Aménagement de la parcelle EN135 – la Rivière Saint … · Note hydraulique de gestion des EP – 1. PRÉAMBULE ... La parcelle intéressée par le projet se situe en zone urbaine,

Aménagement de la parcelle EN135 – la Rivière Saint-Louis

(974)

Note Hydraulique sur la gestion des eaux pluviales

Juin 2017

A31606 – Aménagement de la parcelle EN135 – la Rivière Saint-Louis (974) Note hydraulique de gestion des EP – www.girus.fr

Ce dossier a été réalisé par

Simon MICOLLIER,

Ingénieur chargé d’affaires

avec

Laurent BESOMBES,

Responsable de pôle

Objet Indice Rédaction Validation

Date Nom Date Nom

Version initiale 0 03/06/17 S. MICOLLIER 05/07/17 L. BESOMBES

Adaptation coefficient de ruissèlement initial

A 27/07/2017 S. MICOLLIER 01/08/17 L. BESOMBES

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Sommaire 1. Préambule ................................................. 4

2. Dimensionnement ......................................... 6

2.1. Démarche ......................................................... 6

2.2. Synoptique de gestion des eaux pluviales ................... 6

2.3. Contraintes ....................................................... 8

2.4. Données météorologiques ...................................... 8

2.1. Surfaces du projet ............................................... 9

2.2. Coefficients de ruissellement ................................ 10

2.2.1. Etat initial, actuel .......................................................... 10

2.2.2. Etat aménagé ................................................................ 10

2.3. Dimensionnement des ouvrages de rétention ............. 11

2.3.1. Volume de stockage nécessaire ......................................... 11

2.3.2. Synthèse des résultats ..................................................... 13

2.4. Bilan hydrique .................................................. 14

3. Conclusion ................................................ 15

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1. PRÉAMBULE

Ce dossier a pour objet de définir les principes de gestion des eaux pluviales à l’échelle de la parcelle EN135 qui fait l’objet d’étude d’aménagement piloté par la SPLA Grand Sud.

La parcelle intéressée par le projet se situe en zone urbaine, dans le quartier de la Rivière Saint Louis, sur la commune de Saint Louis.

La parcelle est séparée du Lycée Jean Joly par le chemin de la Ouette, qui longe la lisière Nord de la parcelle. Le Lycée ne bénéficie pas d’un parvis important et l’ouverture sur la voie publique du Lycée est réduite. L’aménagement d’un parvis fait partie des aménagements proposés.

Hormis cet équipement majeur, le quartier est plutôt résidentiel et principalement constitué d’habitations individuelles.

La frange Ouest de la parcelle (à l’intérieur de celle-ci) est constituée par la voie sans nom qui desservait les entrées du parc Expo Bois et des propriétés individuelles côté opposé. Sa frange Est est aussi constituée par une voie de desserte locale. Il est à noter que les deux voies font partie intégrante de la parcelle EN135 mais que seule la voie Ouest fait partie de la zone à aménager.

La mission d’aménagement prévoit la création d’un lotissement à vocation artisanal de 13 parcelles sur une superficie globale à aménager (y compris voies d’accès Est et ouest) de 21 415 m².

Elle implique une imperméabilisation complémentaire du site, actuellement constitué de :

• Voirie Ouest : chaussée en enrobé dégradé (faïençage, flashs importants, …)

• Reste la parcelle : terrains en friches, bureaux préfabriqués, ancien hall de manifestation fondé sur une dalle béton,

Cette imperméabilisation nécessite la maitrise des eaux pluviales sur les nouvelles surfaces concernées par des toitures de bâtiment, voiries et espaces verts.

L’objet de ce dossier est de proposer un schéma de gestion des eaux à l’échelle du projet d’aménagement de la parcelle et de dimensionner les ouvrages de rétention de manière à ne pas augmenter quantitativement les rejets au milieu naturel (exutoire des réseaux : ravine Bengale). Le dimensionnement est par conséquent réalisé sur le principe de non aggravation de l’état initial (ΔQ=0), conformément au guide sur les modalités de gestion des eaux pluviales à la Réunion (DEAL Réunion, octobre 2012). Les débits de fuite des ouvrages seront donc égaux aux débits de pointe, en l’état actuel de la parcelle, pour la pluie de projet.

Les ouvrages de rétention ont été dimensionnés, conformément à la norme NF EN 752 dans le cadre d’un aménagement en zone industrielle et commerciale, pour une pluie d’occurrence trentennale (T = 30 ans).

La topographie du site fait état d’une pente globale depuis le Nord-Est vers le Sud-Ouest.

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Le projet est par conséquent susceptible d’intercepter les eaux de ruissèlement en bordure Nord et Est de la parcelle. Néanmoins :

• en frange Nord, les eaux pluviales sont actuellement collectées au niveau du réseau communal du chemin de la Ouette (dalot).

• en frange Est, le site est ceinturé par des murs de soutènement dirigeant les eaux pluviales, soit vers le chemin de la Ouette (au Nord) d’où elles gagnent le réseau communal, soit vers la parcelle EN135 (perforations en pied de voile – cf. photo ci-dessous). L’aménagement de fossés de collecte des eaux devra être prévu pour rediriger les eaux vers les noues de la voirie de bouclage.

N.B : Il est considéré que l’entrepreneur en charge de la viabilisation du site conservera le cheminement actuel des EP relativement aux écoulements issus des bassins versants amont. Si les murs de soutènement venaient à être détruit, un fossé de drainage ou réseau EP propre devra être réalisé pour rediriger les eaux pluviales vers la ravine Bengale et/ou le chemin de la Ouette.

Compte-tenu de ces dispositions, l’étude pluviale a été menée en considérant l’impluvium sur la surface propre du projet (21 469 m²).

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2. DIMENSIONNEMENT

2.1. DEMARCHE

Le projet s’accompagne d’une imperméabilisation partielle des sols entrainant :

• Une concentration des eaux au droit des exutoires du projet,

• Une augmentation des vitesses d’écoulement et des débits de pointe,

• Une augmentation des volumes ruisselés.

2.2. SYNOPTIQUE DE GESTION DES EAUX PLUVIALES

Le principe de gestion des eaux pluviales par îlot est détaillé sur le plan d’aménagement présenté ci-après.

N.B : La répartition des îlots a été légèrement modifié depuis l’étude pré opérationnelle, l’îlot n°5.2 ayant été intégré à l’îlot n°4 qui accueillera la déchetterie (pour laquelle l’aménagement est connu, sous maîtrise d’œuvre GIRUS). L’îlot 5.1 est renommé îlot 5.

Les eaux pluviales de ruissèlement de la voirie Est ainsi que du parvis rejoindront le fossé existant au nord de la parcelle (le long du chemin de la Ouette). Le reste des eaux pluviales (voirie ouest, voirie de bouclage et l’ensemble des îlots) seront dirigé vers la ravine Bengale au sud de la parcelle.

Chaque îlot sera doté d’un dispositif de rétention des eaux pluviales dont le débit de fuite régulé, rejoindra le réseau EP existant sous la voirie Ouest (vers exutoire : ravine Bengale).

Les eaux pluviales drainées par la voirie de bouclage seront tamponnées par des noues avec régulateur de fuite en sortie et rejet au réseau EP de la voirie Ouest. Compte-tenu de la topographie du site, la voirie de bouclage sera décomposée en 2 sous bassins versants : nord et sud.

NOTA : Les exutoires des bassins de rétention des îlots ne pourront être la noue de la voirie de bouclage, cette dernière permettant de tamponner les débits issus de l’imperméabilisation de la voirie. Un réseau EP dédié devra être réalisé pour rejet des débits de fuite régulés vers le réseau EP de la voirie Ouest.

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²

PLAN DU PROJET D’AMENAGEMENT DE LA PARCELLE EN135 (SOURCE : ETUDE PRE OPERATIONNELLE POUR L’AMENAGEMENT DE LA PARCELLE EN135, D’AVRIL 2016)

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2.3. CONTRAINTES

Le principe de gestion des eaux pluviales retenu est une collecte et rétention des eaux pluviales indépendamment sur chaque îlot aménagé.

Le principe de non aggravation du milieu est retenu. Le débit de fuite des ouvrages de rétention sera dimensionné pour correspondre au débit de pointe à l’état initial.

Les éléments suivants seront implantés :

• Un réseau de collecte des eaux pluviales de toiture et des enrobés des voiries et parkings,

• Un ouvrage de rétention des eaux pluviales pour tamponner les débits de pointe.

• Un ouvrage de régulation du débit de fuite à l’aval du bassin de rétention dont la valeur est calibrée pour respecter le débit de fuite du dimensionnement

Conformément à la norme NF EN 752 dans le cadre d’un aménagement en zone industrielle et commerciale, le volume utile de rétention sera défini afin de permettre le stockage d’une pluie d’occurrence trentennale (période de retour : T=30 ans).

2.4. DONNEES METEOROLOGIQUES

Les données météorologiques considérées sont celles décrites dans le guide de gestion des eaux pluviales à la Réunion d’octobre 2012.

Selon la carte du zonage pluviométrique simplifié, le projet est situé en zone 1 (Saint Louis, altitude inférieure à 500 m NGF). Les coefficients de Montana considéré pour une pluie d’occurrence décennale sont les suivants :

• a10 = 60

• b10 = 0.33

Les coefficients de Montana pour une pluie d’occurrence vicennale sont obtenus par loi de Gumbel (pour une durée d’averse comprise entre 0.1 et 2 h) :

• �� = ��×�0.186× ln�� + 0.572� = 72.28

• �� = �� = 0.33

Les coefficients de Montana a et b permettent de calculer les valeurs de l’intensité des précipitations correspondant à une même période de retour, et ce pour différentes durées de pluie. La relation empirique utilisée est la formule de Montana :

-ba.ti(t) =

Avec : i(t) intensité de précipitation en mm/h, pour une durée t en heures.

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2.1. SURFACES DU PROJET

A l’exception faite des aménagements du parvis, de la voirie Est et Ouest, de la voie de bouclage et de l’îlot n°4, la description des destinations foncières de chaque îlot et des projets d’aménagement ne sont à l’heure actuelle pas décrits dans le programme. De fait, la répartition à terme des surfaces imperméabilisées pour ces îlots n’est pas connue.

En ce qui concerne les surfaces de toiture, l’hypothèse d’une emprise de bâti égal au maximum autorisé dans le PLU pour des hauteurs de construction de 8 mètres est réalisée (conformément à l’étude Pré-opérationnelle pour l’aménagement de la parcelle EN135 d’Avril 2016 – scénario 2 d’aménagement – cf. p.16).

Relativement à la répartition des traitements de surface sur la superficie restante par îlot, il est considéré :

• 70% de la surface restante recouverte d’enrobés (voiries/parkings),

• 30% de la surface restante d’espaces verts,

N.B : Ces hypothèses permettent de calculer un premier volume de rétention, toutefois elles pourront être réévaluées, une fois le programme d’aménagement arrêté.

Le tableau ci-après résume les surfaces considérées et la répartition des traitements de surface.

Voirie/Lot Superficie parcellaire

(m²)

Superficie toitures (m²)

Superficie enrobés (m²)

Superficie stabilisé (m²)

Superficie espaces verts

(m²)

Parvis 840 0 75 585 180

Voirie bouclage nord 615 0 420 25 170

Voirie bouclage sud 1 062 0 765 29 268

Voirie Ouest 1 760 0 1 760 0 0

Voirie Est 856 0 856 0 0

Lot 1.1 1 435 832 422 0 181

Lot 1.2 1 298 855 310 0 133

Lot 2.1 539 267 190 0 82

Lot 2.2 549 279 189 0 81

Lot 2.3 559 282 194 0 83

Lot 2.4 555 279 193 0 83

Lot 3.1 1 222 792 301 0 129

Lot 3.2 1 273 841 302 0 130

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(m²)

Superficie toitures (m²)

Superficie enrobés (m²)

Superficie stabilisé (m²)

Superficie espaces verts

(m²)

Lot 3.3 1 219 794 298 0 128

Lot 3.4 1 213 793 294 0 126

Lot 4 4 999 105 2 482 65 2 347

Lot 5 1 475 1 032 310 0 133

TOTAL 21 469 7 151 9362 704 4 252

SURFACES IMPERMEABILISEES – ETAT FUTUR (HYPOTHESES)

2.2. COEFFICIENTS DE RUISSELLEMENT

2.2.1. ETAT INITIAL, ACTUEL

En ce qui concerne l’état initial, les valeurs suivantes de coefficient de ruissèlement sont retenues :

Bassin versant Voirie Est et Ouest Parvis et voirie

bouclage Ilots 1.1 à 5.2

Coefficient de ruissèlement 0.8 0.5 0.5

COEFFICIENTS DE RUISSELEMENT CONSIDERES – ETAT INITIAL

N.B : Le coefficient de ruissèlement à l’état initial des parvis et voiries de bouclage ainsi que des îlots correspond à des terrains semi-perméables, conformément aux préconisations du guide de gestion des eaux pluviales à La Réunion. A noter que la parcelle est actuellement composée d’une alternance de terrains en friche partiellement végétalisés et d’anciens dallages béton (du parc expo bois) qui relève d’une perméabilité moyenne.

2.2.2. ETAT AMENAGE

Les valeurs suivantes ont été retenues pour le coefficient de ruissellement en fonction du type de couverture :

• Coefficient de ruissellement des bâtiments et toitures : 100%

• Coefficient de ruissellement des voiries et parkings : 95%

• Coefficient de ruissèlement du béton désactivé : 80%

• Coefficient de ruissellement des espaces verts (peu perméables) : 50%

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2.3. DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES DE RETENTION

2.3.1. VOLUME DE STOCKAGE NECESSAIRE

2.3.1.1 MÉTHODE DES PLUIES

Pour le calcul du volume du bassin de rétention, la méthode de dimensionnement utilisée est la méthode dite des pluies, qui permet d’optimiser le volume d’un ouvrage de régulation.

Selon un débit de fuite et une période de retour retenus, il s’agit de déterminer le volume maximal à stocker pour la durée de la pluie la plus pénalisante. La courbe enveloppe des précipitations est comparée à la courbe représentative du volume évacué en fonction du temps par l’ouvrage de sortie :

- La courbe des apports est construite à partir de la relation hauteur-durée (ℎ�� = � ��) pour une période de retour fixée. Le volume ruisselé est calculé par la formule :

�� = �×� =�

�,�× � × ×! ×�

Avec

• Q : Débit instantané (m³/s)

• C : Coefficient de ruissellement

• i : Intensité de la pluie (mm/h) : �"" ℎ⁄ � = � �� avec t en heures

• A : Superficie du bassin versant (km²)

• t : temps en secondes

- Le volume vidangé est approché par une relation linéaire, en multipliant le débit de

fuite de l’ouvrage de rétention par la durée de l’épisode pluvieux considéré.

- Le volume à stocker correspond à l’écart maximum entre ces deux courbes : la durée de pluie correspondant à ce point critique définit une pluie dite critique correspondant à l’épisode qui est susceptible de provoquer un remplissage maximum de l’ouvrage de rétention, pour la période de retour considérée.

SCHEMA DE PRINCIPE DE LA METHODE DES PLUIES

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Les précipitations utilisées dans l’application de la méthode seront celles définies précédemment, correspondant aux ajustements statistiques des données de la station Météo France la plus proche.

2.3.1.2 DEBIT DE FUITE DU PROJET

Le débit de fuite considéré correspond au débit à l’état initial. Celui-ci est déterminé par la méthode rationnelle :

� �� =1

3,6× � × ��%� ×!

Avec

- Q : Débit instantané (m³/s)

- C : Coefficient de ruissellement

- i : Intensité de la pluie (mm/h) : �"" ℎ⁄ � = �� %��&' avec tc, temps de concentration

du bassin versant en heures

- A : Superficie du bassin versant (km²)

Le temps de concentration de chaque bassin versant a été déterminé à partir de la moyenne des résultats donnés par les formules suivantes (dans la mesure où elles donnent bien les mêmes ordres de grandeur) :

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2.3.2. SYNTHESE DES RESULTATS

La méthode développée précédemment donne les résultats consignés dans le tableau suivant :


(m²)

Surface active (m²)

Débit de fuite = Qp30, état

naturel (l/s)

Qp30, état futur1 (l/s)

Volume de rétention

nécessaire (m3)

Durée de la pluie

correspondante (min)

Parvis 840 629 25.2 37.7

0.7 6

Voirie bouclage nord 615 504

21.7 35.6 0.0 6

Voirie bouclage sud 1 062 884

32.6 54.3 1.9 6

Voirie Ouest 1 760 1 672

69.7 82.8 0.7 6

Voirie Est 856 813

40.5 48.1 0.0 6

Lot 1.1 1 435 1 323

41.4 76.3 5.6 6

Lot 1.2 1 298 1 216

37.8 70.8 5.2 6

Lot 2.1 539 489

18.0 32.7 1.1 6

Lot 2.2 549 499

18.3 33.3 1.1 6

Lot 2.3 559 508

18.6 33.9 1.1 6

Lot 2.4 555 504

18.5 33.6 1.1 6

Lot 3.1 1 222 1 142

35.8 67.0 4.8 6

Lot 3.2 1 273 1 193

36.9 69.1 5.2 6

Lot 3.3 1 219 1 140

35.7 66.8 4.8 6

Lot 3.4 1 213 1 135

35.4 66.2 4.8 6

Lot 4 4 999 3 688

148.4 219.0 3.6 6

Lot 5 1 475 1 393

16.5 78.0 42.9 90

TOTAL 21 469 18 734 651 1105 84.5 11

SYNTHESE DES VOLUMES DE RETENTION A METTRE EN ŒUVRE PAR ILOT

On retiendra par conséquent la nécessité de mettre en œuvre un volume cumulé de rétention de 85 m3 pour la gestion des eaux pluviales sur la parcelle EN135.

Les bassins de rétention mis en œuvre pourront être de type à ciel ouvert ou enterré et seront dotés d’un régulateur de débit (réglé à la valeur de consigne propre à chaque îlot).

1 Débit de pointe généré suite à l’imperméabilisation du site, sans dispositif de rétention

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2.4. BILAN HYDRIQUE

Le bilan hydrique des débits générés aux exutoires est synthétisé dans le tableau suivant :

Exutoire

Qp30, état futur – sans dispositif de rétention (l/s)

Débit de fuite – Qp30, état naturel (l/s)

% de réduction des débits de pointe (par mise en place

dispositifs de rétention)

Ravine Bengale 1 019.4 585.4 - 43 %

Fossé chemin de la Ouette

85.9 65.7 - 23 %

TOTAL 1 105 651 - 41 %

REDUCTION DES DEBITS DE POINTE AUX EXUTOIRES

La mise en place des dispositifs de rétention des eaux pluviales à la parcelle permet de conserver le débit de rejet à l’état actuel pour une pluie d’occurrence trentennale.

Ce dispositif permet en outre de diminuer de 41% les débits générés par l’augmentation de l’imperméabilisation.

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3. CONCLUSION

L’aménagement du projet d’aménagement de la parcelle EN135 engendre une imperméabilisation des sols, augmentant le débit des eaux pluviales rejetées au milieu naturel.

Des mesures compensatoires pour la gestion des eaux pluviales ont donc été envisagées.

Ces mesures consistent en la mise en place, sur chaque îlot, d’ouvrages de rétention capable de stocker une pluie d’occurrence trentennale en assurant un débit de fuite régulé et égal au débit de pointe à l’état initial (principe de non aggravation du milieu récepteur).

Le volume cumulé de rétention atteint 85 m3. Les eaux régulées se rejettent ensuite dans la ravine Bengale et le réseau communal du chemin de l’Ouette.

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