Impact des citernes sur l écrêtement des crues. Dimitri. XANTHOULIS (ULG AgroBioTech)
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- Marthe St-Arnaud
- il y a 8 ans
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1 Impact des citernes sur l écrêtement des crues Dimitri. XANTHOULIS (ULG AgroBioTech)
2 Recensement 2001 en région r wallonne - 30% des logements wallons sont équipés de citerne d eau de pluie - L eau de pluie en substitut à l eau de distribution est estimée à environ 11 millions de m³ par an - Représente 6% de la consommation d eau totale des ménages (Prevedello et al., 2007).
3 Pratique contreversée + Utilisation dans le contexte du développement durable en mettant en avant les bénéfices économiques et environnementaux (réduction de la pression quantitative exercée sur les ressources en eau). + Effets inéquitables de cette pratique : le cout de l assainissement, qui est inclus dans le prix de l eau de distribution, est reporté sur les particuliers ne possédant pas de citerne.
4 Rapport sur l él état de l environnementl wallon (2007) Eléments identifiés pour approfondir les impacts réels de l utilisation de l eau de pluie: la taille moyenne et le nombre de citernes existantes effectivement utilisées, les usages pour lesquels l eau de pluie est employée ou pourrait l être, les charges polluantes véhiculées par les eaux de pluie usées et qui ne sont pas soumises au cout-vérité à l assainissement, l impact environnemental global (écobilan) de l utilisation d eau de pluie, l impact de la présence de citernes sur l écrêtement des crues.
5 Projet Crescendeau - Aquapôle Objectifs Réaliser un bilan de l utilisation des eaux de pluie (sécurité de l alimentation via les citernes) Combien de jours par an la citerne est-elle vide? Analyser la faisabilité de techniques d infiltration des excédents et les limitations Combien de fois par an la citerne déborde? Lors d un débordement, quel est l excédent d eau maximum à infiltrer en provenance de la citerne avec une occurrence de 20 ans? Évaluer l impact de l utilisation de citernes pour l écrêtement des crues Quel est l effet de l utilisation des citernes sur l écrêtement des crues?
6 Schéma de fonctionnement
7 Données utilisées La région de Gembloux est choisie pour les calculs ; 30 années de pluies journalières observées à Ernage :de 1973 à 2002 Valeur moyenne annuelle: 834 mm Dans les calculs, la restitution des pluies par la toiture est prise égale à 100%. les superficies des toitures, le nombre d habitants dans l habitation, la consommation moyenne journalière d eau de pluie (75 litres/habitant.jour)
8 Poste Consommation journalière re en eau % de consommation Consommation (l/habitant.jour) Utilisation eau de pluie (l/j) Lessive 13% Hygiène 32% 37 nettoyage 9% Vaisselle 7% 8 8 WC à chasse 35% Boisson 4% 5 100%
9 Bilan Stockage et déversements Citerne : 5m³ - Toiture : 200 m² - Consommation : 150 l/j (m³) Eau ds citerne + apports Eau dans citerne Déversement hors citerne Date
10 Objectifs Bilan de l utilisation des eaux de pluie (sécurité de l alimentation via les citernes) Faisabilité de techniques d infiltration des excédents et les limitations Impact de l utilisation de citernes pour l écrêtement des crues
11 Sécurisation de l alimentation: l Nombre de jours citerne vide
12 Sécurisation de l alimentation: l Nombre de jours citerne vide Une faible superficie de toiture procure une faible sécurité d alimentation quelque soit le volume de la citerne. Une grande superficie de toiture procure une meilleure sécurité d alimentation qui augmente avec le volume de la citerne. Pour une même consommation, le nombre de jours citerne vide diminue lorsque le volume de la citerne augmente. Toiture 100 m² Toiture 200 m²
13 Sécurisation de l alimentation: l Nombre de jours citerne vide Au delà d'une "consommation limite", le nombre de jours de citerne vide est indépendant du volume de la citerne. Cette consommation limite est de 250 litres par jour pour une toiture de 100 m², elle passe à 500 l/j pour une toiture de 200 m². Toiture 100 m² X Toiture 200 m² X
14 Sécurisation de l alimentation: l Bilan de l utilisation l des eaux de pluies L augmentation du volume de la citerne entraîne : Une augmentation de la quantité d eau disponible pour la consommation Une diminution du nombre de jours citerne vide, Une diminution du nombre de déversements Une diminution du volume déversé En année sèche, une augmentation de la superficie de la surface récoltante à un effet important sur la consommation d eau en provenance de la citerne. Une augmentation du volume de la citerne entraîne également une plus grande disponibilité en eau de pluie. En année humide, la consommation d eau en provenance de la citerne, reste pratiquement identique quelque soit le volume de la citerne et la superficie de la toiture. Ceci s explique par la fréquence plus élevée des pluies permettant une réalimentation plus régulière de la citerne.
15 Objectifs Bilan de l utilisation des eaux de pluie (sécurité de l alimentation via les citernes) Faisabilité de techniques d infiltration des excédents et les limitations Impact de l utilisation de citernes pour l écrêtement des crues
16 Le volume des excédents Surface toiture Consommation Volume de citerne 15,00 14,00 13,00 12,00 11,00 10,00 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 Système d infiltration: d excédents Lorsque la surface récoltante est important (toiture de 200 m²), le volume de la citerne intervient peu sur le volume des excédents tant que la consommation reste inférieure à 450 l/j. Pour des consommations supérieures, un impact du volume de la citerne sur le volume des excédents est observé. Volume maximun des excédents (m³/j) Figure 8 : Evolution du volume des excédents (m³/j) Superficie toiture : 100 et 200 m² Gumbel 20 ans Toiture de 200 m² Toiture de 100 m² V=5 m³ - S = 100 m² V=10 m³ - S = 100 m² V=20 m³ - S = 100 m² V=5 m³ - S = 200 m² V=10 m³ - S = 200 m² V=20 m³ - S = 200 m² 0, Consommation journalière (l/j)
17 Système d infiltration: d excédents Volume maximun des excédents (m³/j) 15,00 14,00 13,00 12,00 11,00 10,00 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 Figure 8 : Evolution du volume des excédents (m³/j) Superficie toiture : 100 et 200 m² Gumbel 20 ans Toiture de 200 m² Toiture de 100 m² X 20 m³ 10 m³ Consommation journalière (l/j) V=5 m³ - S = 100 m² V=10 m³ - S = 100 m² V=20 m³ - S = 100 m² V=5 m³ - S = 200 m² V=10 m³ - S = 200 m² V=20 m³ - S = 200 m²
18 Système d infiltration: d excédents En supposant un volume à infiltrer limité à 5 m³ par jour, les surfaces d'infiltration à prévoir sont: Ksol (m/s) 1E-05 1,00E-06 1,00E-07 Surface d'infiltration (m²) Type de sol Sable limoneux Limon sableux Limon argileux Argile limoneuse Argile Marne
19 Objectifs Bilan de l utilisation des eaux de pluie (sécurité de l alimentation via les citernes) Faisabilité de techniques d infiltration des excédents et les limitations Impact de l utilisation de citernes pour l écrêtement des crues
20 Effet de l utilisation l des citernes sur l él écrêtement des crues
21 Effet de l utilisation l des citernes sur l él écrêtement des crues Extrait du Plan de Localisation Informatique (PLI)
22 Simulation : BV + citernes Hypothèses Captation intégrale des eaux de toiture toutes les citernes sont vides au début de l averse le volume de citernes est suffisant pour emmagasiner la totalité du ruissellement en provenance des toitures. 4,1 m³ de citerne/100 m² de toiture
23 simulations en condition avec citernes et sans citerne 2,5 2 Débits (m³/s) 1,5 1 BVT avec citerne BVT sans citerne 0, Temps (minutes)
24 Réduction du débit d et du volume Figure 13: Réduction du débit de pointe en raison de la présence de citernes Figure 14: Réduction du volume ruissellé en raison de la présence de citernes 40,0% 40,0% Réduction du débit de p ointe 30,0% 20,0% 10,0% 0,0% 0,0% 1,0% 2,0% 3,0% 4,0% 5,0% Surface des toitures/surface du bassin versant Réduction du volum e ruissellé 30,0% 20,0% 10,0% 0,0% 0,0% 1,0% 2,0% 3,0% 4,0% 5,0% Surface de toitures/surface du bassin versant
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