1 Photos : Romnée A.

2 Photos : Romnée A.

Dispositifs pour une gestion intégrée des

eaux pluviales sur la parcelle

Définition | Conception | Dimensionnement

Séminaire CCB-C | 04/10/2016

Ambroise Romnée

Chef de projet - CSTC

Laboratoire Développement Durable

« Etudes et outils réalisés par Architecture et Climat de l’Université catholique de Louvain,

avec le soutien de Bruxelles Environnement et de l’Alliance Emploi Environnement »

Problématique de l’imperméabilisation des sols

source : IGEAT, ULB, Brussels

1955 : 18 % 2006 : 37 %

N

4 Taux d’imperméabilité en Région de Bruxelles-Capitale

Impact sur le cycle de l’eau

5

source : « Les jardins et la pluie »

Problématique du changement climatique

6

5,1

22,6

14,7 57,6

Orages anormaux

Centennal30 ansDécennalSexennal

0102030405060708090

100110120

1928 1938 1948 1958 1968 1978 1988 1998 2008

No

mb

re d

e jo

urs

d'o

rag

e

Evolution annuelle Normale Moyenne sur 20 ans

Evolution du nombre de jours d’orage par année

Les inondations urbaines

7

Définition :

Inondation (submersion temporaire du circuit habituel d’écoulement de l’eau)

provoquée par une augmentation soudaine de la quantité et de la vitesse des eaux

de ruissellement, conjointement à un refoulement du réseau d’assainissement, en

milieu urbain

4 causes principales

Augmentation de l’imperméabilisation

Changements climatiques

Ancienneté du réseau d’assainissement unitaire

Disparition des zones naturelles d’absorption

Localisation

Dans le fond des vallées

Sur les chemins de passage des flux

Sur les axes des cours d’eau voûtés

Bâtiment Usage particulier eau pluviale

Equilibre offre et demande

(TR, toitures & occupants)

Compensation imperméabilisation

Espace Potentiel Implantation

(zone de recul et cours et jardins)

Développement Maillage Bleu+

Ouvrage Collectif de Rétention

Gestion et usage collectif eau pluviale

Solidarité amont aval

Diminution risque inondation

Agrégation échelles infra

Parcelle

Ilot

Bassin

Versant

8

Intégrer toutes les échelles bâties du bassin versant

9

Démarche d’une gestion intégrée à la parcelle

2 aspects de la problématique :

• L'aspect quantitatif :

o Gérér les volumes et les débits

limiter l’impact en aval (inondation) et érosion des sols

Réduire les débits de pointe et écrêter les variations de débits

o Absorption sur la parcelle par infiltration directe ou rétention, utilisation, infiltration, évaporation ou rejet à débit régulé

• L'aspect qualitatif :

• l'eau de pluie doit être privilégiée pour des usages ne nécessitant pas la qualité de l'eau potable.

• recharger les nappes phréatiques, l'eau doit être prioritairement infiltrée.

• limiter la pollution de l'eau tout au long de son parcours et d'améliorer sa qualité avant de la rejeter

Chaque projet devra se développer en gardant à l'esprit les 6 axes structurant suivant :

1. Eviter l'implantation du bâtiment en zone inondable ou prendre des mesures compensatoires

2. Réduire le ruissellement

3. Restituer l'eau au milieu naturel

4. Ralentir le ruissellement

5. Evacuer le ruissellement excédentaire à débit régulé vers les eaux de surface ou le réseau d'égouttage

6. Garantir la qualité de l'eau

10

Processus de conception d’une gestion intégrée à la parcelle

1. Identifier les contraintes de la parcelle (slide suivant)

2. Minimiser les surfaces imperméables • Au niveau du bâtiment :

o limiter l’emprise au sol

o construire en hauteur

• Au niveau des abords :

o utiliser des revêtements de sol perméable

o planter des arbres (ralentir et infiltrer)

3. Compenser l’imperméabilisation (slides suivant)

1. Décrire le ruissellement de l’eau

2. Sélectionner des dispositifs

3. Dimensionner les dispositifs

Photo : Mahaut V. Photo : Mahaut V.

Photo : Mahaut V.

Photo : Romnée A. Photo : Mahaut V.

Photo : http://www.stradusinfra.be/

11

Contraintes liées à la parcelles

Présence d’une zone particulière

o zone inondable (prescriptions particulières)

o zone de captage : infiltration interdite

o zone Natura 2000 : ouvrages profonds interdits

Caractéristique du site

• Topographie : >+/-2% infiltration difficile

• Possibilité d’exutoire…naturel

Caractéristiques du sol et du sous-sol

o Encombrement du sous-sol

o Présence de sol pollués : rétention de l’eau

o Perméabilité du sol : >20 mm/h -> infiltration

o Profondeur de la nappe phréatique fond ouvrage +1m / nappe -> infiltration

Densité d’occupation du projet -> place disponible

Zone de captage

Source : Brussels UrbiS

Zone inondable

Source : http://geoportal.ibgebim.be/

Zone natura 2000

Source : http://geoportal.ibgebim.be/

Pente

Source : données UrbiS

Etat du sol

Source : http://geoportal.ibgebim.be/

12

Dispositifs de gestion décentralisée

13

La Noue Une noue est une dépression du sol servant au recueil, à la rétention, à l’écoulement, à l’évacuation et/ou à l’infiltration des eaux

pluviales. Peu profonde, temporairement submersible, avec des rives en pente douce, elle est le plus souvent aménagée en

espace vert, mais pas exclusivement.

Principe hydraulique

• Collecte : par ruissellement des surfaces

ou canalisation

• Stockage : fonction principale (décennal)

• Écoulement : à surface libre

• Évacuation : exutoire | évaporation |

infiltration

Coût

Variantes = f(imperméabilité du sol)

• Infiltrante : par le fond et les parois |

avec ou sans massif en fond

• Drainante : à surface libre ou avec

drain sous la noue |

imperméabilisation naturelle ou

artificielle (membrane et compactage)

• Mixte Dessin : Architecture & Climat

Photo : Mahaut V.

14

Le Puits d’infiltration Un puits est un dispositif de plusieurs mètres, voire plusieurs dizaines de mètres, de profondeur qui permet le transit du

ruissellement vers un sous-sol perméable pour assurer un débit de rejet compatible avec les surfaces drainées, après stockage

et prétraitement éventuels.

Coût

• Prix de fourniture : 350-600€ + Prix de

pose : 550-700€ (Adopta)

• 3€/m² de surface assainie (IGEAT)

Dessins : Architecture & Climat

Principe hydraulique

• Collecte : par canalisation et prétraitement

éventuel

• Stockage : dans le puits vide ou le massif

du puits

• Écoulement : /

• Évacuation : par le fond et/ou parois par

infiltration

Variantes (sol infiltratble)

De toute forme mais cavité souvent

cylindrique et en béton

• Classique (cavité vide) : y compris

dispositifs décanteur, déshuileur et

couche filtrante

• Intégré (cavité remplie) : matériaux

très poreux entouré d’un géotextile

Citerne d’orage

15

La Citerne : de récupération ou d’orage Une citerne est un réservoir fermé destiné au stockage temporaire d’eau de pluie. Elle peut être maçonnée ou préfabriquée, en

béton ou en matériau synthétique, enterrée ou non. Il en existe de deux types bien distincts en fonction de son objectif

hydraulique : la citerne de récupération et la citerne d’orage.

Variantes

• Récupération : valorisation

domestique | dimensionnement =

équilibre entre offre et demande

• D’orage : stockage forte

précipitation | trop-plein vers cit.

récup. éventuel

• Mixte

Dessins : Architecture & Climat

Citerne de récupération

Principe hydraulique

• Collecte : par canalisation ou rigole

• Stockage : objet principal

réutilisation si récupération (volume

variable)

temporisation si d’orage

• Écoulement : /

• Évacuation : vers exutoire ou réutilisation

Coût

• Pompe : 235 à 425€ (Source : UPA, 2009).

• Pré-filtre : Fourniture de 60 à 320€, pose de 40 à 200€.

• Placement système d’une conduite d’eau double dans une construction

neuve : surcoût de 250€, soit 310 à 500€/m³ de volume de citerne.

• Cuve en béton (fourniture) : 3000 litres : 300€, 5000 litres : 420€, 7000 litres

: 600€, 10 000 litres : 720€ + transport et dépose au fond du trou : 400€.

• Cuve avec kit complet : 5000 litres : 1350€, 7000 litres : 1500€, 10 000 litres

: 1650€ + transport et dépose au fond du trou.

• Dalle de fond en sable stabilisé et remblais au sable stabilisé ou en terre :

15 à 25 €/m³.

• Au total : 1000 à 2000€ de postes fixes + 230 à 450€/m³ d’eau stockée

16

Le Toit stockant : vert, en eau ou gravier Une toiture stockante est une toiture qui peut stocker temporairement un volume d’eau de pluie au plus près de la surface

réceptrice. Cette technique est utilisée pour ralentir le plus tôt possible le ruissellement sur les toits le plus souvent plats (pente

max. 0,1 à 5 %). Le principe consiste à retenir, grâce à un parapet en pourtour de toiture, grâce à un substrat planté ou grâce à

un massif de graviers roulés, une certaine hauteur d’eau, à la faire évaporer, évapotranspirer et/ou à la relâcher à faible débit.

Coût

• Verte extensive

o 80-100€/m² pour – de 50m²,

o 60-80€/m² pour 50 à 100m²,

o 40-60€/m² pour + de 100m²

• Gravier

280 à 400€/m³ de gravier roulé, soit 14 à 20 €/m² pour 5 cm de

gravier, à compter en plus de l’étanchéité de la toiture. • En eau

Pas de surcoût en construction neuve (poids de neige)

Variantes Étanchéité + lestage

• Verte : stockage dans substrat végétal

Intensive : ép. 20cm | plantes

variées

Extensive : ép. 6-15cm | plantes

milieu sec

• Gravier roulé : ép. quelques cm (stock

et filtre)

• En eau : stock d’une lame d’eau

Photo : Mahaut V.

Dessin : Architecture & Climat

Principe hydraulique

• Collecte : directe sur le toit

• Stockage : objet principal

• Écoulement : /

• Évacuation : évaporation,

évapotranspiration et débit régulé

• Gestion à la source

L’ouvrage est situé le plus en amont dans le réseau de drainage

• Gestion en transport

L’ouvrage transporte l’eau pluvial d’amont en aval

• Gestion en fin de réseau

L’ouvrage est situé le plus en aval dans le réseau de drainage

Source Transport Fin

Adapted from : http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/eau/pluviales/chap11.pdf

17

Réseau(x) de drainage

Mise en réseau des dispositifs de gestion décentralisée

Exutoire

18

Surfaces réceptrices &Surfaces (potentielles) collectrices

Zone Recul

ZR

Zone de Cours (et Jardin)

ZC(J)

Collectrice = qui collecte les EP des surfaces réceptrices avoisinante et d’elle-même

Réceptrice = qui reçoit la précipitation

Toit plat Toit à

versant

avant arrière

Collectrice Collectrice Réceptrice

Collectrice Réceptrice

19

Scénarios de mise en réseau

Lieux d’implantation de mesures décentralisées

A B C D E F G H I J K L M N O P

Toit Toit Toit Toit Toit Toit Toit Toit Toit Toit Toit Toit Toit Toit Toit Toit

Cit Cit Cit Cit Cit Cit Cit Cit

ZR ZR ZR ZR ZR ZR ZR ZR

ZC(J) ZC(J) ZC(J) ZC(J) ZC(J) ZC(J) ZC(J) ZC(J)

Ilot OCR OCR OCR OCR OCR OCR OCR OCR

Public Exu Exu Exu Exu Exu Exu Exu Exu Exu Exu Exu Exu Exu Exu Exu Exu

Bâtiment

Parcelle

C H E+ Versant AVANT

toiture en pente

Versant ARRIERE

toiture en pente

Toiture PLATE

(principale et annexe)

Toiture PLATE stockante

(principale et annexe)

1. Proximité

2. Moindre coût

3. Fonction première

ZR

ZC

(J)

To

it s

tock

an

t

Cit

ern

e

OC

R

Ex

uto

ire

Versant AVANT 1 3 6 4 5 2

Versant ARRIERE 5 1 6 2 3 4

ANNEXE 6 1 2 3 4 5

TOIT PLAT 2 1 3 4 5 6

20

Hiérarchie des lieux d’intervention

21

Outil de gestion de l’eau à la parcelle

Tableur Excel + 17 info-fiches Destiné aux projets de 1000 m² de type logement, l’outil permet de dimensionner des mesures compensatoires en fonction du débit de fuite souhaité. L'outil intègre les aspects faisabilité, impact environnemental et coût financier. Il s'accompagne de fiches décrivant de manière détaillée les différentes solutions envisageables.

http://www.environnement.brussels/thematiques/eau/gestion-durable/outils-de-gestion-de-leau-de-pluie

OU

Googleliser (1er lien): « OGEP Bruxelles Environnement »

Pour utiliser l’outil il est nécessaire d’avoir à sa disposition :

• les surfaces en projection horizontale totales de la parcelle,

• le type revêtement de chaque surface, leur pente approximative, leur orientation

• certaines caractéristiques du sol et du sous-sol

• la capacité de la citerne existante, s’il en existe une sur la parcelle,

• une idée de la consommation en eau pour les usages domestiques,

• les prescriptions urbanistiques communales en matière de gestion des eaux de pluie s’il en existe.

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Outil de gestion de l’eau à la parcelle

Exemple d’utilisation Info-fiche OGE13

Objectif :

Dimensionner les ouvrages de fin de réseau (jardin et zone de

recul) pour une pluie de projet et un débit de fuite donnés.

Possibilité de créer 2 réseaux

• Réseau 1 (bleu) : « arrière de la maison » (citerne)

• Réseau 2 (rouge) : « avant de la maison »

Situation avant rénovation Situation projetée

• Guide bâtiment durable : http://www.guidebatimentdurable.brussels/fr/vue-d-ensemble-des-

dispositifs.html?IDC=5352

• Outil de gestion de l’eau à la parcelle : http://www.environnement.brussels/thematiques/eau/gestion-

durable/outils-de-gestion-de-leau-de-pluie

• Bruxelles Environnement (IBGE), Etude présentant des projets innovants en matière de gestion des

eaux pluviales sur l’espace public et en voirie, Rapport d’étude menée dans le cadre de l’ Alliance

Emploi Environnement Eau (AEEE) , Bruxelles, 2014

• ADOPTA, Techniques alternatives,

http://www.adopta.fr/site/index.php?option=com_content&task=view&id=18&Itemid (28/10/2014)

• Chaïb, J., Les eaux pluviales - Gestion intégrée, Sang de la terre & Foncier Conseil, Paris, 1997

• Dunnett, N., & Clayden, A. (2007). Les jardins et la pluie: gestion durable de l'eau de pluie dans les

jardins et les espaces verts. Editions du Rouergue.

• AQUATOPIA, Une étude sur le potentiel hydrologique et (socio-)économique des Nouvelles rivières urbaines, http://www.egeb-sgwb.be/AQUAtopia (28/09/2016)

• CSTC, NIT 229, Les toitures vertes, 2006

(http://www.cstc.be/homepage/download.cfm?dtype=services&doc=tv_s08_01.pdf&lang=fr)

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Bibliographie

Non exhaustive

Guidance Technologique Éco-Construction et Développement Durable

en Région de Bruxelles-Capitale

info@bbri.be www.cstc.be\go\gt-batimentdurable

Rue Dieudonné Lefèvre, 17 1020 Bruxelles

+32 (0)2 529 81 06 +32 (0)2 653 07 29

Thèmes prioritaires : • Énergie et bâtiments • Restauration, rénovation et entretien des bâtiments • Confort acoustique • Accessibilité des bâtiments • Utilisation durable des matériaux et la santé • Construction durable en bois, les façades et toitures vertes • Qualité de l’air intérieur et la santé • Digital Construction • Veille technologique

Mission : • Soutien technologique direct et multidisciplinaire • Diffusion d’information et formation collective • Prospection et stimulation à l'innovation • Aide à l’introduction de programmes de recherche et à la demande de subsides

Bénéficiaires : • Service gratuit pour l'ensemble des entreprises bruxelloises du secteur de la

construction

En collaboration avec la Confédération de la Construction Bruxelles-Capitale

Subsidiée par la Région de Bruxelles-Capitale via InnovIRIS

CONTACTS

« Etudes et outils réalisés par Architecture et Climat de l’Université catholique de Louvain,

avec le soutien de Bruxelles Environnement et de l’Alliance Emploi Environnement »

CSTC

Ambroise Romnée – ambroise.romnee@bbri.be

Bart Bleys

Liesbeth Vos

Architecture & Climat

Dorothée Stiernon –

dorothee.stiernon@uclouvain.be

Sophie Trachte – sophie.trachte@uclouvain.be