentes durées de pluie pour une période de retour de 10 ans

Ici l’hydrogramme triangulaire correspond à une durée t = tc. Le volume à stocker correspond à l’aire

entre l’hydrogramme et la courbe du débit de fuite (ici représentée en pointillés).

Le volume à stocker maximal correspond donc à une durée de pluie critique t = td différente de tc. Il

convient donc de déterminer cette durée critique. Pour cela il est possible d’utiliser une méthode itérative

afin de calculer l’hydrogramme pour un grand nombre de valeurs de pluies et garder la plus grande valeur

de volume. Il existe également une formule permettant de déterminer un td directement :

𝑡𝑑 = (𝑏 ∗ 𝐶 ∗ 𝐴 ∗ 𝑎

𝑄𝑓 −𝑄𝑓

2 ∗ 𝑡𝑐

2 ∗ 𝐶 ∗ 𝐴 ∗ 𝑎

)

12

− 𝑏

td : durée de pluie critique (en min)

A : surface du bassin versant (en ha)

C : coefficient de ruissellement

Qf : débit de fuite du bassin (en m3/s)

b et a : coefficients de Talbot de la relation intensité durée i = a/(t + b)

Le volume de stockage peut donc être déterminé en calculant l’aire entre l’hydrogramme pour t = td et la courbe de débit de fuite.


27

2.3.3. La méthode de McEnroe

La méthode de McEnroe permet également de dimensionner un bassin de rétention de façon

approximative à partir des résultats de la méthode rationnelle. Deux équations ont été établies. L’une pour

un émissaire immergé (qui demeure en permanence submergé, comme le fond d’un lac de rétention) et

l’autre pour une sortie à l’air libre (comme dans une rivière).

Pour un émissaire submergé :

𝑉𝑠

𝑉𝑟= 0.97 − 1.42 ∗

𝑄𝑠

𝑄𝑒+ 0.83 ∗ (

𝑄𝑠

𝑄𝑒)

2

− 0.34 ∗ (𝑄𝑠

𝑄𝑒)3

Pour une sortie à l’air libre :

𝑉𝑠

𝑉𝑟= 0.98 − 1.17 ∗

𝑄𝑠

𝑄𝑒+ 0.77 ∗ (

𝑄𝑠

𝑄𝑒)

2

− 0.46 ∗ (𝑄𝑠

𝑄𝑒)3

avec :

VS = Volume à stocker

Vr = Volume ruisselé (calculé par une méthode telle que la méthode des pluies ou des volumes)

Qs = Débit de fuite

Qe = Débit de pointe à l’entrée du bassin (calculé avec la méthode rationnelle)

2.3.4. Bilan de la méthode rationnelle

Si la méthode rationnelle est très efficace pour déterminer rapidement un débit de pointe, elle est

moins pratique lorsqu’il s’agit de déterminer des volumes de stockage. En effet, une méthode itérative est

fastidieuse et la détermination d’une durée de pluie critique peut s’avérer compliquée, notamment

l’obtention des coefficients de Talbot qui sont une norme plus généralement employée en Amérique du

Nord (contrairement aux coefficients de Montana que nous utilisons plus couramment). Quant à la

méthode de McEnroe, si elle permet d’affiner les résultats de la méthode des pluies, son emploi reste très

limité car il s’agit tout de même d’une formule empirique dont les domaines de validité sont méconnus ;

subsiste également le problème de la divergence de la méthode des pluies.

Aucune des trois méthodes présentées précédemment ne semble satisfaire aux critères que nous nous

sommes imposés. C’est pourquoi nous nous dirigerons alors vers la méthode des réservoirs linéaires qui

est celle que nous développerons en un logiciel.


28

Partie 3 – La méthode des réservoirs linéaires

3.1. Principe de la méthode des réservoirs linéaires

Le principe de la méthode des réservoirs linéaires consiste à considérer le bassin versant comme un

réservoir avec un débit de fuite. L’entrée du système est l’hyétogramme des pluies nettes et la sortie est

l’hydrogramme du bassin versant. Chaque bassin est vu comme un réservoir qui temporise l’arrivée des

pluies pour en restituer le débit tout en conservant le volume.

Nous construirons donc d’abord une pluie de projet, puis à l’aide de son hyétogramme nous

déterminerons le débit de sortie du bassin versant en chaque instant de la pluie. Nous pourrons alors

déterminer le volume à stocker en chaque instant et donc le volume maximal de stockage. Nous

aborderons ensuite les assemblages de plusieurs bassins par l’intermédiaire de noues et de canalisations.

3.2. Détermination d’une pluie de projet

Nous devons d’abord déterminer une pluie de projet, ces pluies ont été fondées sur une analyse

statistique des événements pluvieux historiques. Nous nous concentrerons ici sur les pluies Simple

Triangle et Double Triangle et sur les formules de Chocat afin de déterminer leurs paramètres.

3.2.1. La pluie Simple Triangle

Cette pluie de projet est très simple et très adaptée pour les bassins versants de superficie inférieure

ou égale à 12 hectares dont le temps de réponse est faible (inférieur à 10 minutes).

Figure 18 : Représentation de la pluie Simple Triangle

Cette pluie est caractérisée par deux paramètres : la durée de la pluie D, et son intensité maximale

imax, nous pouvons déterminer ces deux paramètres à l’aide des formules de Chocat :

𝐷 = 106 ∗ 𝐴0.441 ∗ 𝑒4.23∗𝑏

𝑖𝑚𝑎𝑥 = 120 ∗ 𝑎 ∗ 𝐷𝑏

D : durée de la pluie (en min)

imax : intensité maximale de la pluie (en mm/h)


29

A : surface du bassin (en ha)

a & b : coefficients de Montana pour la zone et la période de retour choisie

Nota : nous considérerons ici une pluie symétrique bien qu’il soit possible d’excentrer le pic de la pluie simple triangle.

3.2.2. La pluie Double Triangle

La pluie double triangle se rapproche plus des événements pluvieux réels que la pluie simple triangle.

En effet, les événements pluvieux sont généralement constitués d’une période de pluie très intense,

souvent courte, située au sein d’une longue séquence de pluie d’intensité plus faible. Le modèle du Double

Triangle tient compte de ces variations.

Figure 19 : Représentation de la pluie Double Triangle

Nous caractériserons cette pluie par sa durée, son intensité maximale et par les intensités et temps

d’apparition de ses deux points d’inflexion, ces différents paramètres sont également définis par Caquot

comme suit :

𝑡1 = 0.5 ∗ 𝐾

𝑡2 = 2.25 ∗ 𝐾

𝑡3 = 5 ∗ 𝐾

𝑖(𝑡2) = (0.25 ∗ 𝐾)𝑏 ∗1 − (0.1)𝑏+1

0.9 ∗ 0.1𝑏∗ 120 ∗ 𝑎 ∗ 2𝑏

𝑖𝑚𝑎𝑥 = (0.25 ∗ 𝐾)𝑏 ∗(0.1)𝑏 − 1

0.9 ∗ 0.1𝑏∗ 120 ∗ 𝑎 ∗ 2𝑏

Avec :

t1 : durée du pic (en min)

t2 : durée de la pluie modérée (en min)


30

t3 : durée totale de la pluie de projet (en min)

K : lag time (en min)

i(t2) : intensité de la pluie au point d’inflexion (mm/h)

imax : intensité maximale de la pluie de projet (mm/h)

a et b : coefficients de Montana

Nous supposons ici également une symétrie de la pluie par rapport au pic.

3.3. Détermination du Lag Time

Le lag time, ou temps de réponse de l’hydrogramme, est une notion proche de celle du temps de

concentration mais une nuance existe tout de même. Le temps de concentration correspond au temps que

met une particule d’eau provenant de la partie du bassin la plus éloignée de l’exutoire pour parvenir à

celui-ci ; le Lag-Time correspond, lui, à l’intervalle de temps qui sépare le centre de gravité de la pluie nette

(hyétogramme) du centre de gravité de l’hydrogramme, cet intervalle est aux phénomènes temporisateurs

de l’écoulement de surface.

Le Lag Time intervient notamment lors de la construction du hyétogramme d’une pluie de projet

Double Triangle mais également lors de la transformation d’un hyétogramme en hydrogramme comme

nous l’aborderons par la suite.

Les méthodes de calcul du Lag Time sont également proches de celles du temps de concentration, il

s’agit de formules empiriques basées sur l’expérience et emploient des paramètres similaires à celles de

calcul de temps de concentration. Nous développerons ici seulement les quatre plus couramment

employées.

3.3.1. Formule de Desbordes

Cette formule a été réalisée suite à un calage de mesures expérimentales sur des bassins urbains, c’est

à ce type de bassins qu’est limité son domaine de validité

𝐾 = 5.3 ∗ 𝐴0.3 ∗ 𝐼−0.38 ∗ 𝐶−0.45

avec :

A : superficie du BV (en ha)

I : pente du BV (en %)


3.3.2. Formule de Desbordes avec ajustement Caquot

Cette expression correspond à un ajustement de la formule précédente afin de correspondre au

mieux avec les débits de pointe obtenus avec la méthode Caquot. Cette expression n’est donc pas validée

par des mesures in-situ, contrairement à la précédente. Son domaine de validité, reste néanmoins les

bassins versants urbains.

𝐾 = 0.395 ∗ 𝐶−0.512 ∗ 𝐼−0.401 ∗ 𝐴−0.0076 ∗ (𝐿

100)0.608

avec :

A : surface du BV (en ha)

I : pente du BV (en m/m)


L : longueur du thalweg (en m)


31

3.3.3 Formules de bassins ruraux

Pour les calculs de lag time de bassins ruraux nous pouvons utiliser les formules de temps de

concentration de Giandotti ou de Passini (cf. 2.3.1.2) multipliées par un coefficient 0.8.

𝐾 = 0.80 ∗ 𝑡𝑐

3.4. Construction de l’hydrogramme

Une fois la pluie de projet construite, nous allons la discrétiser selon un pas de temps Δt choisi afin

d’obtenir un hyétogramme de cette pluie.

Puis pour transformer ce hyétogramme en hydrogramme, nous utliserons le modèle du réservoir

linéaire ; nous considérons donc le bassin versant comme un réservoir recevant une pluie en entrée et avec

un débit de fuite en sortie.

Figure 20. Représentation schématique du modèle du réservoir linéaire

Nous pouvons donc déterminer la variation de volume stocké en fonction du temps

𝑑𝑉𝑠(𝑡)

𝑑𝑡= 𝐶. 𝑖(𝑡). 𝐴 − 𝑄𝑠(𝑡)

Ainsi le volume peut s’exprimer ainsi :

𝑉𝑠(𝑡) = 𝐾(𝑡). [∝. 𝐶. 𝑖(𝑡). 𝐴 + (1−∝). 𝑄𝑠(𝑡)]

avec K(t) = K, une constante correspondant au Lag Time du bassin versant et α = 0 selon les

hypothèses de la méthode des réservoirs linéaires. Donc :

𝑉𝑠(𝑡) = 𝐾. 𝑄𝑠(𝑡)

De plus, mathématiquement, nous pouvons considérer que

𝑑𝑉𝑠(𝑡)

𝑑𝑡=

𝑉𝑠(𝑡) − 𝑉𝑠(𝑡 − ∆𝑡)

∆𝑡


32

Pour un Δt tendant vers 0

Ainsi :

𝑉𝑠(𝑡) − 𝑉𝑠(𝑡 − ∆𝑡)

∆𝑡= 𝐶. 𝑖(𝑡). 𝐴 − 𝑄𝑠(𝑡)

Donc en reprenant les hypothèses précédentes :

𝐾. 𝑄𝑠(𝑡) − 𝐾. 𝑄𝑠(𝑡 − ∆𝑡)

∆𝑡= 𝐶. 𝑖(𝑡). 𝐴 − 𝑄𝑠(𝑡)

𝐾. 𝑄𝑠(𝑡) + ∆𝑡. 𝑄𝑠(𝑡) = ∆𝑡. 𝐶. 𝑖(𝑡). 𝐴 + 𝐾. 𝑄𝑠(𝑡 − ∆𝑡)

Nous obtenons donc la formule suivante, nous permettant de transformer le hyétogramme d’entrée

en hydrogramme de sortie.

𝑄𝑠(𝑡) =∆𝑡. 𝐶. 𝑖(𝑡). 𝐴 + 𝐾. 𝑄𝑠(𝑡 − ∆𝑡)

𝐾 + ∆𝑡

Nous obtenons donc une courbe du débit à l’exutoire en fonction du temps jusqu’à la vidange

complète du bassin.

3.5. Détermination du volume de stockage

Nous pouvons alors déterminer le volume ruisselé total au cours de l’averse en intégrant la courbe

des débits par une approximation en somme de trapèzes

𝑉𝑡 = ∑𝑄𝑠(𝑡) + 𝑄𝑠(𝑡 − ∆𝑡)

2∗ ∆𝑡

∞

𝑡=0

Vt : volume ruisselé total (en l)

Qs(t) : Débit à l’instant t (en l/s)

Qs(t-∆t) : débit à l’instant t-∆t (en l/s)

∆t : pas de temps (en s)

Nous pouvons maintenant déterminer le volume à stocker maximal en faisant intervenir le débit de

fuite du dispositif de rétention. Nous déterminons le volume à stocker en tout point de l’hydrogramme

puis conservons la valeur maximale

𝑉𝑠(𝑡) = 𝑉𝑠(𝑡 − ∆𝑡) + (𝑄𝑠(𝑡) − 𝑄𝑓) ∗ ∆𝑡

𝑉𝑠 = 𝑀𝑎𝑥(𝑉𝑠(𝑡))

Vs(t) = volume à stocker au temps t (en l)

Vs(t-∆t) = volume à stocker au temps t-∆t (en l)

Qs(t) = débit instantané au temps t (en l/s)

Qf = débit de fuite limité / débit d’infiltration … (en l/s)

∆t = pas de temps (en s)


33

3.6 Dimensionnement d’une surverse

Maintenant qu’il est possible de dimensionner un ouvrage de rétention, nous souhaitons également

pouvoir donner des dimensions fixes à un ouvrage de rétention ainsi que l’équiper d’une surverse. C’est-à-

dire qu’une fois ce bassin rempli, le débit supplémentaire entrant sera transféré à un second bassin ou à un

autre ouvrage (transfert vers un réseau de canalisations, rejet vers un cours d’eau, etc).

Figure 21 : Schéma de principe d’un bassin avec surverse

Le débit de surverse est calculable aisément à tout instant grâce à la formule suivante :

Lorsque le volume théorique à stocker est supérieur au volume capable du bassin

𝑄𝑠𝑢𝑟𝑣(𝑡) = 𝑄𝑒(𝑡) − 𝑄𝑓(𝑡)

Et le reste du temps :

𝑄𝑠𝑢𝑟𝑣(𝑡) = 0

Qe : Débit entrant dans le bassin (en m3/s)

Qf : Débit de fuite du bassin (en m3/s)

Qsurv : Débit de surverse (en m3/s)

(Nous limiterons également, bien entendu, le volume stocké calculé au volume capable du bassin)

Nous devons maintenant dimensionner la surverse de manière à ce que le volume de surverse

théorique maximal calculé (Qsurv,max = Max(Qsurv(t))) puisse être transmis.

Nous nous intéresserons ici à trois formes de surverses les plus courantes : les déversoirs à seuil

rectangulaire, trapézoïdal ou circulaire.


34

3.6.1. Déversoir à seuil rectangulaire

Figure 22 : Vue en coupe d’un déversoir rectangulaire à lame mince

Pour le dimensionnement du déversoir à seuil rectangulaire nous utiliserons la formule de Poleni qui

détermine le débit de surverse à partir des dimensions du seuil.

𝑄𝑑𝑒𝑣 = 𝑚 ∗ 𝐿 ∗ ℎ0 ∗ √2 ∗ 𝑔 ∗ ℎ0

Qdev : Débit de surverse calculé (en m3/s)

m : coefficient pondérateur du débit

L : largeur du seuil (en m)

h0 : hauteur de la ligne d’eau en amont par rapport au seuil (en m). Dans notre cas cette dimension sera simplement la différence entre la hauteur du seuil et la profondeur du bassin. (Hauteur maximale acceptable de la ligne d’eau par rapport au seuil)

g : accélération de la pesanteur (en m/s²)

Nota : Le volume de capacité du bassin est bien obtenu en multipliant la surface par la hauteur du

seuil, et non la hauteur totale du bassin.

Nous calculons alors le coefficient pondérateur m avec la formule déterminée par la SIA (Société suisse des Ingénieurs et Architectes).

𝑚 = 0.410 ∗ (1 +1

1000 ∗ ℎ0 + 1.6) ∗ (1 + 0.5 ∗ (

ℎ0

ℎ0 + ℎ𝑠)

2

)

Cette formule est valable pour les hypothèses suivantes :

0.025 m < h0 < 0.80 m ; L > 0.3 m ; 0.3 m < hs et h0 < hs

Nous pouvons alors inverser la formule de Poleni afin de déterminer la largeur nécessaire pour transmettre un débit choisi.


35

3.6.2. Déversoir à seuil trapézoïdal

Figure 23 : Déversoir à seuil trapézoïdal, vue de face

Pour le dimensionnement du déversoir à seuil trapézoïdal nous utiliserons une formule similaire à

celle de Poleni utilisée précédemment. Il s’agit ici de la formule de Gourley & Crimp :

𝑄𝑑𝑒𝑣 = 1.32 ∗ ℎ02.47 ∗ 𝑡𝑔 (

∝

2) + 1.69 ∗ ℎ0

1.47 ∗ 𝐿1.02


h0 : différence entre la ligne d’eau en amont et le seuil (en m)

α : angle (en rad)

L : largeur du seuil à sa base (en m)

Il est également possible d’inverser cette formule afin de déterminer la largeur nécessaire pour un

débit défini (ici le débit de surverse maximal calculé)

𝐿 = (𝑄𝑑𝑒𝑣

1.69 ∗ ℎ01.47 − 0.78 ∗ ℎ0 ∗ 𝑡𝑔 (

∝

2))

0.98

3.6.3. Déversoir à seuil circulaire

Figure 24 : Déversoir circulaire, vue de face


36

Dans ce cas nous utiliserons la formule de Stauss & Von Sanden :

𝑄𝑑𝑒𝑣 = 𝐶 ∗ 𝐾 ∗ 𝑑5/2


C, K : Coefficients d’ajustement

d : diamètre du déversoir (en m)

Les coefficients d’ajustement C et K sont calculés par les formules suivantes :

K est donné par la formule de Ramponi :

𝐾 = 3.203 ∗ (ℎ0

𝑑)

1.975

− 0.842 ∗ (ℎ0

𝑑)

3.78

et C est donné par la formule de Jorissen

𝐶 = (0.558 ∗ 𝑑−0.025 + 0.085 −𝑆𝑀

10 ∗ 𝑑 ∗ ℎ0) ∗ (1 + (

𝑆𝑀

𝑆𝐶)

2

)

avec SM la surface mouillée et SC la surface totale définies comme suit :

𝑆𝑀 =𝑑2

8∗ (𝜃 − 𝑠𝑖𝑛𝜃)

𝑆𝐶 = 𝜋 ∗ 𝑑²

4

Avec θ l’angle entre le centre de la conduite et la ligne d’eau (cf figure 42.) calculée ainsi :

𝜃 = 4 ∗ 𝐴𝑟𝑐𝑠𝑖𝑛√ℎ0

𝑑

Au vu de la complexité de l’inversion des formules ci-dessus nous prenons ici le parti de ne pas les utiliser dans le cadre du dimensionnement mais seulement lors de la vérification du diamètre de la surverse.

3.7. Décalage temporel dans les noues et les canalisations

3.7.1. Principe

Afin de rendre le logiciel plus complet, il convient d’intégrer le temps de parcours de l’eau dans les

noues et les canalisations. En effet, ce ralentissement de l’eau dû à sa vitesse de parcours peut influencer

fortement le résultat, notamment dans le cas de bassins en série où les débits issus des bassins

atteindraient simultanément un pic, se retrouvant alors à l’exutoire, alors qu’en intégrant le décalage

temporel, les pics sont répartis dans le temps et nous obtenons un résultat plus fidèle à la réalité physique.

Nous utiliserons dans le logiciel des noues rectangulaires et trapézoïdales, ainsi que des canalisations

circulaires. La démarche de calcul est similaire dans les trois cas. Nous prendrons ici l’exemple de la noue

trapézoïdale


37

3.7.2. L’exemple de la noue trapézoïdale

Afin de déterminer la vitesse de l’écoulement dans la noue nous utiliserons la formule de Chézy

𝑣 = 𝐶 ∗ √𝑅𝐻 ∗ 𝑖

Avec :

C : le Coefficient de Chézy (en m1/2/s)

RH : le rayon hydraulique (en m)

i : la pente moyenne de la noue (en m/m)

Le coefficient de Chézy se définit comme suit :

𝐶 =1

𝑛∗ 𝑅𝐻

Avec :

n : le coefficient de rugosité de Manning

RH : le rayon hydraulique (en m)

Il s’agit alors de déterminer le rayon hydraulique. Le rayon hydraulique se définit comme le ratio de la

surface mouillée par le périmètre mouillé. Dans le cas d’une noue trapézoïdale nous pouvons définir ces

grandeurs de la manière suivante :

𝑆𝐻 = (𝑏 + 𝑚 ∗ ℎ) ∗ ℎ

𝑃𝐻 = 𝑏 + 2ℎ√1 + 𝑚2

Avec :

SH : la surface mouillée (en m²)

PH : le périmètre mouillé (en m)

b : la largeur du fond de la noue (en m)

h : la hauteur d’eau dans la noue (en m)

m : l’inclinaison des parois de la noue (en m horizontal / m vertical)

Figure 25 : Dimensions de la noue trapézoïdale

Nous obtenons alors la formule de rayon hydraulique suivante :

𝑅𝐻 = (𝑏 + 𝑚 ∗ ℎ) ∗ ℎ

𝑏 + 2ℎ√1 + 𝑚2


38

Nous devons alors déterminer la hauteur d’eau dans la noue. La solution la plus simple est d’utiliser

la formule du débit :

𝑄 = 𝑆𝐻 ∗ 𝑣

Avec :

Q : le débit (en m3/s) - Nous nous placerons ici dans le cas le plus défavorable, c’est-à-dire le débit de pointe circulant dans la noue

SH : la surface mouillée (en m²)

v : la vitesse de l’écoulement (en m/s)

Mais cette méthode implique de connaître la vitesse de l’écoulement, ce qui est précisément la

grandeur recherchée. Nous nous sommes alors dirigés vers une méthode itérative. Nous fixerons une

vitesse v1 de manière arbitraire afin de déterminer la hauteur d’eau puis nous réaliserons le calcul jusqu’à

obtenir une nouvelle vitesse d’écoulement v2. Nous réitérons l’intégralité du calcul à nouveau en prenant

pour nouvelle valeur de v1, v1 = (v1 + v2)/2, et ce jusqu’à ce que v1 = v2.

Nous développons donc la formule du débit

𝑄 = 𝑆𝐻 ∗ 𝑣

𝑄 = (𝑏 + 𝑚 ∗ ℎ) ∗ ℎ ∗ 𝑣

𝑚𝑣ℎ² + 𝑏𝑣ℎ − 𝑄 = 0

La résolution de cette simple équation du second degré permet d’obtenir la hauteur d’eau h.

La vitesse de l’écoulement ainsi déterminée il suffit simplement de la multiplier par la longueur de la

noue afin de déterminer le décalage temporel dû au parcours de la noue.

Des formules similaires sont utilisées pour les noues rectangulaires et les canalisations.


39

Partie 4 – Présentation du logiciel et tests sur des projets réels

Suite à l’étude de la méthode des réservoirs linéaires nous avons pu réaliser un logiciel de calcul codé

en Visual Basic for Applications pour Excel permettant d’automatiser l’intégralité des calculs et donc de

réduire significativement le temps de travail de l’utilisateur.

4.1. Présentation du logiciel

4.1.1. Présentation générale

Le logiciel Méthode des Réservoirs Linéaires

permet d’automatiser le calcul de modèles

hydrologiques simples ; il permet de modéliser des

bassins versants, bassins de rétention, noues et

canalisations, et d’assembler ces éléments afin

d’obtenir des modèles hydrologiques proches de la

réalité. Il automatise également la création de pluies

de projets Simple Triangle et Double Triangle avec les

formules de Chocat.

4.1.2. Utilisation du logiciel

L’utilisation du logiciel consiste en 4 étapes :

1 – Les paramètres du projet

2 – La création des éléments

3 – Le remplissage du tableau de connectivité

4 – Le calcul

Figure 26 : Capture d’écran du logiciel Méthode des Réservoirs Linéaires

4.1.2.1. Paramètres du projet

Le renseignement des paramètres du projet s’effectue par l’intermédiaire du tableau de la figure 21 ci-dessus. Les champs colorés en bleu clair sont à renseigner :

- La Zone du projet permettant de déterminer le jeu de coefficients de Montana à utiliser dans la suite de l’étude. Des données sont déjà présentes dans le logiciel pour les zones les plus fréquemment utilisées chez Lollier Ingénierie (Entzheim, Colmar, Mulhouse, Nancy, Metz et Besançon) mais il est également possible d’ajouter des données dans l’onglet « Coefficient de Montana » dans le cas de projets hors de ces zones.

- La période de retour, déterminant également le choix des coefficients de Montana à utiliser

- La longueur du thalweg

- Le choix de la formule de calcul du Lag Time (voir partie 3.3.) : à choisir parmi les formules de Desbordes, Desbordes avec ajustement Caquot, Giandotti et Passini.


40

- Le choix de la pluie de projet : à choisir entre Simple Triangle et Double Triangle. Un conseil sur la forme de la pluie (basé sur le Lag Time) est proposé à l’utilisateur mais il reste libre du choix final.

4.1.2.2. Création d’éléments

La création d’éléments s’effectue par l’intermédiaire de la première ligne de la barre d’outils :

Figure 27 : Barre d’outils du logiciel Méthode des Réservoirs Linéaires

Les éléments pouvant être modélisés sont les Bassins versants, les bassins de rétention, les noues

rectangulaires ou trapézoïdales et les canalisations.

Nouveau Bassin Versant : Crée un nouvel élément de type bassin versant. Les données à saisir

sont les suivantes :

- Les différentes surfaces ainsi que leurs coefficients d’imperméabilité respectifs.

- La longueur du thalweg du bassin versant (exprimée en mètres)

- la pente moyenne du bassin versant (sans unité, exprimée en mètres verticaux par mètres horizontaux)

- le choix de la méthode de calcul du Lag-Time

Figure 28 : Outil de création de bassins versants :


41

Nouveau Bassin de Rétention : Crée un nouvel élément de type bassin de rétention. Les

données à saisir sont les suivantes :

Figure 29 : Outil de création de bassins de rétention

- Le type de débit de fuite : à choisir entre « infiltration », « rejet à débit limité » et « infiltration et

rejet à débit limité ». Note : Cette donnée est purement informative pour l’utilisateur et n’influe pas dans le

calcul.

- Surface au sol : exprimée en m², elle permet de déterminer un débit d’infiltration dans le cas d’un

coefficient de perméabilité non nul

- Coefficient de perméabilité, exprimé en m/s, il permet de déterminer le débit d’infiltration

- Débit limité : Exprimé en l/s, il permet de réaliser un ajutage ou tout type de rejet limité

Nouvelle noue rectangulaire / Nouvelle noue trapézoïdale / nouvelle

canalisation ; les données à saisir sont les suivantes :

Figure 30 : Outil de création de noues et de canalisations


42

- Coefficient de Strickler : exprimé en [m1/3/s], il représente la rugosité de l’élément. Les valeurs

types du coefficient de Strickler sont :

Figure 31 : Tableau des coefficients de Stricler selon les surfaces

- La pente moyenne de l’élément : exprimée en mètres verticaux par mètres horizontaux

- La largeur de la noue rectangulaire / largeur au fond de la noue trapézoïdale : exprimée en mètres

[m]. Note : pour réaliser des noues triangulaires, il suffit de donner une largeur au fond de 0 m à une noue

trapézoïdale.

- Pente des parois (noue trapézoïdale seulement). Exprimée en mètres horizontaux par mètres

verticaux

- Diamètre de la canalisation (canalisation seulement) : Exprimé en mètres [m]

- Longueur de l’élément : exprimée en mètres [m]

4.1.2.3. Le tableau de connectivité

Le tableau de connectivité est un élément essentiel dans le calcul car c’est lui qui déterminera

comment les différents éléments sont reliés entre eux, c’est-à-dire quels éléments reçoivent le débit de

quels autres. Cela se fait par le biais du tableau de la figure 32. Il suffit d’entrer les différents éléments dans

l’ordre (de l’amont à l’aval), ainsi que les antécédents de chacun de ces éléments.

Figure 32 : Exemple de tableau de connectivité.


43

Figure 33 : Schéma d’assemblage correspondant au tableau de connectivité de la figure 32

4.1.2.4. Calcul

Une fois le tableau de connectivité rempli, il est possible de lancer le calcul en appuyant sur le

bouton « Calcul »

Les pluies de projets sont alors construites, puis exportées vers les onglets de calcul ; les

hydrogrammes sont construits et exportés d’élément en élément et d’amont en aval. Les débits de pointe,

volumes de stockage, temps de parcours sont calculés.

Les différents résultats (débit de pointe à l’exutoire des bassins versants, temps de parcours des noues, ou

des canalisations, volume de stockage des bassins de rétention …) ainsi que les détails des calcul sont

disponibles dans les onglets correspondants à chacun des éléments, et un récapitulatif succinct est

disponible dans l’onglet « Récapitulatif ».

Les onglets des éléments apparaissent dans l’ordre de leur création dans la barre d’onglets, il est

possible de les réorganiser dans l’ordre d’apparion dans le tableau de connectivité en cliquant

sur le bouton « Réorganiser »

Si plusieurs calculs sont réalisés avec le même fichier, il est conseillé, afin d’éviter les erreurs de

superposition, d’effacer les onglets de travail entre chaque calcul en cliquant sur le bouton

« Effacer »

Le bouton de Remise à Zéro permet d’effacer toutes les données de calcul ainsi que les éléments

créés et le tableau de connectivité afin de revenir à un fichier de calcul vierge.

4.2. Tests du logiciel sur des projets réels

Le logiciel réalisé, nous devons donc maintenant le tester afin de vérifier que les résultats obtenus

sont cohérents ; nous pourrons également comparer les résultats obtenus par cette méthode avec ceux


44

obtenus avec la méthode des pluies afin de déterminer les économies de volumes possibles grâce à cette

méthode.

Nous nous intéresserons ici à deux projets d’envergures et de typologies différentes :

- Le remplacement d’un busage sur le Luppach

- L’aménagement de la ZAC « Les vergers de Saint-Michel » à Reichstett

Le premier axe le calcul sur la détermination d’un débit de pointe sur le bras d’un cours d’eau, alors

que le second est orienté vers le dimensionnement d’ouvrages de stockage (noues, bassin de rétention),

4.2.1. Remplacement d’un busage sur le Luppach

Le projet se situe dans la commune de Bouxwiller dans le Haut Rhin (68), sur le cours d’eau du

Luppach. Les travaux consistent à remplacer une buse existante sous l’accès au centre médical de

Bouxwiller par un ouvrage cadre de section plus importante. L’ouvrage cadre devra pouvoir faire passer

un épisode pluvieux de période de retour centennale.

Figure 34 : Contexte du projet « Busage sur le Luppach »

Le Bassin Versant étudié a été découpé en 4 zones (A, B, C, et D) selon le modèle suivant :

Figure 35 : Découpage en

sous-bassins du bassin versant

du Luppach à Bouxwiller


45

Le décalage temporel de l’hydrogramme du tronçon A entre l’exutoire du Bassin A et celui du bassin

B a été modélisé par une noue rectangulaire des dimensions du Luppach et de longueur équivalente au

tronçon B. Il en va de même pour le décalage temporel entre la jonction des tronçons B et C et l’exutoire

du bassin D.

Le récapitulatif de l’étude est le suivant :

Figure 36 : Paramètres généraux de l’étude du Luppach

Figure 37 : Paramètres de la pluie de projet de l’étude du Luppach


46

Figure 38 : Résultats de l’étude du Luppach


47

Figure 39 : Intensité de la pluie et débit à l’exutoire du bassin versant A

Figure 40 : Décalage temporel du débit du bassin A dû à la traversée du bassin B


48

Figure 41 : Intensité de la pluie et débits à l’exutoire du bassin versant B

Figure 42 : Intensité de la pluie et débit à l’exutoire du bassin versant C


49

Figure 43 : Assemblage des bassins B et C ; décalage temporel dû à la traversée du bassin D

Figure 44 : Débits à l’exutoire du bassin D

Nous obtenons un débit de pointe de 8057 l/s au droit de l’ouvrage cadre. Cette valeur peut être

comparée à celle déterminée par la méthode rationnelle : 11969 l/s.


50

À ce nombre doit être ajouté un débit de 3 m3/s apporté par une buse en amont de la commune de

Ferrette.

L’ouvrage a donc été dimensionné par la formule de Manning Strickler pour un débit de 12+3 = 15

m3/s

Rappel de la formule de Manning-Strickler :

𝑄 = 𝐾 ∗ 𝑆𝑚 ∗ 𝑅ℎ2/3 ∗ 𝐼1/2

avec :

Rh : le rayon hydraulique (en m)

I : la pente (en m/m)

Sm : la surface mouillée (en m²)

K : le coefficient de Strickler (en m1/3/s)

En prenant les hypothèses suivantes :

Débit : 15.00 m3/s

Pente : 1.0 %

Taux de remplissage : 90%

Coefficient de Strickler : 80

Nous dimensionnons d’abord l’ouvrage comme un ouvrage circulaire puis nous utilisons un tableau d’équivalences hydrauliques (voir annexe B) afin de convertir le résultat obtenu pour un ouvrage cadre. Le diamètre intérieur minimum à considérer est de 1917 mm. D’après le tableau des équivalences hydrauliques, un ouvrage cadre de 2.00*1.50 m correspondrait à une canalisation de diamètre 1900 mm, ce qui signifie que l’ouvrage à considérer serait d’une dimension 2.00*2.00 m car 50 cm sont à prévoir à l’intérieur de l’ouvrage afin de reconstituer le lit du cours d’eau (voir figure ci-dessous)

Figure 45 : Reconstitution du substrat dans l’ouvrage cadre

En calculant maintenant à partir d’un débit de 8+3 = 11 m3/s obtenu par le logiciel de Méthode des Réservoirs Linéaires, un diamètre intérieur de 1704 mm est nécessaire, soit un ouvrage cadre équivalent de 2.00*1.25 m selon le tableau des équivalences hydrauliques. En prenant en compte le lit du cours d’eau, l’ouvrage aurait pu être dimensionné pour 2.00*1.75 m

4.2.2. Aménagement de la ZAC « Les vergers de Saint-Michel » à Reichstett

4.2.2.1. Présentation générale du projet

Le second projet que nous allons étudier ici consiste en l’aménagement d’une Zone d’Aménagement Concerté sur la commune de Reichstett dans le Bas-Rhin. Le projet se découpe en 2 phases comme selon la figure 37. Nous nous intéresserons ici seulement à la gestion des eaux pluviales de la phase 1.


51

Figure 46 : Décomposition opérationnelle du projet de Reichstett

Le projet de la ZAC des Vergers de Saint-Michel représente un enjeu important à l’échelle de la

commune, notamment par sa taille ; en effet la construction de près de 500 logements va modifier

durablement l’évolution de la commune, il constitue également pour la commune un moyen de combler

son déficit en logements sociaux car le programme prévoit un minimum de 25 % de logements sociaux. Il

prévoit environ 312 logements collectifs, 118 logements intermédiaires et 58 logements individuels (287

logements sur la première tranche et 201 logements sur la seconde). Le site est actuellement composé en

majorité par des surfaces agricoles ainsi que quelques vergers.

Figure 47 : Répartition du nombre de logements sur le projet


52

Le projet prévoit la création de nouveaux axes selon la hiérarchie suivante : Une voie de distribution

transversale selon l’axe Est-Ouest, se ramifiant en plusieurs voies de desserte principalement selon l’axe

Nord-Sud. La voie structurante préexistante est conservée, divisant les deux tranches du projet selon l’axe

Nord-Sud également.

Figure 48 : Schéma de circulation de la ZAC de Reichstett

4.2.2.2 Principes d’assainissement du projet

Un réseau d’assainissement séparatif est mis en place : les eaux usées sont reliées aux réseaux

existants dans les rues adjacentes et les eaux de pluie sont stockées et traitées sur place avant d’être rejetées

dans le milieu naturel. La gestion des eaux pluviales repose principalement sur l’utilisation de noues et de

bassins de rétention (techniques alternatives).

Nous suivrons ici les préconisations de la note de doctrine de la MISE 67 relative à la gestion des

eaux pluviales dans les projets d’aménagement. Les aménagements doivent permettre de gérer les pluies

pour une crue vicennale ; les données de pluie utilisées seront donc les coefficients de Montana de la

station Météo France d’Entzheim pour une période de retour de 20 ans.

Gestion des eaux pluviales dans le domaine public :

Les eaux pluviales de l’espace public sont potentiellement polluées, elles seront collectées par

ruissellement direct dans des noues le long de la voie de distribution ou par des siphons dans les voies de

desserte. Le stockage sera effectué dans les noues étanches accompagnées de bâches de rétention étanches

(dans le cas de la tranche 1) et d’un bassin de rétention (dans le cas de la tranche 2).

Un complexe filtrant mis en place au fond des noues des voies de distribution assure l’abattement

des niveaux de polluants sur cette zone ; sur les voies de desserte, un plus faible trafic est prévu, d’où un

taux de polluants également limité, l’abattement de ceux-ci se fera par décantation dans des tuyaux à pente

très faible.

Sur chaque tranche, un limiteur de débit sera placé en aval des ouvrages de stockage et de traitement

rejetant les eaux pluviales à un débit de 22 l/s pour chaque tranche (3 l/s/ha) vers le Riedgraben Nord

(pour la tranche 1) ou vers le réseau d’assainissement de l’EuroMétropole (pour la tranche 2). Une


53

surverse est également prévue pour les pluies d’occurrence supérieure à la vicennale (vers le ruisseau du

Waldgraben pour la tranche 1 et vers un bassin de rétention aménagé par l’EuroMétropole d’ici la

réalisation de la deuxième tranche pour celle-ci).

Gestion des eaux pluviales du domaine privé :

Les eaux de toitures des bâtiments et des espaces non circulées sont rejetées à débit limité de 3

l/s/ha vers le réseau pluvial (un système de stockage sera à mettre en place sur les parcelles privées en

amont du limiteur. Les eaux des parkings extérieurs sont stockées pour une occurrence décennale et

rejetées à débit limité vers le réseau pluvial après abattage des polluants par un séparateur d’hydrocarbures.

Les eaux de voirie des aires de stationnement souterrain seront, elles, rejetées au réseau d’assainissement

des eaux usées.

Le plan de gestion des eaux pluviales est disponible en annexe C.

4.2.2.3 Hypothèses de calcul

La première étape du calcul de dimensionnement de la gestion des eaux pluviales est le découpage de

la zone en bassins versants élémentaires. Ainsi, à l’aide du plan de plate-forme indiquant les pentes des

différentes zones du projet, nous avons pu déterminer le découpage en sous-bassins suivant :

Figure 49 : Découpage de la zone de projet de Reichstett en sous-bassins élémentaires

(Une version au format A3 de ce plan de découpage est disponible en annexe D.)

Nous utiliserons dans la suite de cette étude les hypothèses de calcul suivantes :

- Par souci de simplification, nous supposerons que le bassin versant BV3 se rejette à l’exutoire du bassin BV1

- De même, nous supposerons que le bassin versant BV13 se rejette à l’exutoire du bassin BV2

- Des bassins de rétention fictifs sont simulés sur les parcelles privées afin de modéliser le rejet à débit limité ainsi que pour déterminer le volume de rétention requis par parcelle (Les lots A à I sont représentés par les bassins versants BV19 à BV 27 sur lesquels sont simulés les bassins de rétention fictifs


54

BR7 à BR 15), ce volume de rétention requis ne sera calculé qu’à titre indicatif, car il revient aux propriétaires des parcelles de gérer les eaux pluviales des parcelles.

- Des bassins de rétention fictifs sont également simulés au droit des rejets vers les noues. Ils permettent de déterminer le volume de noues nécessaire ainsi que de modéliser le débit dans le drain de la noue après infiltration. (BR1 à BR5)

- La parcelle privée LECLERC sera écartée de l’étude, le système d’assainissement sera pris en charge par le propriétaire, nous ne considérerons donc aucun rejet de ses eaux pluviales vers le domaine public.

- Le limiteur de débit global à 22 l/s positionné entre les bassins BV14 et BV16 sera également simulé par un bassin de rétention fictif (BR6) bien que le stockage ne soit pas réalisé par un bassin mais bien dans les conduites enterrées.

Le rejet des parcelles privées sera supposé vers les bassins versants suivant le modèle suivant :

- Les lots A et B (BV19 & BV20) se rejettent dans le bassin BV17

- Les lots C, G, et H (BV21, BV25 et BV26) se rejettent dans le bassin BV2

- Le lot D (BV22) se rejette dans le bassin BV10

- Les lots E et F (BV23 & BV24) se rejettent dans le bassin BV7

- Le lot I se rejette dans le bassin BV1

Nous pouvons alors dessiner l’arbre de projet suivant :

Figure 50 : Hiérarchie de ruissellement du projet ZAC de Reichstett

Nous emploierons, au cours de cette étude les coefficients de ruissellement suivants :

- 0.9 pour les zones d’enrobés

- 0.9 pour les zones de béton stabilisé

- 0.25 pour les zones d’espaces verts


55

- nous prendrons une moyenne de 0.8 pour les surfaces des lots privés

Le logiciel ne pouvant pas prendre en compte les assemblages de plus de 2 éléments, nous utiliserons

des éléments d’assemblage fictifs Ca11 et Ca 12 afin de réaliser les assemblages BR13 + BR14 et BV11 +

BV12

4.2.2.4. Résultats et analyses de l’étude de Reichstett

Nous ne détaillerons pas le calcul ici mais le compte rendu de l’étude est disponible en annexe E.

Le dimensionnement des noues est le suivant :

Noue ouest (à l’ouest du bassin BV16) : le volume nécessaire est de BR1 + BR2 + BR3 = 3.07 + 12.47 + 10.61 = 26.15 m3

Noue est : le volume nécessaire est de BR4 + BR5 = 16.31 + 3.75 = 20.06 m3

Le volume à stocker dans les noues est donc de 46.21 m3

Le volume au limiteur de débit BR6 correspond au volume à stocker dans le système de tuyaux

enterrés. Ce volume est de 128.72 m3.

Nous pouvons donc totaliser le volume de stockage nécessaire sur le projet à 128.72 + 46.21 =

174.93 m3.

Le volume déterminé à l’aide de la méthode des pluies estimait un volume global de 356 m3. Cela

implique que la méthode des réservoirs linéaires a engendré un gain de 50.9 % par rapport à la méthode

des pluies. De plus la méthode des pluies ne renvoie qu’une estimation globale pour le projet, ne

permettant pas le dimensionnement des éléments individuels (contrairement à notre méthode permettant

de dimensionner les noues et le système de tuyaux indépendamment).

De plus, le calcul par la méthode des pluies ne prend pas en compte la temporalité des écoulements,

ce qui peut être préjudiciable, notamment relativement aux rejets à débit limité des parcelles privées. Dans

le cas de la méthode des pluies, le calcul est réalisé en multipliant le débit limité par la durée arbitraire de

120 minutes afin d’obtenir un volume de rejet. Cette méthode peut être discutable, non seulement car elle

prend une durée de rejet arbitraire, mais également car elle ne tient pas compte du fait qu’un faible débit

sur une longue durée nécessite un volume de stockage inférieur au volume rejeté total.

4.3. Conclusions sur la série de tests du logiciel

Une fois le logiciel terminé, nous avons lancé une série de tests sur une dizaine de projets de

superficie et de typologie différentes dans le but d’obtenir une « règle empirique » afin de déterminer

approximativement le gain potentiel d’une modélisation par la méthode des réservoirs linéaires en amont

d’un projet. Ces études avaient pour but de déterminer un pourcentage moyen de volume gagné par

rapport à la méthode des pluies pour une fourchette de superficies donnée.

Ces essais ont donc été réalisés sur les projets suivants :

- Réalisation du lotissement « Aux portes du Kochersberg » sur la commune de Vendenheim (2 tranches)

- Aménagement de la ZAC « Les vergers de St Michel » sur la commune de Reichstett (voir partie 4.2.2)

- Réalisation d’un ouvrage de protection contre les inondations sur la commune de Mittelschaeffolsheim

- Réalisation de l’écoquartier « Vauban » sur la commune de Besançon

- Réalisation d’un hall d’activités et centre d’affaires sur la commune de Eschbach

- Aménagement du lotissement « Les prés du moulin » sur la commune de Pfastatt


56

- Réalisation du lotissement « Burgweg » sur la commune d’Altorf

- Réalisation d’un lotissement sur la commune d’Achenheim

- Réalisation du lotissement « Les portes de Turckheim » sur la commune de Turckheim

Ces 9 projets ont donc été modélisés sur le logiciel Méthode des Réservoirs Linéaires et les résultats

obtenus ont été comparés à ceux résultant de la méthode des pluies pour les occurrences décennale,

vicennale et centennale. Nous obtenons le tableau de résultats suivants :

Tableau 11 : Résultats des tests comparatifs entre la méthode des pluies et la méthode des réservoirs linéaires

Méthode des pluies (m3) Méthode des réservoirs (m3) Δ

Surface de ruissellement (ha)

Vendenheim Tranche 1

T = 10 2653 526 80.17%

7.53 T = 20 2940 1079 63.30%

T = 100 3575 1323.4 62.98%

Reichstett

T = 10 286.5 152.74 46.69%

5.67 T = 20 329.5 174.94 46.91%

T = 100 455 230.12 49.42%

Vendenheim Tranche 2

T = 10 943 275 70.84%

2.7 T = 20 1047 310 70.39%

T = 100 1494 386.5 74.13%

Mittelschaeffolsheim

T = 10 309 133.19 56.90%

1.66 T = 20 357 151.09 57.68%

T = 100 473 188.42 60.16%

Vauban

T = 10 332 166 50.00%

1.31 T = 20 592 402 32.09%

T = 100 545 288 47.16%

Eschbach

T = 10 100 57.17 42.83%

1.3 T = 20 120 66.19 44.84%

T = 100 174 86.89 50.06%

Pfastatt

T = 10 60 56 6.67%

0.67 T = 20 Pas de données Pas de données

T = 100 116 64 44.83%

Altorf

T = 10 86 45.7 46.86%

0.62 T = 20 104 52.42 49.60%

T = 100 152 65.11 57.16%

Achenheim

T = 10 142 47.98 66.21%

0.47 T = 20 162 54.61 66.29%

T = 100 213 67.31 68.40%

Turckheim

T = 10 66 20.35 69.17%

0.23 T = 20 77 23.49 69.49%

T = 100 102 32.96 67.69%


57

Au vu de ces résultats, il apparaît difficile de tirer une règle simple permettant de relier le gain

potentiel entre les deux méthodes à la superficie du projet ou même à la période de retour de la pluie.

La raison pour laquelle il semble impossible de déterminer une telle règle vient probablement des

différences fondamentales entre les deux méthodes.

En effet, la méthode des pluies ne prend pas en compte la géométrie du projet au-delà de la surface

(longueur du thalweg, pente …) alors que ces éléments sont essentiels lors de la création de la pluie de

projet utilisée pour la méthode des réservoirs, deux projets de même surface mais de pentes et longueurs

de thalweg différentes auraient donc le même résultat selon la méthode des pluies mais deux résultats

différents selon la méthode des réservoirs.

De plus, la méthode des pluies ne prend pas en compte les limiteurs de débits et les rejets limités,

cette deuxième différence est également capitale car la méthode des réservoirs linéaires, en intégrant la

temporalité dans le calcul, permet de différer le transfert des volumes, notamment pour les débits faibles.

En effet, un bassin de rétention avec un débit de fuite de 10 l/s nécessitera un volume de stockage

beaucoup plus élevé s’il reçoit 50 m3 d’un seul bloc (comme dans la méthode des pluies) qu’avec un débit

limité de 12 l/s .Donc un projet avec de nombreux limiteurs de débit intermédiaires avant un bassin de

rétention aura un volume de stockage beaucoup plus faible qu’un projet à superficie identique sans aucun

limiteur.

Ces deux différences fondamentales permettent, à mon sens, d’expliquer au mieux l’absence de

corrélation entre la superficie, la période de retour, et la différence de volume.

Nous pouvons cependant constater que le gain à utiliser la méthode des réservoirs se situe

généralement entre 45 et 70 % du volume déterminé par la méthode des pluies. Cette différence peut être

décisive, notamment sur des grands projets où diviser par deux la surface au sol nécessaire à la gestion des

eaux pluviales peut modifier totalement la viabilité du projet. C’est pourquoi il me semble recommandé

d’employer cette méthode, notamment sur les projets d’envergure.


58

Partie 5 – Calcul de l’abattage des polluants

Lors de la réalisation d’un Dossier Loi sur l’Eau, il est nécessaire de détailler quels seront les impacts

d’un rejet d’eau pluviale dans un cours d’eau, ou de son infiltration dans la nappe phréatique, sur

l’environnement naturel. Il est donc nécessaire de vérifier que les eaux pluviales rejetées sont assez peu

concentrées en polluants pour ne pas altérer le milieu. En effet les eaux pluviales tombant sur la chaussée

ou d’autres surfaces imperméabilisées (enrobés, béton stabilisé …) se chargent en polluants en tout genre :

hydrocarbures issus des carburants des véhicules ou de l’usure des pneus, fragments métalliques dus à

l’érosion des toitures …

Il est donc nécessaire d’installer un dispositif d’abattement de ces polluants avant de rejeter les eaux

pluviales vers le milieu naturel et de vérifier que cet abattement est suffisant et conforme aux différentes

lois en vigueur concernant la qualité des eaux. Un outil automatisant cette tâche permet alors de réaliser

des économies de temps importantes ; cet outil sera par la suite intégré au logiciel de calcul des débits et

des rétentions afin de le rendre plus complet.

Cette étude de l’abattement des polluants sera basée sur une méthode présentée dans le guide

technique du Sétra : Pollution d’origine routière – Conception des ouvrages de traitement des eaux.

5.1 : Charges annuelles polluantes véhiculées par les eaux de

ruissellement

La première étape du calcul est la détermination de la charge annuelle de polluants véhiculée par les

eaux de ruissellement du projet. Cette charge est déterminée à partir d’une charge unitaire annuelle par

hectare imperméabilisé ; cette valeur est exprimée pour 1000 véhicules par jour.

Nous nous intéresserons ici à une liste de sept marqueurs de polluants courants : les matières en

suspension, la demande chimique en oxygène, le zinc, le cuivre, le cadmium, les hydrocarbures totaux,

ainsi que les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP), ces hydrocarbures dont la structure

comprend au moins deux cycles aromatiques condensés sont très étudiés car ils présentent une forte

toxicité.

Les charges unitaires dépendent de la typologie du site (site ouvert ou restreint) et sont données par

des études effectuées par le Sétra, l’ASFA, et le LCPC. Elles sont condensées dans le tableau suivant. :

MES (kg) DCO (kg) Zn (kg) Cu (kg) Cd (g) Hydrocarbures totaux (g) HAP (g)

Site ouvert 40 40 0.4 0.02 2 600 0.08

Site restreint 60 60 0.2 0.02 1 900 0.15

Tableau 12 : Charges unitaires en polluants en fonction de la typologie du site

Bien que la terminologie de sites ouverts et sites restreints soit floue, nous pouvons proposer la

définition approximative suivante : nous considérons comme site ouvert un site sur lequel transitent de

nombreux véhicules et ne constituant pas une destination en soi (route nationale, départementale, etc.)

alors que les sites restreints constituent plus globalement des lieux de « destination » (lotissement,

résidence, parc industriel, etc).


59

Nous pouvons remarquer que les charges en zinc et cadmium sont plus élevées pour des sites

ouverts que pour des sites restreints. En effet, ces polluants sont généralement dus aux équipements de

sécurité d’avantage présents sur des sites ouverts.

Il est alors possible de déterminer la charge annuelle en multipliant cette charge unitaire par le trafic

et par la surface imperméabilisée.

𝐶𝑎 = 𝐶𝑢 ∗𝑇

1000∗ 𝑆

Ca : charge annuelle (en kg, de 0 à 10.000 v/j)

Cu : charge unitaire annuelle (en kg/ha pour 1000 v/j)

T : trafic global (en v/j)

S : surface imperméabilisée (en ha)

Notons qu’il convient de retenir le trafic prévu 15 ans après la mise en service pour une

infrastructure nouvelle ou 10 ans après les aménagements de protection de la ressource pour une

infrastructure préexistante.

Cependant, l’observation montre que pour un trafic supérieur à 10 000 véhicules par jour

l’accroissement de la charge polluante s’atténue. Une seconde expression est alors à employer afin d’éviter

le surdimensionnement de l’ouvrage de traitement.

𝐶𝑎 = ((10 ∗ 𝐶𝑢) + 𝐶𝑠 ∗𝑇 − 10000

1000 ) ∗ 𝑆

Cs : charge annuelle supplémentaire à l’hectare pour 1000 v/j au-delà de 10.000 v/j donnée par les études

du Sétra, de l’AFSA, et du LCPC, compilée dans le tableau suivant :

MES (kg) DCO (kg) Zn (kg) Cu (kg) Cd (g) Hc totaux (g) HAP (g)

10 4 0.0125 0.011 0.3 400 0.05

Tableau 13 : Charges supplémentaires en polluants

5.2. Impact maximal des rejets d’eaux pluviales

5.2.1. Calcul de la concentration émise par « effet de choc »

Il est montré par l’expérience que les impacts maximaux sont générés par des pluies d’été en période

d’étiage. En effet, lors de longues périodes sans pluie, les polluants s’accumulent sur la chaussée et sont

transportés par une pluie faible, vers le cours d’eau. Ce rejet fortement concentré en polluants se rejette,

de plus, dans un cours d’eau en période d’étiage, donc à faible débit, la concentration en polluants sera

donc très élevée, c’est pourquoi il est important de déterminer l’impact de ce phénomène plus

communément appelé « effet de choc ».


60

Nous devons d’abord choisir un ouvrage d’abattement des polluants afin d’obtenir ses taux

d’abattement sur les différentes substances étudiées. Les études effectuées depuis 1992 par le réseau

scientifique et technique de l’Equipement et l’Asfa donnent le tableau de taux d’abattements suivant (les

taux d’abattements sont ici exprimés en %). Notons que le Sétra indique que l’association d’ouvrages

concerne exclusivement le filtre à sable qui peut être mis en place en sortie de noue, c’est pourquoi il sera

le seul à être inclus dans ce tableau.

Ouvrages de traitement MES DCO Cu, Cd, Zn Hc et HAP

Fossé enherbé 65 50 65 50

Bief de confinement enherbé 65 50 65 50

Fossé subhorizontal enherbé 65 50 65 50

Bassin routier de type sanitaire 85 70 85 90

Filtre à sable 90 75 90 95

Bassin routier avec volume mort, Vs = 1 m/h 85 75 80 65



Noue + Filtre à sable 96.5 87.5 96.5 97.5

Tableau 14 : Taux d’abattement des différents polluants selon les ouvrages de traitement

Notons que les vitesses Vs correspondent à la vitesse horizontale de parcours de l’eau dans le

bassin décanteur ; plus cette vitesse est faible plus les éléments polluants seront abattus par l’ouvrage.

Les mesures issues de sites expérimentaux montrent que l’événement de pointe est proportionnel à la

charge annuelle et est directement lié à la hauteur de pluie générée par cet événement de point. Nous

pouvons déterminer la fraction maximale de la charge annuelle mobilisable par la relation suivante :

𝐹𝑟 = 2.3 ∗ ℎ

Fr : fraction maximale de la charge annuelle mobilisable

h : hauteur d’eau (en m) de l’événement pluvieux de pointe

La concentration émise, après traitement, par cet événement pluvieux de pointe s’exprime avec la

formule suivante :

𝐶𝑒 =𝐹𝑟 ∗ 𝐶𝑎 ∗ (1 − 𝜏)

ℎ ∗ 10 ∗ 𝑆

Fr : fraction maximale de la charge annuelle mobilisable

Ce : concentration émise (en mg/l)

Ca : charge annuelle (en kg)

τ : taux d’abattement


h : hauteur d’eau de l’événement pluvieux de pointe (en m)


61

Nous pouvons simplifier cette expression afin de la rendre indépendante de la hauteur d’eau de

l’événement :

𝐶𝑒 =2.3 ∗ 𝐶𝑎 ∗ (1 − 𝜏)

10 ∗ 𝑆

5.2.2. Comparaison avec des critères de qualité

Il s’agit maintenant de comparer ces valeurs de concentration émise avec des critères de qualité. La

Mission InterSevices de l’Eau du Bas Rhin (MISE67) donne dans sa « Note de doctrine relative à la

gestion des eaux pluviales issues d’une imperméabilisation nouvelle » les valeurs maximales à ne pas

dépasser suivantes :

Tableau 15 : Valeurs maximales de polluants selon la MISE 67

D’autres valeurs sont également disponibles pour les rejets dans les eaux souterraines dans le Schéma

Directeur d’Aménagement et de Gestion des Eaux (SDAGE).

Tableau 16 : Valeurs maximales de polluants dans les eaux souterraines selon le SDAGE


62

5.2.3. Dilution dans le milieu récepteur

Si les rejets sont soumis à des limites de concentrations en polluants, il faut également vérifier que le

cours d’eau garde des propriétés chimiques adéquates après dilution des polluants dans le milieu récepteur.

Nous calculons d’abord le débit résultant en sommant le débit initial et le débit de rejet. Le débit

initial Qi du cours d’eau considéré est le débit d’étiage à 5 ans (disponible sur le site de la Direction

Régionale de l’Environnement, de l’Aménagement et du Logement de la région Grand Est : cf annexe F).

Le débit de rejet considéré est calculé de la manière suivante

𝑄𝑒 = 0.4 ∗ 𝑄10

Avec Q10, le débit décennal de pointe au point de rejet de la plate-forme.

Nous obtenons donc le débit résultant

𝑄𝑟 = 𝑄𝑖 + 𝑄𝑒

Nous pouvons ainsi déterminer la concentration résultante après rejet :

𝐶𝑟 =𝐶𝑖 ∗ 𝑄𝑖 + 𝐶𝑒 ∗ 𝑄𝑒

𝑄𝑟

Cr : concentration résultante (en mg/l)

Ci : concentration initiale (en mg/l)

Qi : débit QMNA5 (en m3/s)

Ce : concentration émise (en mg/l)

Qe : débit émis (en m3/s)

Qr : débit résultant (en m3/s)

Afin de calculer la concentration résultante, il est nécessaire de connaître les concentrations initiales

en polluants du cours d’eau. Ces concentrations peuvent être obtenues à l’aide du site Naïades - Eau

France.

Si les données de concentrations initiales sont inconnues, il est possible de les extrapoler à l’aide de la

formule suivante :

𝐶𝑖 = 𝐶𝑚𝑎𝑥 ∗𝑄𝑀𝑁𝐴5

𝑄𝑀𝑁𝐴2

Ci = Concentration initiale (en mg/l)

Cm = Concentration maximale de bon état (en mg/l)

QMNA5 = Débit d’étiage de retour 5 ans (en m3/s)

QMNA2 = Débit d’étiage de retour 2 ans (en m3/s)


63

Les concentrations résultantes peuvent alors être comparées avec les données du Système d’Evaluation de la Qualité de l’Eau et des cours d’eau (SEQ-Eau).

Tableau 17 : Extrait du document SEQ-Eau concernant les concentrations en micropolluants minéraux

5.3. Concentration moyenne annuelle des rejets d’eau pluviale

Il reste maintenant seulement à déterminer la concentration moyenne annuelle des effluents routiers

émis vers le milieu naturel

Cette concentration est calculée simplement avec la formule suivante :

𝐶𝑚 = 𝐶𝑎 ∗ (1 − 𝜏)

9 ∗ 𝑆 ∗ 𝐻

Cm : concentration moyenne annuelle (en mg/l)

Ca : charge annuelle (en kg)

τ : taux d’abattement des polluants


H : hauteur de pluie moyenne annuelle (en m)

Les hauteurs de pluie moyennes peuvent être obtenues par pluviomètre sur le site de Météo France

Il suffit alors de comparer ces valeurs de concentration avec les objectifs de qualité de la MISE 67 ou

du SDAGE (selon le type de rejet considéré).


64

5.4. Exemple d’utilisation de la feuille de calcul – le lotissement « Les

seigneurs » à Kuttolsheim

Pour illustrer cette partie portant sur la pollution, nous pouvons nous appuyer sur un exemple. Nous

prendrons ici le cas de l’aménagement du lotissement « Les Seigneurs » dans la commune de Kuttolsheim.

Nous sommes dans un lotissement, nous rentrons donc dans la définition du site restreint évoqué

plus tôt. Le trafic global est de 300 véhicules par jour et la surface imperméabilisée est de 0.9 ha.

L’ouvrage de traitement des eaux employé est un bassin de décantation avec une vitesse de parcours

de 1 m/h. avant un rejet dans la Souffel. Le critère à respecter est donc celui de la MISE 67 pour les rejets

dans les cours d’eau.

Nous devons maintenant rechercher les concentrations initiales des polluants dans le cours d’eau. Le

site Naïades nous permet de connaître les concentrations initiales de Matières En Suspension (19 mg/l

pour la mesure la plus récente) ainsi que la Demande Chimique en Oxygène (20 mg/l pour la mesure la

plus récente). Les autres concentrations initiales seront calculées à l’aide de la formule du paragraphe 5.2.3.

Nous obtenons également le paramètre de dureté de l’eau (48 °f selon la plus récente mesure)

Le rejet vers le milieu récepteur se fait à débit limité à 0.01 m3/s.

Le résumé de l’étude est donc le suivant :

Figure 51 : Charges annuelles polluantes véhiculées par les eaux de ruissellement


65


66

Figure 52 : Impact maximal des rejets d’eaux pluviales – Effets de choc

Figure 53 : Concentration moyenne annuelle des rejets d’eau pluviale


67

Figure 54 : Récapitulatif de l’étude de l’abattement des polluants sur le projet du lotissement de Kuttolsheim


68

Conclusion

L’objectif de ce Projet de Fin d’Etudes était de chercher une méthode fiable de dimensionnement

des ouvrages alternatifs de rétention d’eau pluviale. En effet, les méthodes traditionnelles de

dimensionnement sont devenues obsolètes face aux infrastructures nouvelles et l’expérience montre que

ces ouvrages nouveaux sont très souvent surdimensionnés.

Les méthodes de dimensionnement telles que la méthode des pluies, la méthode des volumes ou la

méthode rationnelle modifiée ne sont plus adéquates vis-à-vis des problématiques nouvelles. Ces

méthodes ne sont pas adaptées à des débits de fuites très faibles tels que ceux pouvant être rencontrés

dans le cas d’infiltration dans des sols très peu perméables. Elles ne prennent, de plus, pas compte de la

temporalité des écoulements et considèrent les pluies et leur ruissellement comme instantanés. Ces deux

différences mènent à des surdimensionnements majeurs (pouvant aller jusqu’à des ouvrages

surdimensionnés à plus de 70 %)

C’est pour pallier à ces manques que nous avons approfondi dans ce projet la méthode des réservoirs

linéaires. Cette méthode se base sur la création d’une pluie de projet, puis la transformation du

hyétogramme de cette pluie en hydrogramme de sortie à l’exutoire du bassin versant. Cette méthode est

plus précise que la méthode des pluies utilisée jusqu’alors ; elle prend en compte les paramètres

géométriques du bassin versant (pente, longueur du thalweg …) ainsi que la temporalité des

ruissellements.

Cependant cette méthode n’est pas parfaite, elle se base notamment sur un grand nombre de

formules empiriques de calcul dont le domaine de validité reste souvent flou (lag time, temps de

concentration …). Il serait par exemple intéressant de réaliser de nouveaux essais afin d’en vérifier la

validité. Le nombre de stations fournissant les données de Montana est également assez réduit et ne

permet pas toujours d’obtenir les coefficients pour les zones souhaitées. La méthode prend également

certaines hypothèses simplificatrices sur des sujets qui mériteraient à être approfondis (par exemple la

vitesse de parcours des noues)

Pour conclure nous pouvons ajouter qu’une solution serait de réaliser une nouvelle campagne

d’uniformisation des méthodes de calcul, de la même manière que celle réalisée en 1977 ayant engendré

l’Instruction Technique faisant foi jusqu’à aujourd’hui mais rendue de moins en moins utilisable par l’essor

des nouvelles méthodes. Un nouveau texte permettrait de clarifier et d’unifier les méthodes de

dimensionnement à privilégier.


69

Table des figures

Figure 1 : Une noue [22]

Figure 2 : Une tranchée drainante [23]

Figure 3 : Schéma d’une tranchée d’infiltration remplie de galets [24]

Figure 4 : Schéma d’une Chaussée à Structure réservoir avec injection locale et répartie [25]

Figure 5 : Schéma d’un puits d’infiltration [26]

Figure 6 : Le bassin de rétention en eau du parc St Schultz de la ville de St Jérome (Québec) [27]

Figure 7 : Une toiture terrasse réalisée sur un toit plat [28]

Figure 8 : Une toiture végétalisée [29]

Figure 9 : Cylindre en béton « Hydrocyl » [30]

Figure 10 : Mise en œuvre de cylindres Hydrocyl pour chaussée réservoir [31]

Figure 11 : Mise en œuvre de Draingom pour chaussée réservoir [32]

Figure 12 : Structure alvéolaire ultralégère [33]

Figure 13 : Mise en œuvre de SAUL [34]

Figure 14 : Tableau récapitulatif des coefficients de Montana pour la région de Mulhouse [35]

Figure 15 : Courbes Hauteur-Durée-Fréquence pour la région de Colmar

Figure 16 : Illustration du volume maximal à stocker [24]

Figure 17 : Hydrogrammes pour différentes durées de pluie pour une période de retour de 10 ans [12]

Figure 18 : Représentation de la pluie Simple Triangle [36]

Figure 19 : Représentation de la pluie Double Triangle [36]

Figure 20 : Représentation schématique du modèle du réservoir linéaire

Figure 21 : Schéma de principe d’un bassin avec surverse [37]

Figure 22 : Vue en coupe d’un déversoir rectangulaire à lame mince [38]

Figure 23 : Déversoir à seuil trapézoïdal, vue de face [38]

Figure 24 : Déversoir circulaire, vue de face [28]

Figure 25 : Dimensions d’une noue trapézoïdale [39]

Figure 26 : Capture d’écran du logiciel « Méthode des Réservoirs Linéaires »

Figure 27 : Barre d’outils du logiciel « Méthode des Réservoirs Linéaires »

Figure 28 : Outil de création de bassins versants

Figure 29 : Outil de création de bassins de rétention

Figure 30 : Outil de création de noues et de canalisations

Figure 31 : Tableau des coefficients de Strickler selon les surfaces [39]

Figure 32 : Exemple de tableau de connectivité

Figure 33 : Schéma d’assemblage correspondant au tableau de connectivité de la figure 32

Figure 34 : Contexte du projet « Busage sur le Luppach » [40]

Figure 35 : Découpage en sous-bassins du bassin versant du Luppach à Bouxwiller [40]

Figure 36 : Paramètres généraux de l’étude du Luppach

Figure 37 : Paramètres de la pluie de projet de l’étude du Luppach

Figure 38 : Résultats de l’étude du Luppach

Figure 39 : Intensité de la pluie et débit à l’exutoire du bassin versant A

Figure 40 : Décalage temporel du débit du bassin A dû à la traversée du bassin B

Figure 41 : Intensité de la pluie et débits à l’exutoire du bassin versant B

Figure 42 : Intensité de la pluie et débit à l’exutoire du bassin versant C

Figure 43 : Assemblage des bassins B et C, décalage dû à la traversée du bassin D

Figure 44 : Débits à l’exutoire du bassin D

Figure 45 : Reconstitution du substrat dans l’ouvrage cadre [41]


70

Figure 46 : Décomposition opérationnelle du projet de Reichstett [42]

Figure 47 : Répartition du nombre de logements sur le projet [42]

Figure 48 : Schéma de circulation de la ZAC de Reichstett [42]

Figure 49 : Découpage de la zone de projet de Reichstett en sous-bassins élémentaires

Figure 50 : Hiérarchie de ruissellement du projet ZAC de Reichstett

Figure 51 : Charges annuelles polluantes véhiculées par les eaux de ruissellement

Figure 52 : Impact maximal des rejets d’eaux pluviales – Effets de choc

Figure 53 : Concentration moyenne annuelle des rejets d’eau pluviale

Figure 54 : Récapitulatif de l’étude de l’abattement des polluants sur le projet du lotissement de

Kuttolsheim


71

Liste des tableaux

Tableau 1 : Avantages et inconvénients des noues

Tableau 2 : Avantages et inconvénients des tranchées drainantes

Tableau 3 : Avantages et inconvénients des Chaussées à Structure Réservoir

Tableau 4 : Avantages et inconvénients des puits d’absorption

Tableau 5 : Avantages et inconvénients des bassins secs

Tableau 6 : Avantages et inconvénients des bassins en eau

Tableau 7 : Avantages et inconvénients des toitures végétalisées

Tableau 8 : Concentrations moyennes des polluants dans les eaux de ruissellement

Tableau 9 : Taux d’abattement moyens des techniques alternatives d’assainissement

Tableau 10 : Tableau de synthèse des techniques alternatives

Tableau 11 : Résultats des tests comparatifs entre la méthode des pluies et la méthode des réservoirs linéaires

Tableau 12 : Charges unitaires en polluants en fonction de la typologie du site

Tableau 13 : Charges supplémentaires en polluants

Tableau 14 : Taux d’abattement des différents polluants

Tableau 15 : Valeurs maximales de polluants selon la MISE67

Tableau 16 : Valeurs maximales de polluants dans les eaux souterraines selon le SDAGE

Tableau 17 : Extrait du document SEQ-Eau concernant les concentrations en micropolluants minéraux


72

Bibliographie

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18. Bourrier, Régis. Les réseaux d’assainissement 5e édition. Editions Lavoisier, 2008

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20. Sétra, Pollution d’origine routière – Conception des ouvrages de traitement des eaux. Août 2007

21. Ecole Nationale du Génie de l’Eau et de l’Environnement de Strasbourg, Fiches Techniques

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URL : http://www.hqe.guidenr.fr

25. Adopta : La gestion durable et intégrée des eaux pluviales – La boîte à outils des techniques

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26. Communauté de communes de l’Oise-Picardie – Les filières en assainissement non collectif.

URL : http://www.cc-oisepicardie.fr

27. Ville de Saint-Jérôme – Le bassin de rétention du parc Schulz : un projet de paysage.

URL : http://www.vjs.ca

28. Vendée Etanchéité – Extension toit terrasse

URL : http://www.vendee-etancheite.fr

29. Sortir du nucléaire – n°42 ; Mai 2009 – Toitures végétalisées : résolument écologiques

30. Hydrocyl - Structure réservoir de chaussée (document technique)

31. Faleyeux, Jennifer – Revêtements perméables en éléments modulaires en béton : quels apports en secteurs

urbains denses – Journée Technique HYDREOS 28 avril 2016 (document de présentation)

32. Araivia – Les réalisations pour nos professionnels

URL : http://www.araivia.fr

33. Fränkische – Rigofill-Inspect, la référence des bassins enterrés

URL : http://www.fraenkische.fr

34. BI Medien – Trockene Füße für die Feuerwehr

URL : http://www.bi-medien.de

35. Météo France – Coefficients de Montana

36. HYDRA – Noyau de calcul d’HydraNet et d’HydraRiv – Manuel d’analyse, dossier B :

Modélisation hydrologique

37. e-Water – Ponds, Detention and Sedimentation Basins

URL : http://www.wiki.ewater.org.au

38. Ecole Nationale du Génie de l’Eau et de l’Environnement de Strasbourg – Fiches Techniques

du guide technique sur le fonctionnement des déversoirs d’orage

http://www.hqe.guidenr.fr/

http://www.cc-oisepicardie.fr/

http://www.vjs.ca/

http://www.vendee-etancheite.fr/

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http://www.wiki.ewater.org.au/


74

39. Wikipedia – Formule de Manning Stricler et Diamètre Hydraulique

URL : https://fr.wikipedia.org

40. Google Earth

URL : https://www.google.fr/intl/fr/earth

41. Lollier Ingénierie – Remplacement d’un busage sur le Luppach : Dossier de déclaration au titre des articles

14-1 / R214-1 et suivant du Code de l’Environnement

42. Lollier Ingénierie – ZAC Les vergers de Saint-Michel A Reichstett : Dossier de déclaration au titre des

articles 14-1 / R214-1 et suivant du Code de l’Environnement

https://fr.wikipedia.org/

https://www.google.fr/intl/fr/earth


i

Annexes

Liste des Annexes

Annexe A : Abaque de l’Instruction Technique de 1977 .............................................................................. ii

Annexe B : Table des équivalences hydrauliques ........................................................................................... iii

Annexe C : Plan d’assainissement de la ZAC de Reichstett ......................................................................... iv

Annexe D : Découpage en Sous-Bassins Versants de la ZAC de Reichstett ............................................. v

Annexe E : Récapitulatif du calcul de la ZAC de Reichstett........................................................................ vi

Annexe F.1 : Débits d’étiage du bassin de la Meuse ..................................................................................xxii

Annexe F.2 : Débits d’étiage du bassin de la Moselle .............................................................................. xxiii

Annexe F.3 : Débits d’étiage du bassin de la Meurthe ............................................................................. xxiv

Annexe F.4 : Débits d’étiage du bassin de la Moselle aval ....................................................................... xxv

Annexe F.5. : Débits d’étiage du bassin du Rhin ...................................................................................... xxvi


ii

Annexe A : Abaque de l’Instruction Technique de 1977


iii

Annexe B : Table des équivalences hydrauliques


iv

Annexe C : Plan d’assainissement de la ZAC de Reichstett


v

Annexe D : Découpage en Sous-Bassins Versants de la ZAC de Reichstett


vi

Annexe E : Récapitulatif du

calcul de la ZAC de

Reichstett


vii


viii


ix


x


xi


xii


xiii


xiv


xv


xvi


xvii


xviii


xix


xx


xxi


xxii

Annexe F.1 : Débits d’étiage du bassin de la Meuse


xxiii

Annexe F.2 : Débits d’étiage du bassin de la Moselle


xxiv

Annexe F.3 : Débits d’étiage du bassin de la Meurthe


xxv

Annexe F.4 : Débits d’étiage du bassin de la Moselle aval


xxvi

Annexe F.5. : Débits d’étiage du bassin du Rhin

Documents

Remerciements - eprints2.insa-strasbourg.freprints2.insa-strasbourg.fr/2716/1/1_-_Mémoire_de_PFE_-_PRIMO... · conception et de dimensionnement des ouvrages de traitement des eaux