GEQ05 DURÉE DE VIDANGE D UN OUVRAGE DE RÉTENTION

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1 OUTIL DE GESTION DE L EAU DE PLUIE A L ECHELLE DU QUARTIER - RECOMMANDATION PRATIQUE GEQ05 - GEQ05 DURÉE DE VIDANGE D UN OUVRAGE DE RÉTENTION 1. PLUVIOMÉTRIE Les climatologues de l Institut Royal Météorologique effectuent quotidiennement des relevés de précipitation. Grâce à des modèles d analyse, ils parviennent à établir des tables dites IDF (Intensité Durée Fréquence) qui permettent d estimer, pour un lieu donné, la probabilité d un épisode pluvieux d une certaine intensité pour une durée de temps précise en termes de temps de retour, c'est-à-dire la probabilité qu un tel épisode pluvieux revienne une fois sur le laps de temps donné. Ces tables permettent de regrouper chaque épisode pluvieux observé selon des «familles» basées sur la fréquence d apparition. Ainsi on parle, par exemple, de pluie décennale lorsque qu un évènement pluvial apparait statistiquement une fois tous les 10 ans à un endroit donné. Il est important de retenir que pour une même fréquence d apparition (donc pour un même temps de retour), l intensité d une pluie est d autant plus forte que sa durée est courte. À partir de ces tables, il est possible de modéliser des pluies théoriques dites pluies de projet. Ces pluies sont des représentations de l évolution de l intensité de la pluie au cours du temps d averse. Plusieurs méthodes de modélisation des pluies existent comme la «pluie de Chicago» ou encore la «pluie de Watt». La pluie de projet utilisée dans l outil est basée sur une construction simple. Elle dure 4 heures et est construite à partir de son milieu par blocs de temps successifs d incrément de 5 minutes. Les courbes qui en résultent sont symétriques et leur intensité maximale dépend du temps de retour sélectionné. Figure 1 - Courbes de pluies de projet de 4 heures construites pour Uccle sur base des tables IDF de l Institut Royal Météorologique de Belgique, PAGE 1 SUR 5 INFOFICHE_GEQ 15/12/2014

2 Comme on peut le constater sur le graphique de la Figure 1 ci-dessus, l intensité maximale de précipitation augmente avec le temps de retour de la pluie. Ces intensités maximales peuvent être représentées graphiquement en fonction du temps de retour de la pluie. Figure 2 - Évolution logarithmique de l'intensité maximale de précipitation en fonction de la fréquence de précipitation 2. DIMENSIONNEMENT : TEMPS DE RETOUR, DEBIT DE FUITE, RETENTION ET TEMPS DE VIDANGE La pluie est un phénomène naturel contre lequel il n est raisonnablement et économiquement pas possible de se protéger totalement. La définition du degré de protection souhaité se fait, en théorie, en comparant les coûts (construction, utilisation, ) des ouvrages avec les coûts des dégâts qui seraient provoqués par des inondations qui se produiraient par dépassement des capacités protectrices des ouvrages. L habitude est de parler d une protection en termes de «x années» : protection décennale, protection centennale, Le choix d un temps de retour d une pluie de projet s accompagne toujours d un débit de fuite maximum de l ouvrage vers l exutoire. Le débit de fuite est le débit, exprimé en litre par seconde et par hectare, qui s'écoule en dehors de l espace collectif vers l'exutoire (égout, rivière, plan d eau, espace collectif aval ). Pour un débit de fuite choisi et un temps de retour de pluie de projet défini, le dimensionnement de l ouvrage se résume à la définition d un volume de rétention qui retient les eaux qui ne se sont, durant la pluie envisagée, ni infiltrées, ni évaporées, ni évapotranspirées, ni évacuées à débit régulé vers l exutoire. Les quantités d eau infiltrées, évaporées et évapotranspirées dépendent directement des dimensions de l ouvrage. Une fois la pluie passée, l ouvrage pourra se vider lentement, par infiltration, par évaporation, par évapotranspiration ou vers l exutoire à débit régulé défini, et attendre la pluie suivante pour remplir à nouveau sa fonction. PAGE 2 SUR 5 INFOFICHE_GEQ 15/12/2014

3 3. ÉVALUATION DU TEMPS DE VIDANGE. Dans l outil, le temps de vidange des ouvrages de rétention est déterminé en fonction des objectifs de dimensionnement et plus particulièrement en fonction de la fréquence de retour des précipitations et du débit de fuite de l'ouvrage (ce débit considère le débit de fuite maximal autorisé, le débit d'infiltration dans le cas d'un ouvrage infiltrant et du débit d'évaporation). Comme nous avons pu le constater dans la Figure 2, l intensité maximale de précipitation, déterminante pour le calcul du débit de pointe et du volume précipité, suit une courbe logarithmique en fonction de l augmentation de la période de retour. Sur base de cette observation, puisque pour un même projet d aménagement, le volume précipité à gérer augmente de manière logarithmique avec l augmentation du temps de retour, le temps de vidange maximal autorisé de l ouvrage de rétention ayant stocké le volume doit également dépendre de la période de retour. De ce fait, dans l outil, le temps de vidange maximal autorisé, donné à titre indicatif, est fonction de la période de retour choisie dans les objectifs de dimensionnement. Le temps de vidange maximal autorisé varie de manière logarithmique avec l augmentation de la période de retour. On conseille en général que le temps de vidange ne dépasse jamais 48h. Idéalement, il ne devrait pas excéder 12h pour éviter les désagréments d odeur et de prolifération d insectes. Comme nous venons de le dire, le temps de vidange dépend, en plus du débit de fuite, du temps de retour de la pluie : il est acceptable qu un ouvrage recevant une pluie centennale se vidange en 1 à 2 jours, alors qu un ouvrage recevant une pluie annuelle doit pouvoir se vidanger plus rapidement. Sur base de ce principe, l outil établit les temps de vidange maximal autorisé suivant pour les différents temps de retour. Le temps de vidange pour une pluie centennale est estimé à 48h, celui d une pluie décennale à 6h. Entre ces deux extrêmes, le temps de vidange évolue de manière logarithmique. Temps de retour [années] Durée de vidange maximale autorisée [h] Tableau 1 - évolution du temps de vidange maximal autorisé des ouvrages de rétention en fonction du temps de retour Le temps de vidange effectif de l'ouvrage est calculé en considérant le débit de fuite sélectionné comme objectif hydraulique, le débit d'infiltration pour les ouvrages infiltrant et le débit d'évaporation. Un projet doit dès lors être conçu (choix des objectifs, dimensionnement des techniques alternatives ) de manière à ce que son temps de vidange effectif soit inférieur ou égal à la durée de vidange maximale autorisée. PAGE 3 SUR 5 INFOFICHE_GEQ 15/12/2014

4 Ces valeurs ( Tableau 1) de durée de vidange maximale autorisée suivent bien une progression logarithmique selon le temps de retour. Cette progression est identique à celle observée lorsque l intensité maximale de précipitation varie en fonction de la période de retour. Figure 3 - distribution logarithmique du temps de vidange maximal autorisé en fonction de la période de retour RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES [1] Musy, A. and C. Higy, Hydrologie: Tome 1, Une science de la nature. Vol : PPUR presses polytechniques. [2] Rivard, G., Gestion des eaux pluviales en milieu urbain: concepts et applications. 1998: Sainte- Dorothée, Québec: Alias communication design. [3] Bruxelles Environnement Fiche écoconstruction Fiche informative outil de gestion eau de pluie OGE14 Pluie de projet [4] Bruxelles Environnement Fiche écoconstruction Fiche informative outil de gestion eau de pluie OGE16 Objectifs de dimensionnement Dmax et temps de retour PAGE 4 SUR 5 INFOFICHE_GEQ 15/12/2014

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