Une vision « moderne » de l'assainissement routier ... · Une vision « moderne » de l'assainissement routier: intégration de l’assainissement dans son environnement 10/05/2016

Une vision « moderne » de l'assainissement routier:

intégration de l’assainissement dans son environnement

10/05/2016 Club Cotita1

Emmanuel Berthier (Cerema IdF), Serge Criscione (Dirif), Didier Gallis (Cerema IdF)

d’après la note transmise lors du club précédent

Contexte• La nouvelle politique routière en Ile de France doit s'inscrire dans le cadre du respect de

l’environnement. Elle s'appuie principalement sur la maîtrise des déplacements mais également sur des infrastructures routières à faible impact .

• L'Ile de France est considérée comme une région « fragmentée » par les routes dont les rejets directs ou indirects des réseaux d'assainissement se déversent dans les milieux naturels et cours d’eau.

• Le renforcement de la législation sur la protection de la ressource en eau (superficielle et souterraine) et notamment la DCE (2000/60/CE) et le SDAGE obligent les maîtres d’ouvrages à accélérer le programme de restauration des masses d'eau et donc à réduire les rejets polluants.

• Les impacts d'origine routière sont divers, ils affectent la physique, la chimie et la biologie des milieux naturels (cours d'eau et nappes qui reçoivent les rejets des infrastructures ; cf. Annexe I de la note).

• La problématique de la gestion des sédiments issus des réseaux et surtout des bassins de rétention est aussi en enjeu important, tant du point de vue environnemental que du point de vue économique.

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Des pistes d’évolution actuelles

I. Une gestion patrimoniale , du réseau et de ses ouvrages annexes

II. Privilégier, quand c’est possible, l’infiltration à la source des eaux

III. Des méthodes modernes de conception – dimensionnement

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I. Une gestion patrimonialedu réseau et de ses ouvrages annexes

• L'assainissement routier est un système constitué d'une série d'ouvrages spécifiques, comme des avaloirs, des collecteurs, des bassins de rétention ou des stations de pompages. Avoir une vision par ouvrage de l'assainissement est réducteur ; il faut tendre vers une connaissance intégrée du système en entier, l'écoulement de l'eau étant le fil conducteur de cette connaissance.

• Le système d'assainissement routier constitue un patrimoine à part entière et il est primordial de le connaître pour pouvoir bien le gérer et l’exploiter. Son maître d’ouvrage doit donc s'organiser pour i) avoir une connaissance la plus détaillée possible de ce système et de son état, et ii) pouvoir intégrer, rapidement et facilement, toutes les évolutions futures du système.

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• Avancer régulièrement sur la connaissance de l'état actuel du système, en effectuant des diagnostics, plus ou moins détaillés: de la simple identification des cuvettes hydrauliques et de leur exutoire jusqu'au relevé complet topographique du système d'assainissement intégrant un passage caméra dans les collecteurs. Ils peuvent aussi concernés un linéaire très variable: d'un rejet unique collectant une cuvette de quelques centaines de mètres jusqu'à un itinéraire de plusieurs dizaines de kilomètres.

Comment hiérarchiser et prioriser ces diagnostics ? En commençant par les sections ou itinéraires sources potentielles de pollution des milieux naturels et/ou des secteurs à risque d'inondation.

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• Avancer régulièrement sur la connaissance de l'état actuel du système: par exemple travaux pour la Dirif

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+ Rédactions d’éléments de méthode:

CC type pour un diagnostic,

recommandations pour analyses physico-chimiques en sortie de bassins de rétention,

expérimentation du diagnostic grand rendement


• Avancer régulièrement sur la connaissance de l'état actuel du système: par exemple travaux pour la Dirif

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+ Diagnostic fonctionnel sur de nombreux tronçons

+ Priorisation des tronçons à diagnostiquer (cf. présentation travail de U. De Santiago)


• Développer une organisation et un outil pour intégrer les informations disponibles sur les systèmes d'assainissement routier

Inventorier, collecter et centraliser les informations existantes est déjà un premier travail. L'outil informatique doit être adapté à la nature des informations et à leur taille: cela pourrait aller du

plus simple (une base de données de plans par exemple) jusqu'à un outil intégrateur plus lourd (SIG contenant toutes les caractéristiques, y compris topographique et géométrique, du système).

Cette organisation et cet outil sont très importants, sinon les efforts de diagnostic de l'existant seront non hiérarchisés, diffus et stériles car non capitalisés

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• Développer une organisation et un outil pour intégrer les informations disponibles sur les systèmes d'assainissement routier

Exemple: gestion patrimoniale des bassins de rétention du Cd95

A partir d’investigations de terrain et d’analyses sur les rejets et les sédiments, production:- d’une base de données géoréférencées sur les bassins- Et pour chaque bassin: un plan de situation, un plan, une fiche (cf. documents du Cd95)

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II. Privilégier l’infiltration à la source des eaux• Il n'existe pas un type de système d'assainissement idéal, optimum et applicable à tous les territoires. Sur un

tronçon routier donné, les principes d'assainissement doivent être dictés par la qualité et la vulnérabilité de son environnement, et en particulier de la ressource en eau. Par exemple, un système d'assainissement routier ne doit pas être le même si le rejet se fait directement dans la Seine ou dans un petit cours d'eau à étiage sévère et fort potentiel écologique !!

• Les politiques actuelles de gestion des eaux pluviales insistent sur l’infiltration à la source des eaux peu polluées. Pour l'assainissement routier, c’est possible par l’intermédiaire d’ouvrages longitudinaux ou centralisés ; 3 conditions doivent être vérifiées: i) un milieu récepteur et sa ressource en eau peu ou pas vulnérables aux différentes pollutions (chronique, saisonnière et accidentelle), ii) une certaine capacité d’infiltration du sol en place, iii) un minimum d’emprise

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II. Privilégier l’infiltration à la source des eaux• Les politiques actuelles de gestion des eaux pluviales insistent sur l’infiltration à la source

des eaux peu polluéesEx. sur le contournement de Rambouillet par la RN10 (Dirif)

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CNFPT, Assainissement routier 12CNFPT Angers – Notions d’assainissement urbain, 18-20 nov 2009 12

Des questions ?

Exemple de déclinaison des principes d’assainissementen fonction du contexte réglementaire

1. vulnérabilité de la ressource en eau (usages, qualité, ….)2. règlements existants

AEP réseau hydrographique (BV de la Droue, Qf=1,2 l/s/ha)



3. exutoires possibles



déclinaison des principes d’assainissement, validés par la Police de l’Eau

II. Privilégier l’infiltration à la source des eaux

• Les ouvrages pour infiltrer les eaux sont aussi appelées des Techniques Alternatives (TA)

Illustrations de TA utilisables en assainissement routier

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TA2: les surfaces circulées infiltrantes et stockantes

Techniques diverses d’infiltration et/ou de stockage, sur lesquelles il est possible de circuler (voiture, piéton, …)

Principes:

- la surface est perméable (sauf cas particulier) et permet l’infiltration du ruissellement dans la structure

- l’eau peut ensuite circuler dans la structure, être stockée, et soit s’infiltrer dans le sol sous-jacent, soit être évacuée par un drain


Exemples:

Exemple de profil de chaussée

l’enrobé peut-être perméable,ou l’eau peut-être injectée dansla structure par des drains

l’eau stockée dans la structure peut être infiltrée ou évacuée par un drain

La chaussée/parking à structure réservoir

Rue Cross-et-Corot à DOUAI : structure-réservoir avec revêtements de chaussée et de trottoirs drainants (Le Moniteur)


Exemples: La chaussée/parking à structure réservoir


Exemples: Les places de parking végétalisées

Des dalles forment la structure et accueillent le substrat et la végétation (à adapter en fonction de l’usage du parking (nb. de rotation/j)).

L’eau s’infiltre, est stockée dans la structure, et éventuellement drainée si besoin

Produits de la société EcoVegetal: gazon pour un usage modéré, végétation résistante pour un usage intensif (mousse, sédum, …), dalle en PEBD

Crédit Photo: GRAIE

Techniques très intéressantes car longitudinales: se prêtent bien au ruissellement des surfaces circulées (voiries, allées, …)

Principes:

Une noue est un « fossé accueillant » (peu profond, large, végétalisé) qui collecte et stocke le ruissellement, l’infiltre, et éventuellement l’évacue vers un exutoire.

TA3: les noues et fossés infiltrants

Crédit photo: Rouannaise de l’eau

TA3: les noues et fossés infiltrantsL’exemple bucolique !

Noue avec redans: permet d’optimiser le stockage, en particulier dans le cas d’un profil en long en pente

TA4: les tranchées infiltrantes Principes:

Tranchée remplie par un matériau grossier « minéral », qui collecte, stocke, infiltre et éventuellement évacue le ruissellement.

Crédit photo, Cerema

Crédit photo, Cerema

Exploitation - Entretien:

- Nettoyage de surface et développement de la végétation

- Surveiller la perméabilité du système (risque de colmatage en surface mais surtout du sol entourant)

Points d’attention:

TA4: les tranchées infiltrantes

o Colmatage: c’est surtout le géotextile entre la tranchée et le sol qui est exposé (et pas facile à surveiller/changer). Prévoir un géotextile proche de la surface simplifie l’intervention géotextile

TA5: les “bassins” d’infiltration

Principes: un espace décaissé collecte, stocke, infiltre, voire évacue des eaux de ruissellement

TA5: les “bassins” d’infiltration

Crédit photo: La Roannaise des eaux

TA6: les puits d’infiltration Principes:

- un puit collecte les eaux de ruissellement, les stocke et les infiltre

- il existe des conceptions très variées: alimentation, comblé ou creux, moyen d’infiltration

Intérêts:

o Ouvrage qui prend très peu d’emprise en surface

o Peut permettre d’atteindre un horizon de sol perméable, alors qu’en surface l’infiltration est très difficile

Performances:

o Dépend de la perméabilité du sol et du rapport surface d’infiltration / surface contributive

o Une surverse reste envisageable en cas de saturation

TA6: les puits d’infiltration

Les différents matériaux de stockage Il existe différents matériaux pour stocker les eaux pluviales dans une structure de TA

Outre leur comportement mécanique, une propriété important est leur porosité utile (= vide qui peut-être occupé par l’eau pour être stockée)

MATERIAUX POROSITE UTILE APPLICATIONS

Graves non traitées poreuses (GNTP) d/D

30 à 35 % CSR, tranchée, puits…

Graves bitumes poreuses 10 à 20% CSR

Béton de ciment poreux 10 à 20% CSR

Produits creux en béton 50 à 60% CSR à faible trafic, tranchée…

Structures alvéolaires ultra-légères (SAUL)

95 % (CSR), tranchée, bassin enterré, …

Pneumatiques 60 % Tranchée non circulée, bassin enterré…

- matériaux de porosité > 90-95% (>> grave)- coût réduit (200 à 300 €/m3) << coût bassin enterré

Les structures alvéolaires ultra-légères

- matériaux de porosité > 90-95% (>> grave)- coût réduit (200 à 300 €/m3) << coût bassin enterré

Les structures alvéolaires ultra-légères

Les structures alvéolaires ultra-légères (SAUL) pour la gestion des eaux pluviales,Guide Techniques et méthodes des laboratoires des ponts et chaussées, 2011, 158p

III. Des méthodes modernesde conception-dimensionnement

Il s’agit de concevoir et dimensionner des ouvrages de façon simple et rustique

Une conception adaptée permet d’assurer un fonctionnement satisfaisant et une simplification de l’exploitation, particulièrement pour les bassins de rétention ou ouvrages compacts de dépollution

Pour le dimensionnement, utiliser des méthodes « globales », le recours à une modélisation détaillée étant utile sur certains projets

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Ex: technopôle Montesquieu à la Brède (33)

Conception des bassins de rétention

- Imperméabilisé ou bassins d’infiltration

- Découvert ou couvert (si peu d’emprise)

- Découvert: sec ou en eau

Ex: Nancy

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Conception idéale: bassin non couvert et en eau

Conception des bassins de rétention

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Permet la rétention (respect d’un débit de fuite) et une meilleure dépollution qu’un simple bassin de rétention:

o Par simple filtration par le matériaux

(sable souvent)

o Alimentation par la surface (filtre vertical)

ou dans le corps (filtre horizontal)

o L’éventuelle végétation (à privilégier) permet surtout de conserver la capacité d’infiltration en surface, elle « transforme » aussi un peu la pollution

Conception des bassins de rétention avec filtres plantés

Débits en entrée du filtre

Débits en sortie du filtre

Exemple de bilan hydraulique

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16 événements pluvieux mesurés en entrée/sortie

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98% 99% 80% 99%

Conc MES (mg/l)Très bonne rétention des MES

[MES]aval < 8 mg/l

Abattementsdes flux > 95%

Polluants Efficacité Processus

MES 97% Rétention/filtration

DCO 65% Rétention et transformation

Phosphore 60% Rétention/filtration

Azote 5% Transformation


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Le filtre planté permet:

- Très bonne efficacité sur les paramètres globaux

- Très bonne efficacité sur les pollutions particulaires, réduite sur les pollutions dissoutes

- La végétation sert surtout à maintenir la capacité d’infiltration du filtre


Il existe sur le marché divers produits compacts pour « dépolluer » les EP:

o par filtration et/ou adsorbtion

o outre l’équipement, nécessite

un entretien régulier (sinon, risque

d’efficacité négative)

o à installer sur des zones « sensibles »

(surfaces contributives polluantes, milieu

récepteur sensible

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Ouvrages compacts de dépollution

Matériaux adsorbants

Ouvrages compacts industrialisés

les importants ouvrages industriels « débourbeurs, déshuileurs, décanteurs, .. »

o Préfabriqués, sorte de « gros bidons »

o Leur usage s’est répandu, surtout en assainissement routier

o Très peu efficaces pour la pollution chronique ; un intérêt pour retenir/traiter une pollution accidentelle1

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Ouvrages compacts de dépollution

Schéma de principe d’un « déshuileur » (tiré de 1)

Extrait de Agence de l’eau Seine Normandie, 2014

1: Note du Setra, Traitement des eaux de ruissellement routières, Opportunité des ouvrages industriels: « débourbeurs, déshuileurs, décanteurs, .. »

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Ouvrages/techniques de régulation

Souvent un point clé d’un ouvrage de stockage/régulation des EP:

o Une des difficultés: objectif de réguler généralement des faibles débits risque d’obstruction de l’orifice

o Différentes techniques:

+ effet Vortex: permet de réguler de très faible débit (<1l/s), attention à l’obstruction

+ orifice +/- ouvert: attention à l’obstruction

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Ouvrages/techniques de régulation

Si débit assez important, préconise un ouvrage de régulation simple et rustique

Setra, 2007, GTPOR,Guide technique sur la pollution d’origine routière

Les méthodes simples et globales conviennent souvento dimensionnement d’un ouvrage de transfert avec les méthodes Rationelle et Manning-Strikler (par ex. pour dimensionner la section d’un collecteur, d’une noue)

o dimensionnement d’un ouvrage de stockage, avec la méthode des pluies (par ex. bassin de rétention)

o !!! à leurs paramétrisations, et à utiliser des données de pluie locales (les formules de l’IT77 sont caduques)

Les méthodes de dimensionnement

Crédit photo: Conseil Départemental 93

Recommande d’utiliser un modèle hydraulique détaillé:

Dans le cas d’un système avec un ensemble d’ouvrages de rétention/infiltration en série et/ou parallèle qui interagissent entre eux

Les formules globales usuelles

• domaine d’application des formules:le BV doit avoir un réseau ramifié sans ouvrages spéciaux et une pente comprise entre 0,2% et 5%

formules production transfert domaine d’application(!! sujet à controverses)

Débit de pointe

Rationnelle

Caquot

Cr (constant)

Cr (constant)

négligé

stockage

amortissement

ABV <≈ 10 ha (TB pour les BV routier)

Qp < 250 l/s

ABV <≈ 20 ha ; Qp < 500 l/s

Volume de stockageMéthode des pluies Cr (constant) Négligé Qf cst ; ABV <≈ 20 ha ; VU < 1000 m3



Utilisation d’un modèle hydraulique détaillé:

Ex. sur le cas d’étude du projet d’une voie bus sur l’A10 (Dirif), modélisation réalisée par Artélia








Ex. sur l’A10





- Cf. les références à la fin de la note

En particulier les guides de la Dtech du Cerema

(ex. Setra)

- Concernant les techniques alternatives:

Les techniques alternatives pour la gestion des eaux

pluviales, VRAI ou FAUX ? Risques réels et avantages, Graie, note de Juin 2014, 40p, en ligne

Techniques alternatives en assainissement pluvial, Choix, Conception, Réalisation et entretien, Y.Azzout et al., Édition Tec&Doc, Livre de 1994, 317p

L’assainissement pluvial intégré dans l’aménagement, Édition du Certu, Livre de 2008, 161p

Le site du GRAIE (www.graie.org), y compris un forum

Fiches techniques de l’association Adopta (Douai ; www.adopta.fr)

Le site Wikhydro présente quelques films

Pour en savoir plus:

http://www.graie.org/

http://www.adopta.fr/

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intégration de l’assainissement dans son environnement

10/05/2016 Club Cotita49

MERCI POUR VOTRE ATTENTION

Emmanuel Berthier (Cerema IdF), Serge Criscione (Dirif), Didier Gallis (Cerema IdF)

Contact: [email protected]

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