CT-T57 VOIRIES ET AMÉNAGEMENTS URBAINS EN BÉTON Revêtements et structures réservoirs.pdf

5/19/2018 CT-T57 VOIRIES ET AM NAGEMENTS URBAINS EN B TON Rev tements et structures r servoi...

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COLLECTION

TECHNIQUE

C I M B TON

VOIRIES ET AMNAGEMENTS URBAINS EN BTON

Revtements

et structures rservoirs

T.57



VOIRIES ET AMNAGEMENTS URBAINS EN BTON

Revtements

et structures rservoirs



Joseph ABDO CIMBETONJean-Daniel BALADES LR BORDEAUX

Ludovic BAROIN SPECBEAPierre BERGA LR BORDEAUX

Grard BONNET consultant

Bertrand BRUSL SETRAJean-Pierre CHRISTORY LROP

Roland DALLEMAGNE CIMENTS VICATDelphine DELARSON CERIB

Claude DERACHE CIMENTS CALCIAFrancis DUTRUEL CERIB

Jean-Franois GUILLAUME SNBPEPatrick GUIRAUD LAFARGE CIMENTS

Louis-Marie JOSSO Ordre des Gomtres-ExpertsJean-Ren OURY AIVF-CU StrasbourgJean-Marc POTIER CIMENTS VICAT

Claude ROUSSEL AIVF-CU Lille Jean-Pascal SOUFFLET CIMENTS DORIGNY

3

Les contributions louvrage



4

Avant-propos

Une diffrence fondamentale spare la route et la voirie urbaine : cette der-

nire ne peut se satisfaire des seules exigences de base que sont la durabilit, la

scurit, le confort, la disponibilit, lconomie et la facilit dentretien. La voirie

urbaine, en effet, doit galement contribuer la rduction des nuisances sonores,

participer la gestion des eaux pluviales et sintgrer harmonieusement

lenvironnement bti.Lurbanisation croissante aujourdhui 80 % de la population franaise habite en

ville ou en priphrie dune ville a impermabilis les sols et augment de ce

fait les risques dinondation par les eaux pluviales, les rseaux dvacuation

nayant gnralement pas suivi cette croissance.

Pour remdier ces risques, les chausses structures rservoirs constituent une

solution intressante. Elles permettent, sans diminuer lespace disponible pour

lurbanisation, dcrter les dbits en assurant un stockage temporaire des eaux

pluviales ; de plus, elles assurent une dcantation des matires en suspension et

des mtaux lourds, ce qui localise et concentre la pollution, vitant ainsi un engor-

gement des stations dpuration par un apport massif et brutal de polluants.

Les risques dinondation par ruissellement pluvial dpendent des spcificits cli-

matiques rgionales. Les rgions mditerranennes, par exemple, subissent des

orages dt violents, les rgions de lOuest des pluies automnales fortes et pro-

longes. Les villes de ces rgions seraient donc propices aux chausses structu-

re rservoir. Leur ralisation sera privilgier pour la voirie urbaine faible etmoyen trafic espaces pitonniers, parkings, lotissements, voies de desserte ,

mais elles peuvent cependant tre dimensionnes et conues pour des trafics plus

importants.



5

Ces structures rservoirs constitues de matriaux poreux peuvent tre alimen-

tes soit directement par la surface, constitue alors dun revtement drainant,

soit partir davaloirs, de caniveaux, de chneaux... Les matriaux base de

ciment btons denses, btons drainants ou pavs pour les revtements et les

btons poreux pour les couches de structure sont bien adapts la ralisation

des structures rservoirs, ce que nous essayons de montrer dans ce document.Tout dabord, nous soulignons lintrt dutiliser le concept de lanalyse de la

valeur qui permet daboutir un compromis entre toutes les exigences souvent

divergentes et conflictuelles de la voirie urbaine. Ensuite, nous dcrivons le cycle de

leau dans les infrastructures, les atouts des revtements et structures rservoirs

ainsi que les diffrents concepts. Enfin, nous prsentons les matriaux et consti-

tuants utilisables, les mthodes de dimensionnement et des exemples de struc-

tures, ainsi que les modes de ralisation. En conclusion, nous proposons ce que

pourraient tre les chausses urbaines de demain.



6

Sommaire

I - Les spcificits des voiries urbaines 9

1 - Prsentation 10

2 - Spcificit du milieu urbain 10

3 - mergence des outils de lanalyse de la valeur 11

4 - Les nouvelles exigences des acteurs de la ville

pour leurs infrastructures de voirie 14

5 - Des rflexes nouveaux pour les concepteurs

et les gestionnaires de voirie et despaces publics 16

6 - Une palette de solutions trs toffe 18

2 - Le cycle de leau dans les infrastructures urbaines 19

1 - Reprsentation schmatique du cycle

de leau en milieu urbain 20

2 - Les effets de lurbanisation sur le cycle naturel de leau 21

3 - Les effets de la voirie urbaine 21

4 - Les actions correctives possibles 23

5 - Les chausses structures rservoirs

et le risque dinondation 25

6 - Les chausses structures rservoirs face la pollution 27

7 - Zones privilgies pour les chausses structures rservoirs 33

8 - Les infrastructures urbaines et la loi sur leau 33

3 - Les concepts et atouts des revtementset structures rservoirs 37

1 - Les concepts 38

2 - Les atouts des chausses structures rservoirs en bton 41



7

4 - Les constituants 45

1 - Le bton de ciment dense 462 - Le bton de ciment drainant

et le bton de ciment poreux 47

3 - Grave non traite poreuse 52

4 - Les produits de voirie en bton 53

5 - Les composants en bton pour rseaux dassainissement 59

6 - Autres matriaux pour structures poreuses 64

7- Matriaux pour construction 66

8 - Procdure pour les commandes de BPE 71

5 - Les dimensionnements 75

1 - Dimensionnement hydraulique 76

2 - Dimensionnement mcanique 84

3- Dimensionnement gomtrique 94

4 - Approche dun projet de chausse structure rservoir 104

6 - La mise en uvre 111

1 - Introduction 112

2 - Ralisation : les diffrentes phases 113

3 - Ralisation dune couche dassises en GNTP 117

4 - Ralisation dun revtement en bton dense 120

5 - Ralisation dune couche dassises en bton poreux 131

6 - Ralisation dun revtement en bton drainant 134

7 - Ralisation dun revtement modulaire en bton 137


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7 - La qualit, les contrles et la maintenance 149

1 - Qualit de la conception 150

2 - Contrles des travaux 1503 - Maintenance 153

8 - Le dveloppement prospectif :les chausses de demain 157

1 - Typologie des structures poreuses 159

2 - Concurrence entre les techniques 165

9 - Annexes 167

1 - Glossaire 168

2 - Bibliographie 169

3 - Adresses utiles 172

8


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Chapitre

1

Les spcificits

des voiriesurbaines

1 - Prsentation

2 - Spcificits du milieu urbain

3 - mergence des outils de lanalysede la valeur

4 - Les nouvelles exigences des acteursde la ville pour leurs infrastructuresde voirie

5 - Des rflexes nouveaux pourles concepteurs et les gestionnairesde voirie et despaces publics

6 - Une palette de solutions trs toffe

9



1 - PrsentationLe gnie urbain est par essence pluridisciplinaire, qui associe en permanence desaspects juridiques (comptence et lgitimit des domaines), des aspects financiers(arbitrages budgtaires) et des aspects techniques, un degr gal dimportance.

Dans ce dernier domaine, et pour ne prendre que le cas de la voirie ou plus gn-ralement des espaces publics, les techniques de conception et de maintenancedes rues, places et aires diverses doivent prendre en compte lespace (urbanismeet occupation des sols), les rseaux (surface, sous-sol et sur-sol) et les matriauxen vigueur dans la construction et le gnie civil, avec des contraintes daccs etdexcution bien spcifiques. Les revtements et structures rservoirs, qui fontpartie des amnagements qualitatifs de la voirie urbaine, sont donc soumis cesspcificits.

2 - Spcificitsdu milieu urbain

La rue doit tre conue pour tous les usagers de la ville : automobiles, vhicules de

livraison et de service, deux-roues, pitons, riverains, concessionnaires desrseaux, occupants du domaine public, etc. Elle doit donc assurer la meilleurecohabitation possible, en harmonie et en toute scurit, pour lensemble des usa-

gers prcits. Quelle que soit la fonction dune voirie, il estdormais impossible de laisser de ct les acteurs non prpon-drants, et en tout tat de cause on ne peut plus raliser desrues et des routes qui ne mettent pas suffisamment en gardequant la prsence des usagers autres que les vhicules.

10

Chapitre Les spcificits des voiries urbaines1

La voirie urbaine :un lieu pour de multiples usagers.



3 - mergencedes outils danalyse

de la valeurEn regard du nombre dusagers de la voirie et de leurs attentes relatives lespacepublic, la conception et lexploitation des infrastructures urbaines relvent nces-sairement dun schma de compromis entre des groupes aux intrts divergents,

voire conflictuels. La rue, pour rendre service qui ? Telle est la question quil fautapprofondir pour chaque projet, y compris pour les amnagements les plusmodestes.

Lanalyse de la valeur est un outil conceptuel qui a fait ses preuves dans dautresdomaines, et dans le milieu industriel en particulier. La complexit delamnagement urbain ne permet pas encore, ce jour, dappliquer intgralementla dmarche de lanalyse de la valeur, mais il est dores et dj pertinent de gn-raliser la premire tape de lanalyse de la valeur qui est lanalyse fonctionnelle.Un document mthodologique intitul Aide la conception de la voirie urbainepar lanalyse fonctionnelle (coproduction CERTU-AIVF) facilite la mise en uvrede cette dmarche (voir lencart n 1). Celle-ci se fonde concrtement sur lemploi

de fiches utilisateurs qui permettent : deffectuer le recensement des utilisateurs et de leurs aspirations ; de ne pas oublier et de hirarchiser lessentiel parmi lensemble des points

examiner pour chaque famille dutilisateurs : les attentes, les fonctions et les cri-tres de rponse aux besoins.

Parmi les fiches disponibles les plus frquemment utilises, citons les pitons, lesvhicules particuliers motoriss, les deux-roues lgers, les transports collectifs, lesvhicules de service urbains, les rseaux, les riverains. Ce sont des composantesessentielles des plans des dplacements urbains (PDU).

Remarquons que lorsque lon applique tout ou partie de cette logique de travail,on dbouche assez souvent sur un concept de voirie multifonction qui met deuxlments en exergue : dune part la diminution des gnes, nuisances et risquespour les habitants ; et dautre part une exigence de scurit accrue pour les dpla-cements.

11




Nous savons que les fonctionnalits, laqualit et le cot dun ouvrage, dun objetou dun service, sont trs largement figsds le stade de la conception. On connataussi toutes les difficults pour intervenir nouveau sur un ouvrage dart, un pont par

exemple, pour en modifier les fonctions deservice au cours de sa vie.Ce constat sou-lve un problme souvent minor par lesmatres douvrage dans la phase de dfini-tion dun ouvrage public : la formalisationdu besoin. Paradoxalement, alors que lesrfrences aux documents normatifs sontobligatoires dans les marchs publics, laformalisation du besoin fait lobjet dunenorme peu prs inconnue et inutilise (1).

Nous abordons l un vaste champ mtho-dologique souvent li lapproche syst-mique, o lon trouve des outils commelingnierie concourante, la conceptionpour un cot global, la conception pour uncot dobjectif, lanalyse fonctionnelle etlanalyse de la valeur (2). Que signifie lavaleur au sens de lanalyse de la valeur ?

Il est vident que la valeur attribue un

revtement de voirie ou plus globalement un espace public ne peut tre limite laquantification de son adhrence superfi-cielle, par exemple. Plus largement, cestlutilisateur-usager qui apprciera la valeuren termes de confort, dhomognit, depropret, dintgration, de sentimentde scurit, dadquation du rendu parrapport au cadre dans la situation dumoment. Son apprciation de la valeur du

service rendu par le revtement sur lequelil se dplace, de diffrentes manires etdans des situations varies, sera le rsultatdune synthse complexe effectue danslinstant par son cerveau entre lensembledes perceptions collectes par ses organes

sensoriels et ses attentes conscientes oulatentes. Il sagit dun processus trs diffi-cile modliser, compte tenu du grandnombre de variables objectives caractri-sant le milieu environnant et de lampleurdu champ des possibilits offert par lescaractristiques psychophysiologiques dechaque utilisateur. En rsum, est-ilpossible de prvoir les besoins que lesfuturs usagers-utilisateurs manifesteront

en regard dun ouvrage alors que celui-cinen est quau stade de la dfinition ?

Cest lanalyse fonctionnelle, premiretape indispensable dune dmarchedingnierie, par lanalyse de la valeur, quiapporte la rponse. Cette mthodecherche identifier de manire systma-tique les composantes du besoin des utili-sateurs de louvrage. Elle les traduit en

termes de fonctions, qui sont les objectifsde service auquel louvrage devra seconformer. Chaque fonction fera lobjetdune caractrisation au moyen dun ouplusieurs critres dapprciation. Chaquecritre sera associ une chelle de quan-tification, laquelle comportera une plagedacceptabilit reprsentative des exi-gences de lensembledes utilisateurs concer-ns en regard de la fonction considre.

12

LANALYSE FONCTIONNELLE : PREMIRE TAPE CONCRTE

ET AUTONOME DANS LA LOGIQUE DE LANALYSE DE LA

ENCART 1



Pour reprendre lexemple cit plus haut durevtement dun espace public, on saisitfacilement lenchanement besoin-fonc-tion-critre dapprciation-plagedacceptabilit quand on sen tient auregistre physiologique (pouvoir se dpla-

cer par tous les temps et en toutes cir-constances, offrir une aire de dplacementsans discontinuit dangereuse, mettredurablement la disposition des usagersune surface sans pathologie significative nizone daccumulation deau par temps depluie, avec des seuils de rugosit minimauxrespecter). Plus subtile quantifier est laqualit de lintgration en termes de valo-

risation et de fonctionnement harmonieuxau sein de lespace public dans lequel lerevtement sinsre, ou encore en termesdenvironnement,mais cette valuation esttoujours possible en sassociant les com-ptences ncessaires. cet gard, le pr-sent guide devrait y contribuer.

Document final de la dmarche danalysefonctionnelle, le cahier des charges fonc-

tionnel reprend et classe par priorits lesbesoins identifis et leur traduction en fonc-tions, ainsi que les critres de satisfaction.Il permet damorcer la phase de conceptionsur la base dun document programme objectif. La capacit crative des concep-teurs se trouve ainsi libre, sur une baseet dans un cadre clairement explicits. Lecahier des charges fonctionnel nest passeulement une rampe de lancement pour

la dmarche danalyse de la valeur ; il peut

par exemple servir de grille dvaluationpour des projets concurrents, ou encorede moyen de concertation avec lescitoyens. Lanalyse fonctionnelle sannonceainsi comme un outil du gnie mthodolo-gique dont nous sommes loin davoir

explor toutes les potentialits, bien quilse rsume chercher une rponse troisquestions simples mais systmatiques : qui cela sert ? Pour quel service ? Dansquelle situation ?

1. NF X 50-151 Analyse de la valeur, analyse

fonctionnelle. Expression fonctionnelle du

besoin et cahier des charges fonctionnelles.

2. Vocable peu explicite quil faut prendre au

sens dingnierie de la valeur

13

Document couverture CERTU - AIVE.



4 - Les nouvellesexigences des acteurs

de la ville pour leursinfrastructures de voirieIl sagit tout dabord dassurer la voirie le respect des exigences de base, syn-thtises dans le vocable de niveau de service. Celui-ci comprend directement ouindirectement des qualits de prennit, de confort, de sret et scurit,dconomie, de disponibilit, de maintenance.

14


La voirie urbaine :quilibre et cohrence

avec lenvironnement.



Mais aujourdhui, les ouvrages de voirie se doivent galement dapporter desamliorations en matire :

de scurit et de confort de conduite par tous les temps ; defficacit contre le bruit ; defficacit contre les inondations dues aux eaux pluviales ; de matrise des pollutions vhicules par les eaux pluviales ; de participation au principe de dveloppement durable, en particulier en regard

de la capacit de la voirie prserver les ressources et recycler ses propresdchets en fin de cycle de vie ;

de personnalisation, dans un contexte marqu par deux impratifs : une lectureaise du fonctionnement de la ville et une identification de celle-ci dans le butdamliorer son attractivit et son image de marque.

Enfin, la voirie se doit dsormais dassurer un meilleur respect de lenvironnementesthtique.

En consquence, la voirie urbaine apparat comme un lieu privilgi pour le par-tage de lespace public urbain :

dans sa dimension horizontale (affectation dans les profils en travers) ; dans sa dimension verticale (positionnement et coordination des rseaux) ; dans une dimension temporelle (affectation cyclique ou occasionnelle) ;

dans la lutte contre les risques et les nuisances (bruit, inondations, pollution, etc.) ; dans le cycle ressources-dchets (recyclage, sous-produits) ; dans la lutte contre la pollution.

Objets de ce guide, les voiries et les amnagements urbains en bton constituentune rponse concrte des professionnels cette logique multifonctionnelle verslaquelle la voirie urbaine volue ncessairement. Ce partage peut revtir un carac-tre plus ou moins exhaustif selon les souhaits des amnageurs. L encore, unerponse spcifique chaque projet simpose, favorisant en cela la personnalisationde ces amnagements de plus en plus recherche, limage de ce que lon

observe pour le bti.

15

La voirie urbaine : modernit et intgration au site.



5 - Des rflexes nouveauxpour les concepteurs

et les gestionnairesde voiries et despacespublics

Si le niveau de service aux diffrents usagers du milieu urbain, dans sa dimensionlargie telle quelle est propose ci-dessus, est choisi comme lment de rponse

essentiel la question La rue ou lespace public, pour rendre service qui ? , leprocessus de rflexion suppose ncessairement une forte interaction entre am-nagements, exploitations et maintenance (voir la figure n 1).

Figure 1 : la voirie urbaine,

des exigences multiples pour un dveloppement durable.

16


Les niveaux de maintenanceLes niveaux nagement

Le niveau de service

Le service l usager

ModernisationCration ExploitationEntretien



De la mme manire, lvaluation et le diagnostic dun patrimoine ancien de voi-rie impliquent de se poser la double question du vieillissement et delobsolescence. Il ne suffit pas de refaire lidentique des aires dgrades par leseffets du temps, du trafic, des interventions sur la voirie, mais plutt de se poser laquestion de ladquation de la voirie avec les exigences nouvelles et futures. Au-

del dun tat physique ou pathologique, lobsolescence traduit un dysfonction-nement par rapport aux nouvelles attentes daujourdhui pour la voirie (voir lafigure n 2).

Figure 2 : la voirie urbaine,

ncessit dadapter lentretien aux nouvelles exigences.

17

MAUVAIS BON



6 - Une palette de solutionstrs toffe

Les concepteurs et gestionnairescherchent concrtiser lidedune voirie qui voque claire-ment ce pour quoi et ceux qui

elle est destine. Cette lisibilitet cette ambiance sont obtenues partir du revtement mme dela voirie, en jouant sur sa nature,sa couleur, sa structuration de sur-face, voire sa profondeur .

Cest la raison pour laquelle onencourage aujourdhui :

le recours conjugu de plusieurs familles de matriaux : pierres naturelles, terrescuites et grs crames, produits en bton modulaires ou couls, produits hydro-carbons, chacun offrant lui-mme un large choix de couleurs et de textures ;

les formes diversifies, des plus simples aux plus complexes, mieux traitestechniquement par les matriaux modulaires et les matriaux couls et pervi-brs, par opposition aux matriaux compacts ;

les calepinages, qui renforcent les contrastes et rompent la monotonie des sur-faces trop importantes. La plupart des projets damnagement font aujourdhuiappel cette mthode qui permet aussi de reprendre les lignes du bti ;

les matriaux au rendu homogne, peu bruyants, esthtiques, faciles nettoyer,sans flaques deau en surface ni claboussures ou salissures, etc.

Les revtements drainants et les structures rservoirs en matriaux poreux, dontla fonction technique premire est de grer le cycle de leau des prcipitations enmilieu urbain, concourent lamlioration de la scurit et du confort tout commeils profitent au bien-tre des usagers.

18


La voirie urbaine : structurer lespace et amliorer sa lisibilit.



Chapitre

2

Le cycle

de leau dansles infrastructuresurbaines

19

1 - Reprsentation schmatiquedu cycle de leau en milieu urbain

2 - Les effets de lurbanisationsur le cycle naturel de leau

3 - Les effets de la voirie urbaine

4 - Les actions correctives possibles

5 - Les chausses structures rservoirset le risque dinondation

6 - Les chausses structures rservoirsface la pollution

7 - Zones privilgies pour les chausses structures rservoirs

8 - Les infrastructures urbaines etla loi sur leau



1 - Reprsentationschmatique du cycle de

leau en milieu urbainDans leur ouvrageMatrise de la pollution urbaine par temps de pluie(Tec et Doc,Lavoisier, 1992), F. Valiron et J.-P. Tabuchi proposent de reprsenter le cycle deleau en milieu urbain comme illustr la figure 3 :

Figure 3 : schma du cycle de leau en milieu urbain.

20

Chapitre Le cycle de leau dans les infrastructures urbaines2

Atmosphre

Ocan

Surfacesperma les etimpermables

coulementen r

Ruisseau,rivire, nappe

phratique

Consommation

Stationpuration

aporation

rcipitation

coulemen

coulement

et infiltration

reje

rejet

direct

istri ution

ruissellement

de surface



2 - Les effets delurbanisation sur le cycle

naturel de leauLurbanisation impermabilise les sols naturels.

Consquences : augmentation du ruissellement ; rduction de linfiltration naturelle.

Effets nfastes par temps de pluie : inondations plus frquentes, surcharge pisodique des rseaux ; pollution des milieux rcepteurs par lessivage.

Lurbanisation rassemble lactivit humaine.

Consquences : augmentation de la consommation deau ; augmentation des rejets polluants.

Effets nfastes par temps sec : dficit en eau ; pollution des milieux rcepteurs par concentration.

3 - Les effets

de la voirie urbaineLa voirie urbaine est un des aspects de lurbanisation. Elle ajoute dautres effetsnfastes, et ce, dautant plus que : les techniques traditionnelles de chausses et trottoirs privilgientlimpermabilisation des sols par le recours des revtements de chaussetanches ; la morphologie classique des chausses avec les profils en toit, les bordures,

les caniveaux, les avaloirs et leur raccordement direct des rseaux de canali-

21



sations favorisent le transfert instantan desdbits. La cration de nouvelles voiriesimpermables a pour effet hydraulique derduire le temps de concentration (ou tempsde rponse) des bassins versants, et dedsenclaver des zones qui ntaient pasactives antrieurement ; les divers usages de la voirie et delenvironnement urbain sont sources dedpts fortement pollus sur les revtementsde chausse (figure. 4).

Figure 4 : pollution chronique due au trafic automobile.

NotaEn milieu urbain, au moins 40 % de ces micropolluants sont vacus

vers le milieu naturel par le ruissellement plu-

vial.22


Trafic automobile

pts surla chausse

Fe, Cu, Cr, Ni ...Pb,Hc particules ParticulesZn, Cd, particules

Corrosion et usure

des vhicules

Gaz

dchappement

Usure

des pneusGlissire de

s curit

Usure de la

chauss

La conception classique de la voirie favorisele ruissellement et le transfert instantan des dbits

deaux vers les rseaux.



4 - Les actionscorrectives possibles

La figure 5 visualise les effets ngatifs de lurbanisation sur le cycle de leau ; ellepermet galement de comprendre lintrt des chausses revtement poreuxet/ou structures rservoirs.

Par temps de pluie :

en pigeant les polluants, les structures limitent leffet de lessivage des chaus-ses, et par consquent la pollution des cours deau,

en crant des stockages, les structures rgulent le dbit instantan des cours

deau et contribuent rduire la frquence des crues ;

Par temps sec : en laissant sinfiltrer les eaux de ruissellement stockes, cesstructures permettent de ralimenter les nappes et de pondrer les dbits dtiage.Le principe de ces corrections est de se rapprocher le plus possible du cycle natu-rel de leau en lui faisant emprunter des cheminements comparables ceux quelleempruntait avant lurbanisation.

Ce principe implique aussi le retour une conception ancienne de la voirie qui luifaisait assurer, en surface, une double fonction :

la fonction route (circulation) ; la fonction assainissement cette fonction comprenait mme lvacuation deseaux uses, disposition lgitimement abandonne pour des raisons dhygine.

Lavnement de lassainissement via la canalisation, conjugu la distinction faiteentre les services responsables respectivement des chausses, de lassainissementet mme de lurbanisme, a contribu faire oublier des morphologies de voirie etdes dispositions qui permettaient lvacuation des EP (eaux pluviales) en toute scu-rit, telles que : labsence de rupture de pente ;

des profils en travers adapts (V) ; la prsence de marches daccs aux immeubles.

23



Figure 5 : influence des voiries urbaines sur le cycle de leau.

24


Perte epotentialit esusages de

Non respect desob ectifs de qualits

es cours

Usages desvoiries ur aines

Imperm a ilisationes surfaces

Lessivage deschauss

Pollutiones cours

it t iage r uencees crues

uction einfiltration bit de pointees cours

Nappes nonaliment es

Temps sec Temps de pluie



5 - Les chausses structures rservoirs et

le risque dinondationLes dveloppements rcents delurbanisation ont montr quelextension urbaine a tendance se faire en amont des bassinsversants. Mais limpact partemps de pluie se produit, lui, enaval, sur des villes anciennes,dans les points bas, souventen bordure des rivires oudes fleuves, avec des rseauxdassainissement insuffisammentdimensionns. Linsuffisance deces rseaux anciens, qui sont encore plus sollicits par la cration de rseauxsecondaires pour lurbanisation de la priphrie des villes, conduit des inonda-tions de plus en plus frquentes, mme pour des vnements pluvieux relative-

ment courants. Cette situation est dautant plus insupportable que les zonesinondes sont des zones dhabitat ou dactivit, donc trs sensibles.

Pour viter linstallation de collecteurs de dimensions incompatibles (technique-ment et conomiquement) avec les sites urbains, on a de plus en plus recours danciennes solutions comme les solutions compensatoires, dont le principe estde crer des stockages provisoires afin de retarder le transfert de leau vers lesexutoires et/ou de faciliter son infiltration (figure 6).

Figure 6 : effet du stockage temporaire sur les dbits.

25

Dbit

Temps

dbit entrant

stockage

dbit sortant

Des inondations de plus en plus frquentes.



Un des premiers recours est la voirie, laquelle on va redonner son rlehydraulique vis--vis des inondations.

La route peut en effet : constituer une digue de protection ; vacuer les crues ;

constituer des rservoirs de stockage crteurs de crues :

dans les zones amont des bassinsversants (simples bassins de rten-tion) ; dans toutes les zones, y comprisaval (chausses rservoirs au senslarge).

Les chausses structures rservoirs font partie de la panoplie des solutions com-pensatoires. Du fait de leur fonctionnement hydraulique, elles sont en mesure deprotger contre le risque dinondation en cas de pluie, grce trois fonctions : le recueilde leau de pluie : que le recueil soit rparti (au travers dun revte-ment drainant) ou quil soit localis (revtement impermable), la chausseabsorbe lintensit maximale de la pluie ou le dbit de pointe ; lestockage temporairede leau dans la structure de chausse ; le volume stoc-ker dpend de la quantit deau tombe et du dbit de fuite que lon a ncessai-rement limit ; largulation des dbits, cest--dire la restitution lente et diffre selon un dbit

de fuite maximal ; cette restitution se fait soit dans le systme dassainissementsuperficiel par lintermdiaire dun orifice calibr, soit par infiltration dans le solsupport.

26


Ralisation dune structure rservoir en btons poreux.



6 - Les chausses structures rservoirs

face la pollution6.1 La pollution des eaux de ruissellement

des chausses urbaines

Le contexte urbain est propice la production de polluants dorigines diverses,dont une bonne part se dposent sur la voirie et se retrouvent entrans par le ruis-sellement des eaux de pluie. la source, on trouve la pollution atmosphriquelie aux activits humaines qui produisent des gaz et des poussires : industrie,chauffage, moteurs combustion... Mais on trouve galement les particules etsolides gnrs par la concentration humaine et par lusage mme de la voirieurbaine : circulation de vhicules et de pitons, dbris despaces verts, dtritus,djections animales...

Le niveau de pollution des eaux de ruissellement urbain contraint dsormais les

amnageurs ne pas envisager leur rejet sans prcaution ; la loi sur leau (voir lesous-chapitre 8, page 33) est, cet gard explicite.

Cette pollution est caractrise essentiellement par : la discontinuit de sa mobilisation : elle ne se produit que par temps de pluie,avec de possibles effets de choc lors des orages importants ; elle conduit des pollutions passagres, dues au lessivage des sdiments accumuls sur leschausses ; des concentrations leves en matires en suspension (MES) et en mtaux lourds ;la pollution des eaux pluviales urbaines est essentiellement le fait des particules.

Les principaux paramtres de la pollution des eaux de ruissellement de chaussessont :

pour la pollution mcanique :

les MES (matires en suspension) ;

pour la pollution organique :

la DCO : demande chimique en oxygne, la DBO5: demande biochimique en oxygne en 5 jours ( un degr moindre), les MVS (matires volatiles en suspension) ;

27



pour la pollution toxique

(hirarchiss par rapport la ncessit dintervenir en cas de prsence) : le plomb (Pb) et les hydrocarbures totaux (HC), le mercure (Hg), le zinc (Zn), le cuivre (Cu) et le cadmium (Cd).

La pollution microbiologique est moins sensible dans le ruissellement pluvial.

Le tableau 1 illustre limportance des masses de polluants mises en jeu annuelle-ment. Le contexte dans lequel ces mesures ont t faites ncessite pour le rseauunitaire de majorer de 20 30 % les MES et la DCO, et de 50 % la DBO 5. Malgrcela, la pollution dorigine strictement pluviale est trs significative.

Si la mobilisation des polluants est discontinue, leur production, quant elle, est

la fois : chronique : il sagit des retombes atmosphriques sches, des apports desvhicules (carrosserie, gaz dchappement, hydrocarbures, usure des pneuma-tiques, etc.), de lusure des chausses ; saisonnire: il sagit essentiellement des sels de dverglaage en hiver ; accidentelle: dversement accidentel de chargements dangereux.

28


Paramtres de pollution En collecteurs unitaires En collecteurs pluviaux

MES 744 - 1 650 503 - 2 278

DCO 442 - 1 235 235 - 1 076

DBO5 85 - 233 39 - 206

HC 3 - 47 4 - 35

Pb 0,6 - 2

Tableau 1 : masses transportes annuellement (en kg/ha impermabilis)

laval de bassins versants unitaires et pluviaux

(daprs Philippe, Ranchet et Chebbo)



Les caractristiques physico-chimiques des eaux de ruissellement de chaussesont trs variables dun site un autre. Elles sont notamment fonction : de lintensit du trafic routier ; des caractristiques de la chausse, de son tat dusure et de son entretien ; du mode dutilisation de la chausse ;

de lenvironnement ; des caractristiques de la pluie ; de la nature de lentretien des chausses.

6.2 - Impact du ruissellement sur les chausses urbaines

En milieu urbain, les eaux de ruissellement de chausses, trs charges en solideset en mtaux lourds, contribuent immdiatement ou de faon diffre : porter atteinte aux quilibres de lcosystme du milieu rcepteur : apport deausous-oxygne, de matires organiques et de mtaux lourds qui, la fois sousforme dissoute et sous forme de particules, se retrouvent ltat rmanent dansla chane alimentaire ; ce qui se traduit, par exemple, par des mortalits piscicoles ; menacer les usages de leau prlvements deau potable, conchyliculture, bai-gnade, etc. , entranant ainsi des consquences conomiques localement trsgraves.

6.3 - Fonction puratoire des chausses structures rservoirs

6.3.1 - Influence sur la qualit des eaux lexutoire dun bassin ver-

sant routier

Plusieurs tudes dans le monde ont mis en vidence une influence favorable deschausses structures rservoirs sur la qualit des eaux de ruissellement qui ytransitent. Une diminution significative de la pollution a toujours t observe. Ellea pour origine : le rle de filtre jou par les diffrentes couches poreuses, notamment le revte-ment superficiel lorsque linfiltration rpartie le traverse ; les possibilits de dcantation dues la faible vitesse des coulements dans cesstructures ; linfiltration ventuelle dans le sol sous-jacent.

29



Concernant les structures poreuses en bton, deux chantiers exprimentaux ontt suivis en France. Des chantillons ont t prlevs sur plus dun an dans leautransitant par ces chausses, qui ont ensuite t compars des prlvements deruissellement lexutoire de chausses tmoins tanches (mme situation etmme usage).

Le tableau 2 indique les abattements obtenus sur les concentrations dans les eaux

pour ces deux structures rservoirs : parking commercial du Caillou Bordeaux, pour des vhicules lgers : 5 cm debton bitumineux drainant sur 17 cm (en moyenne) de bton poreux ; avenue de la Porte-de-Vitry Paris, trafic urbain lourd, trs dense :16 cm de bton drainant monocouche sur support en bton.

Ces abattements sont particulirement significatifs et efficaces en termes dedpollution, car il sagit ici de bassins versants urbains qui gnrent un ruisselle-ment avec de fortes concentrations en polluants et en toxiques. Les concentrations

observes tant nettement plus faibles pour des bassins versants routiers et auto-routiers en rase campagne*, la destination privilgie des structures rservoirsserait donc la voirie urbaine et priurbaine.

* Rf. : Balades et al. (1994) ; Ranchet et al. (1993) ; LROP et Agence de leau Seine-Normandie (1994).

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Abattements sur les concentrations en :

DCO MES Pb

Parking commercial Bordeaux 89 % 50 % 93 %

Avenue de la Porte-de-Vitry Paris 54 % 70 % 78 %

Tableau 2 : abattements sur la pollution des eaux pluviales

apports par deux chausses structures rservoirs

(Balades et al [1992], et Ranchet et al [1993])

Revtement dune chausserservoir ralisavec des pavs en btonpermables leau.



6.3.2 - Localisation de la pollution retenue dans une structure

rservoir

Le fait davoir rduit la pollution dans les eaux lexutoire (largement en dessousdes seuils gnralement acceptables par les milieux naturels) signifie que la struc-ture poreuse la retenue. Selon le mode dintroduction dans la structure,lexprience montre que le pigeage de la pollution se fait des niveaux diffrentsselon le type de structure.

Cas o le revtement superficiel est drainantDans ce cas, le revtement joue le rle dun filtre particules et retient donc ga-lement les toxiques qui y sont lis, plomb et cadmium notamment. Avec le temps,les deux premiers centimtres tendent se colmater, favorisant le pigeage de la

pollution. Cette volution limite la fonction hydraulique et ncessite donc desinterventions dentretien. Si le revtement de la chausse comporte des pavsporeux ou des dalles poreuses, la couche de sable support constitue un filtre sup-plmentaire trs efficace pour stocker les polluants non pigs par le revtement.

Cas dun revtement tanche (entre deau ponctuelle ou linaire)Lenvironnement du drain de distribution et le fond de la structure concentrentdans ce cas lessentiel de la pollution pige.

6.3.3 - Risque de contamination des sols

Le risque de contamination des sols nexiste que lorsque lvacuation de leaustocke est prvue uniquement par infiltration, solution qui nest autorise quelorsque la nappe nest pas vulnrable. Lorsque le fond de la structure nest pastanche (infiltration deau possible), la prsence dun gotextile constitue gale-ment un pige polluants trs efficace, encore plus efficace avec le temps mesure que progresse son colmatage. Seule une pollution des sols situs proxi-mit immdiate a pu tre observe, dans les premiers temps de la vie des

ouvrages.

31

Mise en uvredun revtement en

bton drainant.



6.3.4 - Pollution saisonnire

Les sels de dverglaage, dissous dans leau, ne sont pas pigs efficacementcomme les autres polluants.

6.3.5 - Pollution accidentelle

Par rapport aux chausses classiques, les structures rservoirs prsententlavantage de localiser et de confiner la pollution, de ralentir sa propagation etdoffrir des possibilits daction, par rinage et aspiration notamment. Le principeest moins vident dans le cas o linfiltration est prconise (ce qui nest pas le casdans les zones risques), mais le ralentissement de la progression de la pollutionest tel que les interventions restent possibles. La pollution accidentelle ne peutdonc constituer un frein lutilisation des structures rservoirs.

6.4 - Lentretien des chausses structures rservoirs

Un entretien est ncessaire pour que ces structures puissent continuer dassureravec le meilleur rendement la fonction hydraulique pour laquelle elles on tconues. En ce sens, lentretien prventif et curatif prvu au chapitre VII est effi-cace. Il lest galement vis--vis de la pollution accumule, sous forme de parti-cules fines agglomres, sachant toutefois que les quantits de solides pigs surles revtements drainants ou lintrieur des structures poreuses sont suffisam-ment faibles pour ne pas ncessiter un entretien complmentaire. Du fait desfaibles quantits gnres, ce ne sont donc pas les critres de pollution qui sontdterminants pour les dures de service et de vie des chausses structures rser-voirs. Les chausses structures rservoirs correspondent donc un concept de chausses cologiques . Contrairement aux chausses classiques qui dplacentou dispersent aveuglment la pollution, les structures rservoirs localisent etconcentrent la pollution sur des sites identifis. Sur ces sites, on sait que la migra-

tion des toxiques est minime elle na encore jamais t observe et quil ny apas de risques pour les nappes aquifres et autres milieux rcepteurs sensibles,prservant ainsi les divers usages de leau.

32




7 - Zones privilgiespour les chausses

structures rservoirsLa localisation privilgie pour les structures rservoirs correspond videmmentaux rgions forte pluviomtrie (Ouest) ou orages violents et localiss (Sud-Est),maisa priori, il nexiste pas, en France, de relle contre-indication climatique leurimplantation. Pour les villes situes au point bas des bassins versants et/ou sou-mises une contrainte aval (cote des plus hautes eaux, marnage), les villes ola densit de lurbanisation empche conomiquement lamnagement de nou-veaux collecteurs pour les bassins de stockage-dcantation des stationsdpuration, les structures rservoirs simposent par leur double fonction hydrau-lique et puratoire. Elles peuvent tre affectes aux places, aux rues pitonnes,aux parkings, aux voies de lotissement, aux zones dactivits commerciales etindustrielles. Les voies priurbaines fort trafic pourraient alors tre constitues dechausses revtement drainant dont la capacit de stockage serait plus limite.

8 - Les infrastructuresurbaines et la loi sur leau

8.1 - La procdure dautorisation ou de dclaration

Les infrastructures urbaines sont directement concernes par les dispositions delarticle 10 de la loi sur leau du 3 janvier 1992. Comme le souligne le diagrammeillustrant leur influence sur le cycle de leau, ces infrastructures sont, aux termesde la loi, susceptibles de prsenter des dangers pour la sant et la scuritpublique, de nuire au libre coulement des eaux, de rduire la ressource en eau,daccrotre notablement le risque dinondation, de porter atteinte gravement laqualit ou la diversit du milieu aquatique .

33



Larticle 10 instaure les rgimes dautorisation ou de dclaration dont lapplicationest rglemente par le dcret n 93-742 du 29 mars 1993. Un second dcretn 93-743 du 29 mars 1993 tablit la nomenclature des oprations soumises autorisation ou dclaration, et fixe les seuils qualitatifs et quantitatifs qui dclen-chent les procdures. Il a t modifi, la date du 17 juillet 2006, pour y intgrerles rejets deau pluviale dans les eaux superficielles sur le sol ou dans le sous-sol.Pour des infrastructures en site urbain, les seuils fixs sont levs ; ils sont notam-ment de : 20 hectares pour un bassin versant contribuant un rejet deaux pluviales sou-mis autorisation (1 ha pour dclaration) ; 120 kg de DBO 5(demande biochimique en oxygne 5 jours) pour le flux jour-nalier dun dversoir dorage soumis autorisation (12 kg pour dclaration),sachant quune forte pluie pollue en site urbain peut gnrer de 5 10 kg parjour et par hectare impermabilis.La nomenclature reste toutefois trs contraignante pour les travaux et ouvrages enrivires ou leur voisinage : tous les ouvrages, remblais et pis, dans le lit mineur

dun cours deau, qui constituent un obstacle lcoulement des crues, sont sou-mis autorisation.

Une demande dautorisation comprend notamment un document dincidence delopration sur le milieu aquatique (et sa prservation), la ressource en eau, lescoulements, le niveau et la qualit des eaux, le ruissellement... Ce document doitdfinir : lorigine des incidences chroniques, pisodiques ou accidentelles ; limpact sur leau et les activits humaines ; linfluence des variations ;

les mesures pour limiter les incidences, et notamment les mesures compensa-toires et correctrices ; la prise en compte des objectifs de qualit et des documents de planification.

Pour une opration concernant, en plus des travaux de voirie, dautres types detravaux (cas des oprations damnagement, des lotissements...), la demandedautorisation est prsenter par le matre douvrage pour lensemble des travauxde lopration, lorsque cette opration se situe au-del du seuil fix par la nomen-clature, mme si lun des types de travaux (par exemple la voirie) se situe en de.

34




8.2 - Le zonage eaux pluviales

Les communes (ou groupements) ont obligation article 35-3 de la loi sur leau

du 3 janvier 1992 , si le risque est avr, aprs enqute publique, de dlimiterles zones o : des mesures sont prendre pour limiter limpermabilisation des sols et matri-ser les dbits et les coulements ; des dispositions sont ncessaires pour rduire limpact des eaux pluviales.

Pour cela, en fonction des insuffisances qualitatives (pollution du milieu naturel)et/ou quantitatives (inondations) mises en vidence, et en tenant compte de lavulnrabilit de secteurs identifis, le territoire concern est dcoup en zonessur lesquelles sont fixs des seuils de limitation des dbits et o sont positionnsdventuels dispositifs de rtention, de stockage et de traitement des eaux pluviales.

En annexant ce zonage aux plans doccupation des sols, les communes aident lesamnageurs respecter ces dispositions dans leurs projets.

Les chausses poreuses, et plus particulirement les chausses structures rser-voirs, procurent des rponses simples et pratiques aux contraintes imposes parla loi sur leau aux infrastructures urbaines. ce titre, elles permettent dapporter : des mesures compensatoires et correctrices sur les incidences des projets

(art. 10) ; des moyens pour matriser les dbits lors des fortes pluies et rduire limpact desrejets urbains par temps de pluie (art. 35.3).

35



Chapitre

3

Les concepts

et atoutsdes revtements

et structures

rservoirs1 - Les concepts

2 - Les atouts des chausses structures rservoirs en bton

37



Une chausse structure rservoir est une chausse dont au moins une

couche du corps de chausse est constitue dun matriau poreux ou

drainant dont le taux de vides communicants (porosit utile) est sup-

rieur 15 %, lpaisseur de cette couche tant suprieure 10 cm.

1 - Les concepts

Il est possible de classer les diffrentes familles de chausses structures rser-

voirs en fonction :

des conditions de lentre des eaux dans la structure, celle-ci pouvant tre soit

rpartie travers un revtement drainant, soit ponctuelle et/ou linaire partir de

caniveaux ou de puits dinfiltration ; des conditions de lvacuation hors de la structure, celle-ci pouvant seffectuer

soit par infiltration lente et directe dans le sol de la plate-forme, par renvoi dans

le rseau collecteur via un systme rgulateur.

La figure 7 illustre les diffrents concepts de chausses structures rservoirs.

Linfiltration est la solution privilgier pour son efficacit hydraulique et pura-

toire. Il est pour cela ncessaire que la permabilit du sol support soit sup-

rieure 10 -5 m/s. Si elle est infrieure 10 -5 m/s et suprieure 10 -7 m/s, il faut

envisager un complment linfiltration comme un raccordement au rseau parun orifice calibr ou une vacuation par un systme de drains diffuseurs.

38

Chapitre Les concepts et atouts des revtements et structures rservoirs3



Figure 7 : diffrents concepts de chausses

structures rservoirs.

La figure 8 donne des exemples en matire de choix et de combinaison de mat-

riaux pour les chausses structures rservoirs.

Il est videmment possible de combiner ces concepts en fonction des caractris-

tiques du projet. Par exemple, une structure rservoir sous le parking VL dune

grande surface commerciale sera alimente : directement par le revtement dranant du parking VL ;

par les caniveaux et avaloirs pour les eaux de la voirie PL revtement tanche ;

par les chneaux et tuyaux pour les eaux des toitures des btiments.

Notapour des ouvrages trs peu ou non soumis la circulation, les dalles en bton

poss sur plots, qui sont largement rpandues dans les zones durbanisation

rcente (cas des toitures-terrasses), entrent galement dans le concept de

chausse rservoir; lavantage de ces structures rside dans leur forte capa-

cit de stockage, ds lors que la conception la prvu.

39

structure rservoir(stockage temporaire de leau)

regard

"tanch it "

tructure r ervoir(stockage temporaire de leau)

Infiltration directe dans le sol

tructure r ervoir(stockage temporaire de leau)

bouche dgoutu

caniveau hydraulique

Infiltration directe dans le sol

" tanchit"

structure rservoir(stockage temporaire de l'eau)

regard

versexutoire

versexutoire

bouche d outou

caniveau hydraulique

ntr e eau r partie ntr e eau ponctuelle ou lin aire

Exemples de concepts de cha s ruc ures r ervo rs

vacuationlocalis

vacuationpartie

revtement perm ble revtement imperm ble



Figure 8 : exemples dutilisation de matriaux

pour les chausses structures rservoirs.

40


ntr e partie ntr e eau ponctuelle ou lin aireExemple ut l sat on e ma r aux pour les chaus s ruc ures r servo rs

vacuationlocalis

vacuationrpartie

Bton drainantPav s b ton perm ables

Grave non trait poreuseB ton poreux

Lit de pose g otextile

Pavs bton

B ton dense

" tanchit"

" tanchit

"tanch it "

" tanchit



2 - Les atouts des chausses structures rservoirs

en bton

Un projet de chausse structure rservoir permet de rpondre aux diffrents

besoins en milieu urbain ou priurbain. Au mme titre quune chausse classique,

les chausses structures rservoirs doivent assurer une fonction mcanique. En

milieu urbain, en effet, et bien que lagressivit des vhicules lourds soit plus

faible, les sollicitations peuvent cependant tre svres sur certaines zones : car-

refours, voies rserves aux transports en commun, canalisation du trafic... Il faut

remarquer que les btons drainants, qui peuvent tre mis en uvre en couche

unitaire base/roulement jusqu 17 cm pour de faibles trafics, offrent en plus de la

fonction mcanique une capacit de stockage intressante des eaux pluviales

( 35 l/m 2). Mais les revtements et chausses structures rservoirs assurent

galement dautres fonctions.

2.1 - La fonction hydraulique

Il sagit en fait dune fonction de rgulation qui consiste :

absorber rapidement le flux des eaux atmosphriques lors dun vnement pluvial ;

stocker temporairement le volume des eaux correspondant ce flux ;

restituer ce volume un dbit suffisamment faible pour tre absorb soit :

directement par le sol en place lorsque ses caractristiques de permabilit et

de stabilit le permettent,

par un collecteur existant,

par le sol et par un collecteur,

par un dispositif de traitement (par exemple : sparateur hydrocarbures).

2.2 - La fonction cologique

Lintgration des critres lis lenvironnement peut aussi orienter les choix duconcepteur, et ce, plusieurs niveaux :

ralimentation des nappes phratiques dans le cas dune vacuation par infiltra-

tion dans le sol (pour viter que la nappe ne soit contamine au contact dun

41



quelconque polluant susceptible de migrer dans lenvironnement, en particulier

au-dessous de la structure, il est ncessaire de disposer dune paisseur de sol non

satur de lordre de 1 m) ;

pigeage dune partie de la pollution dans des endroits prdtermins, rendant

ainsi possible un traitement ultrieur (par exemple : dcolmatage) ;

vacuation faible dbit vers le milieu rcepteur aprs une sdimentation

pralable.

2.3 - La fonction esthtique

En milieu urbain, il convient daccorder une attention particulire au facteur esth-

tique des revtements de chausse et aux conditions dintgration de louvrage

dans son environnement. Il existe une grande varit de solutions : pour les revtements couls en place, le concepteur peut jouer sur la teinte, sur

le traitement de surface (dsactivation, balayage, bouchardage, grenaillage, etc.)

et ventuellement sur les motifs en surface (bton imprim) ;

42


Revtement fonction esthtique : le bton dsactiv. Revtement fonction dintgration lenvironnement :le bton imprim.



pour les revtements modulaires, cette varit porte sur les dimensions (pavs,

dalles), sur les formes, sur la texture (lavage, bouchardage, grenaillage, sablage,

etc.), sur lappareillage, la teinte, la largeur des joints...

Notons que lassociation entre les deux techniques (coul en place, modulaire) est

trs satisfaisante.

43

Revtement modulaire pavs en bton :richesse des formes, des couleurs et des textures.

Revtement urbain :exemple dassociation entre bton coulen place et lments modulaires.

Amnagement urbain : utilisation judicieuse et complmentairedu bton coul en place et des pavs bton.

Revtement modulaire en dalles bton :varit des formes, des couleurs

et des textures.



2.4 - Fonctions confort et scurit

Les revtements en bton drainant ou en pavs btons classiques ou poreux ra-

liss sur zones pitonnes et chausses :

assurent aux pitons labsence de flaques et de projections deau ;

limitent le ruissellement ;

liminent les risques daquaplanage ;

rduisent les bruits de roulement des vhicules et amortissent les bruits mca-

niques.

Par ailleurs, une chausse rservoir avec revtement drainant en bton

saccommode des autres principes damnagement qui favorisent la scurit

comme :

un choix vari de couleurs et daspects permettant de rompre la monotonie ;

la possibilit dintgrer la ralisation dune signalisation horizontale (passagesprotgs, parkings...) ;

une adhrence leve qui limine pratiquement tout problme de glissance ;

une visibilit nocturne amliore grce au choix dune teinte dominante claire,

et une rduction de la rverbration.

44




Chapitre

4

Les constituants

45

1 - Le bton de ciment dense

2 - Le bton de ciment drainantet le bton de ciment poreux

3 - Grave non traite poreuse

4 - Les produits de voirie en bton

5 - Les composants en bton pourrseaux dassainissement

6 - Autres matriaux pour structuresporeuses

7 - Matriaux pour construction

8 - Procdure pour les commandes

de BPE



1 - Bton de ciment denseLes btons de ciment destins la ralisation de voiries et damnagementsurbains entrent dans le champ dapplication de la norme NF P 98-170: Chaus-ses en bton de ciment excution et contrle . Cette norme classe ces btons

suivant leur rsistance mcanique. Cette rsistance mcanique est mesure soitpar lessai de fendage, soit par lessai de compression. Pour les btons destinsaux revtements et structures rservoirs, les classes de rsistances peuvent trechoisies parmi celles figurant dans le tableau 3.

Les classes 1, 2 correspondent des btons de faible rsistance et donc destinsaux couches dassise de chausses. (Les dosages en ciment de ces btons sont engnral plus faibles; ils seront dnomms btons maigres dans la suite dudocument). La classe 3 correspond aux couches dassise et aux couches de rou-lement pour des trafics infrieurs ou gaux 150 PL/jour. Les classes 4 et 5 sontdestines aux couches de roulement. Lorsquils sont fabriqus par les centralesBPE, ces btons de classes 4 et 5 sont conformes la norme NF EN 206-1. cetitre, ils rpondent aux conditions de dosage en liant ou en liant quivalent, auxrsistances minimales et au rapport eau/liant maximal de la classe dexposition XF2

ou XF4 (environnement humide avec gel modr ou svre et produits dgi-vrants). Ils sont de type non arm (NA).

46

Chapitre Les constituants4

Classe de rsistance

Rsistance caractristique 28 jours en MPa

Compression NF EN 12390-3 Fendage NF EN 12390-6

5 2,7

4 2,4

3 25 2

2 20 1,7

1 15 1,3

Tableau 3 : classes de rsistance des btons de ciment

pour chausses selon norme NF P 98 -170



La formulation des btons devra obligatoirement comprendre un adjuvant entra-neur dair pour obtenir un pourcentage minimal dair occlus de 4 % afin dassurerleur rsistance au gel. La consistance des btons sera adapte aux moyens demise en uvre du chantier.

2 - Le bton de cimentdrainant et le bton

de ciment poreuxLa norme NF P 98 -170 dfinit les btons drainants et poreux comme des btonsprsentant en place une porosit ouverte (utile) ou pourcentage de vides com-municant entre eux et avec lextrieur suprieure 10 %. Par convention, nousdistinguerons dans ce document:

les btons drainants destins

la ralisation des couches de

roulement qui prsentent :

une granulomtrie discontinue0/8 ou 0/10 ou 0/14,

une porosit ouverte 15 < P < 20 %, des rsistances de classe 3 et 4 ;

les btons poreux utiliss encouche dassise qui prsentent :

une granulomtrie discontinue 0/20ou 0/25,

une porosit ouverte > 20 %, des rsistances de classe 1 et 2.

Les vides sont obtenus grce une formulation spcifique utilisant des granulo-mtries discontinues, et non par un compactage insuffisant. Ils sont dune taillesuffisante pour permettre de stocker temporairement leau et de lvacuer ensuitevers un exutoire. Ces btons, comme tous les btons de ciment routiers, doiventobligatoirement contenir un adjuvant entraneur dair. Leur formulation peut aussicomprendre des additions, des adjuvants et des fibres.

47

Aspect dun revtement en bton drainant.



2.1 - Ciments

Les ciments doivent tre conformes la norme NF EN 197-1. Les ciments CEM I,CEM II/A ou B et les CEM III/A ou B sont les plus utiliss pour la formulation desbtons routiers. Il est aussi possible dutiliser des CEM III/C ou des CEM V/A, enparticulier si lon souhaite obtenir des btons respectivement clairs ou foncs.

Les ciments de classe 32,5 N conviennent en gnral pour obtenir les rsistancesmcaniques demandes. Cependant, pour un retour la circulation rapide, desciments de classe 42,5 N peuvent tre ncessaires, ainsi que des ciments de classeR ayant des vitesses de durcissement leves. Dans certains cas, afin dassurer laprennit de la structure face des agressions chimiques suite lpandage acci-dentel de produits ou de liquides agressifs, des ciments de type PM (prise mer)ou ES (eaux sulfates) pourront tre prfrs.

2.2 - Granulats

Les granulats doivent rpondre aux spcifications de la norme NF EN 12620 et la norme XP P 18-545. Ces spcifications concernent notamment la granularit, laforme et la propret des granulats. De nombreux types de granulats peuvent

convenir sous rserve dtre non glifs (matriaux ruptifs, sdimentaires, cal-caires ou siliceux, rouls ou concasss). Les granulomtries discontinues du type0/4 + 10/14; 0/2 + 6/10; 0/4 + 10/20 sont couramment utilises.

Caractristiques intrinsques des gravillons: catgorie B, C ou D selon le typedapplication et de trafic. Caractristiques de fabrication des gravillons : catgorie III. Caractristiques de fabrication des sablons et des sables: catgorie A.

48




Les caractristiques des granulats destins la confection de btons drainantsetdebtons poreuxsont prcises respectivement dans le tableau 4.

Nota

Il est possible dutiliser des granulats ayant des caractristiques infrieures

aux spcifications minimales requises pour couche de roulement, sous

rserve que lune des fractions des gravillons prsente dans la composition

du bton, respecte ces exigences et que cette fraction granulaire soit dau

moins 450 kg de matriaux par mtre cube de bton.

2.3 - Additions, adjuvants, fibres, colorants

Les additions, qui doivent tre conformes aux normes en vigueur, permettentdamliorer les proprits du bton ltat frais (consistance, rtention deau,cohsion, moulabilit ) ou ses rsistances mcaniques.

Les adjuvants (plastifiants, rducteurs deau plastifiants, entraneur dair, retarda-teurs et acclrateurs de prise, etc.) permettent damliorer les caractristiques dubton et de faciliter sa mise en uvre. Ils doivent tre conformes aux normes envigueur.

Laddition de fibres polyester ou polypropylne dans le bton peut amliorer lacohsion du bton frais, notamment, et la rsistance la fissuration de retrait.

Les colorants peuvent tre incorpors lors de la fabrication du bton sous formede liquides ou de poudres.

49

Usages Caractristiques Classes de trafic(1)

T3ou aronautique > T 3

Bton de fondation intrinsques des gravillons Code D

ou de fabrication des gravillons Code III bis

bton drainantde fabrication des sables Code a bis

intrinsques des gravillons Code C Code B

Bton de roulement de fabrication des gravillons Code III bis

de fabrication des sables Code a bis

Tableau 4 : caractristiques des granulats pour chausses en bton

1. Classe T3 : moins de 150 poids lourds par jour et par sens .



2.4 - Caractristiques physiques et mcaniques des btons

Les caractristiques des btons poreux et drainants dpendent des fonctions remplir dans la structure rservoir et des conditions et moyens de mise en uvre.

2.4.1 - Porosit ouverte ou utile

Elle reprsente, une fois le bton mis en place, le pourcentage de vides commu-nicant entre eux et avec lextrieur. La porosit ouverte sexprime en pourcen-tage.

Elle peut tre mesure soit sur des prouvettes fabriques en laboratoire, soit surdes carottes prleves in situ.

2.4.2 - Consistance

La consistance des btons drainants ou poreux sera en gnral ferme (affaisse-ment au cne dAbrams infrieur 1 cm). Elle doit tre compatible avec les condi-tions atmosphriques prvisibles sur le chantier jusqu la fin de sa mise en uvresans addition deau.

50


Vides non communicants Vides communicants Vides totaux

DFINITION DES POROSITS



2.4.3 - Air occlus

Comme tout bton routier, les btons drainant ou poreux doivent prsenter unersistance suffisante vis--vis du gel et des sels de deverglaage. Leur formulationdevra donc obligatoirement contenir un adjuvant entraneur dair dans le but

damliorer la rsistance du mortier ces agressions. La teneur en air occlus estmesure sur le mortier. Elle devra tre au minimum de 7 %.

2.4.4 - Permabilit

Lessai consiste mesurer le temps dcoulement dune quantit deau faiblecharge travers une surface dlimite dun revtement. La permabilit est mesu-re par la vitesse de percolation en centimtre par seconde. Il est gnralement

demand une permabilit suprieure 1 cm/s pour les btons drainants.

2.4.5 - Rsistance mcanique

Les btons routiers sont classs dans la norme NF P 98 -170 suivant leurs rsis-tances mcaniques. Pour les revtements et structures rservoirs, les valeurs declasse suivantes pourront tre retenues en fonction des types de trafic (tableau 5).

chaque classe de rsistance du bton, il peut tre associ, compte tenu des

connaissances actuelles la porosit utile maximale quil est possible dobtenir.(tableau 6). Une porosit minimale de 15 % tant dans tous les cas souhaitablesafin de limiter les phnomnes de colmatage.

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Trafic < 5 PL/J 5 50 PL/J > 50 PL/J

Couche de roulement CLASSE 3 CLASSE 3 CLASSE 4

Couche dassise CLASSE 1 et 2 CLASSE 2 ou 3 CLASSE 2 ou 3

Tableau 5 : choix de la classe du bton en fonction du trafic



On remarque que les rsistances mcaniques des btons sont inversement pro-portionnelles leur porosit.

3 - Grave non traite poreuseLa grave non traite poreuse (GNTP) est constitue de granulats concasssconformes la norme NF EN 12620 et la norme XP P 18-545 et de granulom-trie d/D. Elle est obtenue partir dune grave concasse 0/D en liminant la frac-tion sableuse 0/d.

d et D doivent respecter les conditions suivantes: d > 8 mm 25 < D < 100 mm > 3 afin dassurer une bonne stabilit.

La duret des granulats, pour rsister lattrition et la fragmentation, prsenterales caractristiques suivantes: LA < 30 MDE < 25

De plus, le passant 2 mm sera infrieur 3 %.

Dd

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Classe de rsistance Porosit maximale

4 (2,4 MPa) 20 %

3 (2 MPa) 22,5 %

2 (1,7 MPa) 25 %

1 (1,3 MPa) 30 %

Tableau 6 : relation classe de rsistance/porosit du bton

(x MPa) rsistance caractristique 28 jours par fendage.



Les graves non traites poreuses prsentent des porosits utiles de lordre de 40 %.Elles pourront tre utilises pour constituer les couches dassise des structuresrservoirs. Les granulomtries les plus couramment utiliss sont: 10/80; 20/70;10/100.

4 - Les produits de voirieen bton

4.1 - Pavs en bton

Ce sont des lments modulaires en bton tels que le rapport de la surface de laface vue (en cm2) leur paisseur (en cm) est < 100*.

4.1.1 - Les pavs traditionnels

Ils sont constitus dun bton de masse avec ou sans bton de parement. Ils sontdestins raliser des revtements de sol traditionnels (le plus souvent extrieurs)et les revtements de chausses rservoirs impermables au sens des schmasconceptuels du chapitre III. Les pavs traditionnels sont des produits normaliss(norme NF EN 1338).

Les spcifications donnes dans les normes portent sur: laspect; les tolrances dimensionnelles ; la rsistance mcanique (traction par fendage); la rsistance lusure ; la durabilit (rsistance au gel et sels de dverglaage, absorption deau).

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* Dans la norme NF EN 1338, un produit est un pav si le rapport de sa longueur son paisseur est au plus

gal 4 et si la dimension horizontale de toute section transversale distante de plus de 50 mm dun bord

quelconque est (50 mm).



Les pavs en bton font lobjet dunemarque NF de conformit la norme. Lesformes proposes sont multiples etvaries. On distingue: les pavs classiques non autobloquants

(carrs, rectangulaires) ; les pavs autobloquants embote-

ments unidirectionnels et multidirec-tionnels (forme en I, en Z) ;

les pavs autobloquants embotementet paulement: il y a dans ce cas doubleliaison (verticale et horizontale) entreles lments du revtement.

Les paisseurs varient de 6 13 cm.Les pavs reoivent en gnral un traitement de surface (lavage, bouchardage,piquetage, martelage, grenaillage, sablage) et/ou ils peuvent prsenter une sur-face avec relief.

4.1.2 - Les pavs permables

Comme leur nom lindique, les pavs permables sont des pavs aptes laisser

passer un certain dbit deau par unit de surface et peuvent donc entrer dans laconstitution dun revtement permable dune chausse rservoir. Il nexiste cejour ni recommandation franaise, ni norme relative aux pavs permables. Onpeut toutefois retenir les pratiques actuelles: les formes et dimensions des pavs permables sont les mmes que celles des

pavs traditionnels; la permabilit est ajuster en fonction de la pluviomtrie locale, du degr de

protection souhait vis--vis des inondations et du risque de colmatage; une valeur de 0,1 cm/s constitue un bon compromis compte tenu des risques

de colmatage.

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Revtement en pavs bton : des possibilits illimites de crativit.



Rsistance mcanique

Lessai de fendage utilis pour les pavs en bton traditionnel reste applicable. Une valeur caractristique de 3 MPa peut tre retenue, avec aucune valeur indi-viduelle infrieure 2,4 MPa. Lessai dusure par abrasion reste galement applicable pour les pavs per-

mables. La spcification correspondante (largeur dempreinte infrieure 25 mmou 22 mm selon labrasif) peut aussi tre applique pour ce type de produit. Unchoix de granulats appropris, en effet, doit permettre de rpondre de maniresatisfaisante une telle spcification.

Mise en uvre

Le remplissage des joints se fait avec un sabledpourvu dlments fins pour limiter les risques decolmatage.

4.1.3 - Les pavs joints larges

Afin de constituer un revtement permable, despavs traditionnels ou permables peuvent tre possavec des joints larges. Cela permet linfiltration deleau non seulement travers le matriau mais aussidans les joints. Les pavs peuvent alors comporter desergots dcartement ou carteurs qui assurent ainsi

des largeurs de joints constantes. Une autre solutionconsiste utiliser des carteurs indpendants des pavs(figure 9).

Les carteurs ou le choix de formats particuliers per-mettent une reprise des efforts horizontaux lisnotamment au trafic.

Figure 9 : appareillage de pavs avec carteurs.

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Revtement en pavs bton joints larges.



4.1.4 - Les pavs perfors ou corns

Linfiltration de leau peut se faire au travers de perforations mnages au curou en bordure de produits constitus dun bton dense classique. Par exemple,certains pavs ont un de leurs coins supprim, et ces triangles dinfiltration peu-vent tre remplis de matriaux compacts ou en vrac.

Notale choix de telle ou telle solution doit sappuyer sur des considrations lies

au trafic et au risque de colmatage mais aussi sur lesthtique. Ainsi, les

pavs voirie traditionnels peuvent tre utiliss sur des chausses supportant

un trafic150 PL/jour.

En revanche, les autres solutions (pavs permables, pavs joints larges et

pavs perfors) sont rserver en gnral des chausses moins sollicites

correspondant des trafics15 PL/jour.

4.2 - Dalles en bton

Ce sont des lments plans, tels que le rapport de la surface de la face vue(en cm2) leur paisseur (en cm) est 100. Les dalles* entrent le plus souventdans la constitution dun revtement impermable au sens des schmasconceptuels du chapitre III. Les dalles en bton sont des produits normaliss(norme NF EN 1339). Les spcifications portent sur :

laspect; les tolrances dimensionnelles ; la rsistance mcanique (rsistance la

flexion); la durabilit (rsistance au gel et aux sels

de dverglaage, absorption deau).

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* Dans la norme NF EN 1339, un produit est une dalle

si le rapport de sa longueur son paisseur est > 4

et si sa plus grande dimension est limite 1 m. Revtement en dalles grenailles.



Les dalles en bton font lobjet dune marque NF de conformit la norme. Elles sontde forme carre ou rectangulaire et prsentent des aspects de surface varis: btongris, bton blanc, gravillons lavs, bton poli, grs, grenaill, bouchard, flamm

Nota

Pour les voies supportant un trafic automobile, des dalles de classe minimaleS4, au sens de la marque NF relative la norme NF EN 1339, sont nces-

saires.

4.3 - Les revtements modulaires pas ou peu permables

Ils sont raliss avec des pavs traditionnels ou des dalles, la pntration possiblede leau ayant lieu par les joints, qui seront les plus minces possible.

4.4 - Les revtements modulaires permables

Ils sont raliss soit avec des pavs traditionnels perfors ou corns poss ven-

tuellement avec des joints larges, soit avec des pavs permables (qui peuventgalement tre poss avec des joints larges).

4.5 - Bordures et caniveaux

Ce sont des lments en bton manufactur servant dlimiter les trottoirs, lesaccotements, les lots ou les terre-pleins et, pour certains dentre eux, lacheminement des eaux de ruissellement. Les bordures et caniveaux en btonsont des produits normaliss: norme NF EN 1340 et NF P 98-340/CN. Cette normedistingue les profils (figure 10) et les catgories de produits suivantes:A : bordures franchissables pour accotement de routes ou dautoroutes ;P: bordures pour parcs de stationnement, alles, terrains de sport;T : bordures de trottoir pour voiries urbaines ;CS: caniveaux simple pente associer avec A ou T;CC: caniveaux double pente;

I : bordures pour lots directionnels.

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Figure 10: Profils de bordures et caniveaux selon NF EN 1340 et NF P 98-340/CN.

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17 0

16,5

CS3 CS,

CS2CS

2

13

Bor ures

'accotement

Type

Bor ure

trottoir

Type

aniveauxsimple

Type C

aniveaux

double pente

Type C

or ures ots

irectionnelsType

Bor urettes

Type

8 6

R3R3

R3



Notaces lments jouent un rle principal dans lacheminement des eaux de ruis-

sellement vers les entres dans la structure rservoir.

Les bordures et caniveaux prfabriqus en bton font lobjet dune marque NF deconformit la norme. Le contrle qui y est attach porte sur les matires pre-mires, le bton frais, les caractristiques gomtriques des produits, leur aspectet leur rsistance en flexion-poinonnement et ventuellement la caractristique + R (rsistance renforce au gel et aux sels de dverglaage).

5 - Les composantsen bton pour rseauxdassainissement

Ne seront dtaills dans ce document que les lments susceptibles dentrer fr-quemment dans la constitution dune structure rservoir.

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5.1 - Schma global(figures 11, 12 et 13)

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structures desurfaces poreuses

gotextile

ajustage + clapet

gulation

parking espaces verts

Figure 11:

vue densemble

Figure 12: zoom sur le parking



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draind'alimentationde la structure

b

vacuationrgule du dbit

de fuite

E.P.

bouche avaloir

ton drainant

Structure reservoir

tanchit

pavs poreuxpavs

Structure reservoir

Figure 13: zoom sur la rue



5.2 - Bouches avaloirs

Ces lments sont destins collecter les eaux pluviales et peuvent tre munis ounon de systmes de dcantation.

5.3 - Tuyaux

Les tuyaux en bton sont destins au transport des eaux pluviales. Ils sont conuspour rsister laction des charges extrieures quils subissent (la plupart sont eneffet enterrs et supportent le poids des terres ainsi que leffet des charges de sur-

face) et prsenter une bonne tanchit. Ils sont classs en sries daprs leurnature et leur rsistance lcrasement. Pour les chausses rservoirs, le diamtrecouramment utilis est 300 mm.

Les tuyaux prsentent des caractristiques conformes la norme NF P 16-341.Cette norme dfinit notamment : les tolrances dimensionnelles ; la disposition des armatures (dans les tuyaux arms) ; lpaisseur denrobage des armatures, le pourcentage et la nature des arma-

tures.

Les tuyaux doivent demeurer tanches sous une pression de 0,1 MPa maintenuependant 30 min. Conformment la norme NF P 16-341, ils sont classs en fonc-tion de leur rsistance mcanique un essai dcrasement. Il est galement prvu,pour les tuyaux en bton arm, un critre de rsistance la fissuration souscharge. Il existe une marque nationale de conformit la norme NF P 16-341(marque NF).

En matire de conception hydraulique des canalisations, il convient de se rfrer la norme NF EN 752-4. En matire de conception mcanique, de ralisation etde rception, le texte de rfrence est le chapitre 3 du fascicule 70 du CCTG

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Ouvrages dassainissement . Des logiciels disponibles au CERIB facilitentlapplication de ce chapitre 3. La mise en uvre se fait conformment au fascicule70 du CCTG.

5.4 - Regards et botes de branchement

Ces ouvrages verticaux, gnralement en bton non arm, disposs sur les cana-lisations dassainissement enterres, sont destins permettre leur entretien. Lesregards sont qualifis de visitables lorsque leur diamtre intrieur est au moinsgal 1 m. Les botes de branchement de dimensions plus faibles sont circulaires

ou carres.Les regards et botes de branchement sont conformes aux normes NF P 16 -342et NF P 16-343.

Ces normes dfinissent notamment: les tolrances dimensionnelles ; une spcification relative leur tanchit dans le cadre dun essai en pression; une spcification relative leur rsistance mcanique dans le cadre dun essai de

rupture.

Comme pour les tuyaux, ces produits sont couverts par une marque NF quisappuie directement sur les normes franaises prcites. La mise en uvre doittre conforme au fascicule 70 du CCTG Ouvrages dassainissement .

5.5 - Sparateurs de boues et liquides lgers

Ces quipements sont destins au traitement de certaines eaux pluviales et deruissellement (exemple: parcs de stationnement, chausses, aires aroportuaires,etc.). Il existe pour les sparateurs de liquides lgers deux classes de performance.Ils sont classs en fonction du dbit trait (taille nominale). Par convention, la taillenominale (TN) est un nombre arrondi, gal la valeur numrique du dbitmaximal admissible

Documents

CT-T57 VOIRIES ET AMÉNAGEMENTS URBAINS EN BÉTON Revêtements et structures réservoirs.pdf