La gestion des eaux pluviales dans les aménagements urbains

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1 Contrat de rivières Action B2-5.2 La gestion des eaux pluviales dans les aménagements urbains La problématique des eaux pluviales est de plus en plus au cœur de l urbanisme des communes. Bien souvent, une gestion des eaux pluviales à la parcelle est rendue obligatoire pour les nouvelles constructions. Cependant, les difficultés liées au dimensionnement des ouvrages de rétention freinent l application de ces directives. Ce document vise à fournir quelques clés et méthodes simples pour la conception de ces ouvrages. Sans aucune valeur réglementaire, ce document pédagogique d aide aux particuliers ne se substitue en aucun cas aux règlements en vigueur sur la commune (zonage pluvial, PLU, etc.). Quels sont les projets concernés par une gestion des eaux pluviales à la parcelle? Quelle méthode utiliser pour déterminer le volume de rétention nécessaire? Quels sont les différents types d ouvrages adaptés pour la rétention des eaux pluviales? Quelle est la différence entre rétention et récupération des eaux de pluie?

2 COMPRENDRE Si le rejet d'eaux pluviales est effectué dans un milieu naturel, les projets d ensemble ou supérieurs à 1ha sont soumis à une procédure d autorisation ou déclaration auprès de la Police de l Eau, selon la surface du bassin versant qu ils interceptent : 1 - Contexte local Le bassin versant Brévenne-Turdine est un territoire sensible aux ruissellements, un phénomène qui contribue aux inondations observées dans cette région. Rubrique issue de la Nomenclature «Loi sur l eau», article R214-1 du code de l Environnement. correspondant à la partie du bassin naturel dont les écoulements sont interceptés étant : Rejet des eaux pluviales dans les eaux douces superficielles ou sur le sol ou dans le sous-sol, la surface totale du projet, augmentée de la surface 1. Supérieure ou égale à 20 ha : Autorisation. 2. Supérieure à 1 ha mais inférieure à 20 ha : Déclaration. Frise représentant l'historique des inondations à l Arbresle ANNÉE La sensibilité du bassin au risque inondation a fortement augmenté durant les dernières décennies. Ceci est en partie lié au développement des activités humaines et de l urbanisation, qui augmentent la quantité de surfaces imperméables. En augmentant l'imperméabilisation des sols, la possibilité d'infiltration diminue, l'eau va ruisseler plus vite et regagner directement les cours d'eau en aggravant le phénomène de crue. Face à cette augmentation, il est primordial de limiter les sources de production de ruissellement. C est pourquoi, même lorsqu elle est éloignée d un cours d eau, une parcelle doit faire l objet d une gestion des eaux pluviales. Ceci permet de protéger les territoires aval d un accroissement du risque inondation. LE PLAN DE PRÉVENTION DES RISQUES NATURELS D INONDATION (PPRNI) Les communes du bassin versant BrévenneTurdine sont soumises au Plan de Prévention des Risques Naturels d Inondation dont l un des objectifs est de ne pas augmenter la vulnérabilité par de nouveaux projets. D après le PPRNI, l imperméabilisation nouvelle ne doit pas augmenter le débit naturel en eaux pluviales de la parcelle pour tous les événements pluvieux jusqu à l évènement d occurrence 100 ans. C est de ce règlement (approuvé le ) et des zonages d eaux pluviales des communes du bassin que découlent les préconisations de rétention à la parcelle exposées dans ce document. 3 - Quels sont les projets concernés par une gestion obligatoire des ruissellements? Le schéma ci-dessous vous permet de savoir si vous êtes soumis à une gestion obligatoire des eaux pluviales sur votre parcelle. Munissez-vous de la surface de votre projet et vous trouverez dans le tableau ci-dessous la surface à partir de laquelle une rétention à la parcelle doit être mise en place. Si votre commune n est pas répertoriée dans ce tableau, elle ne possède pas de zonage pluvial. Dans ce cas, tout projet d une surface supérieure à 100 m² devra faire l objet d une gestion des ruissellements à la parcelle (d après le PPRNi). Remarque : la surface du projet évoquée précédemment correspond à l emprise au sol des nouveaux bâtiments, voiries et autres surfaces imperméables. Pour les communes non référencées dans le tableau «zonage pluvial effectué» (voir ci-dessous), il est conseillé de se rendre en mairie afin de vérifier si le zonage n a pas été engagé depuis la parution de cette plaquette. 2 - Cadre réglementaire Le Code Civil (articles 640 et 641) précise qu un projet ne doit pas aggraver le ruissellement naturel des eaux pluviales sur les fonds inférieurs. Le Code de l Urbanisme indique qu une commune peut interdire ou réglementer le déversement d eaux pluviales dans son réseau d assainissement. Le Code Général des Collectivités Territoriales (article L ) a pour but de réduire les ruissellements urbains en privilégiant une gestion des eaux pluviales à la source afin de freiner la politique de collecte systématique de ces eaux. La Loi sur l eau (articles L et suivants du code de l environnement) définit le principe de gestion équilibrée de la ressource en eau et habilite les collectivités territoriales à entreprendre des travaux visant à maîtriser les eaux pluviales et les ruissellements. VOTRE COMMUNE ZONAGE PLUVIAL EFFECTUÉ Voir tableau 1 en feuille annexe : «Projet soumis à une gestion à la parcelle des eaux pluviales» PAS DE ZONAGE PLUVIAL Tout projet ayant une surface supérieure à 100 m² est concerné par une gestion des eaux pluviales à la parcelle. >> Si la surface du projet concerné est inférieure à la surface de référence (100 m2 ou surface définie dans le zonage pluvial) sur votre commune, aucun moyen de rétention n est obligatoire. >> Si votre projet nécessite une rétention parcellaire, la suite du document vous permet de dimensionner et choisir l ouvrage de rétention adapté.

3 COMPRENDRE 4 - Qu est ce que la rétention à la parcelle? Avant de procéder au dimensionnement de l ouvrage de rétention, plusieurs termes doivent être définis afin de faciliter la compréhension du document : La récupération consiste à créer un ouvrage de stockage des eaux de pluies, en vue de leur réutilisation (arrosage). Il est dimensionné en fonction des besoins de l utilisateur. Presque toujours plein, ce dispositif ne permet pas d assurer un rôle tampon lorsqu un épisode pluvieux survient. En effet, lorsque l ouvrage est plein, l apport d eau est directement rejeté dans le milieu naturel, il n y a plus de stockage : le dispositif est transparent. La rétention consiste à mettre en place un dispositif de stockage des eaux de pluies et de régulation des eaux rejetées au milieu naturel. Ainsi, les eaux pluviales sont stockées pendant et après l épisode pluvieux et évacuées progressivement, selon le débit défini par l orifice de sortie. Ce dispositif est dimensionné en fonction de la superficie collectée. Un ouvrage de rétention ne permet pas de réutiliser les eaux pluviales car il est censé être toujours vide pour pouvoir recueillir et réguler un épisode pluvieux. Pour une réutilisation des eaux de pluie, il faudra le coupler avec un dispositif de récupération. L infiltration est une manière d évacuer le rejet d eaux pluviales par le sol. Cette technique dépend de la capacité d infiltration du sol. Celle-ci sera définie par une étude de sol, nécessaire pour connaître sa perméabilité. Elle sera aussi utile pour dimensionner l ouvrage d infiltration. 5-D étermination du volume de rétention nécessaire Surface du projet Le tableau 2 : «Détermination du débit de fuite» en feuille annexe permet de définir celui qui sera appliqué à votre projet, selon la surface collectée et la commune. N.B. : Pour des raisons de faisabilité technique, lorsque les débits de fuite sont très faibles, un débit minimum (de 2 l/s ou 5 l/s selon les zonages) est souvent préconisé. En effet, il est techniquement impossible de mettre en place un ouvrage de rétention d eaux pluviales ayant un orifice de sortie dimensionné pour un débit inférieur à 2 l/s. Ce dernier, de diamètre très faible, serait exposé à une obstruction due aux matières en suspension contenues dans l eau. Les rubriques ci-dessous vous proposent les méthodes de dimensionnement à appliquer en fonction de votre commune. Pour les communes et les cas listés dans le tableau 3 «Directives de dimensionnement», le dimensionnement se fait selon les directives indiquées dans le zonage pluvial : Exemple : Une parcelle de la commune de Pontcharra-sur-Turdine fait l objet d un agrandissement de 50 m². Après consultation des plans du zonage pluvial en mairie, la parcelle est située dans la zone intermédiaire à risque moyen. D après le tableau 3, la surface du projet étant de 50 m² et le risque moyen, le dimensionnement doit être effectué selon 0,04 m3 de rétention par m² de surface collectée. Sachant que 25 m² de la toiture de la maison actuelle sont également interceptés par l ouvrage de rétention, la surface collectée s élève à 75 m². Par un produit en croix, le volume de rétention obtenu est de : 0,04*75/1 soit 3 m3. Un dispositif de rétention de 3 m3 devra donc être mis en place. Pour tous les autres cas, le calcul du volume de rétention se réalise selon la méthode simplifiée ci-après. Avant de commencer, sachez que la surface à considérer pour le dimensionnement est, dans la plupart des cas, la surface du projet. Cependant si d autres surfaces sont raccordées au dispositif de rétention, elles devront être prises en compte dans le dimensionnement. C est pourquoi nous parlerons de surface COLLECTÉE dans la suite du document! Ainsi la surface COLLECTÉE peut prendre en compte non seulement la surface du projet mais également toutes les autres surfaces imperméables qui seront interceptées par l ouvrage (ex : anciennes toitures juxtaposées à celles du projet, parties de jardin, terrasses, etc.). Le schéma ci-contre illustre la différence entre les deux surfaces. Ancien bâti Avant de déterminer le volume de rétention, il est important de connaître à quel débit de fuite Qf le rejet va être évacué. Ouvrage de rétention Parcelle Surface collectée

4 AGIR MÉTHODE DE CALCUL a - DONNÉES PLUVIOMÉTRIQUES La station pluviométrique de LYON-BRON est la plus représentative des événements pluvieux de la région. Les données fournies par Météo France sont reprises dans le tableau suivant. Temps (min) L événement pluviométrique de référence à retenir (ou écrêter) est la pluie centennale de durée 1h, soit 45,9 mm en 60 min. b - DONNÉES DU PROJET Les données relatives au projet et nécessaires au calcul du volume de rétention à la parcelle sont les suivantes : La surface collectée S C (m²) dont les eaux de ruissellements sont interceptées par l ouvrage de rétention ; Le débit de fuite Q F déterminé plus haut ; Le coefficient de ruissellement C R (%) correspondant à la surface S C. Ce dernier est déterminé à partir des coefficients de ruissellement unitaires du tableau ci-dessous. La formule à utiliser pour obtenir le coefficient global est la suivante : C R = C R (toitures) x %toitures + C R (voirie) x %voiries + Exemple : un projet dont la surface collectée est composée à 90 % de toitures et 10 % de terrasse possède un coefficient de ruissellement : C R = 0.90 x x 0.75 = 0.8 Type de surface Coefficient de ruissellement Parcs, jardins 0,15 Chemins de terre, graviers, revêtements perméables Hauteur de pluies (mm) pour une période de retour de 100 ans 60 45,9 0,30 Dalles, Pavés, terrasses 0,75 Toitures 0,80 Voirie, parkings, autres surfaces bétonnées 0, Calcul du diamètre de l orifice de sortie Le diamètre de sortie est défini à partir de la relation simplifiée tenant compte du débit de fuite et de la hauteur d eau maximale H pouvant être atteinte dans le réservoir - voir schéma ci-dessous. Cas d un orifice circulaire : Avec : 7 - Rejets H D orifice de vidange 4xQ Q f D = S = 600xπx 2x9,81xH 600x 2x9,81xH Q F : déb it de fuite (en l/s) D : diamètre de l orifice de sortie (en m) H : hauteur d eau maximale pouvant être atteinte dans le bassin (en m) Exemple : si l ouvrage a une hauteur utile de rétention (H) égale à 1 m, un débit de fuite de 2 l/s et que le choix d un orifice de sortie circulaire est fait, le diamètre obtenu est de : diamètre de 30 cm. 4x2 600xπx 2x9,81x1 soit un Cas d un orifice rectangulaire Avec : Q F : débit de fuite (en l/s) S : Section de l orifice de sortie (en m) H : hauteur d eau maximale pouvant être atteinte dans le bassin (en m) Exemple : si l ouvrage a une hauteur utile de rétention (H) égale à 1 m, un débit de fuite de 2 l/s et que le choix d un orifice de sortie rectangulaire est 2 fait, la section obtenue est de : 600x 2x9x1 soit une section de 7,5 cm². Si une largeur de 5 cm est prise, une hauteur de 1,5 cm sera nécessaire. c - CALCUL DU VOLUME DE RÉTENTION Le volume de rétention est calculé grâce à la formule ci-dessous : V Avec : V(m 3 ) = (S c C R H 100 ) 1000 H 100 la hauteur d eau pour la pluie centennale de durée 1h (= 45,9 mm) C R le coefficient de ruissellement du projet défini dans la rubrique 5-b- (Données du projet) S C la surface collectée par l ouvrage de rétention (m²) Q F le débit de fuite (l/s) Q f 3,6 Exemple : Considérons un projet comportant une surface collectée Sc de m², pour un coefficient de ruissellement CR de 0,8 et un débit de fuite de 5 l/s/ha avec un minimum de 2 l/s (donnée issue du règlement des eaux pluviales de la commune.). Calcul du débit de fuite : 5 (l/s)x1 500 (m²)/ (m²) = 0,75 l/s soit un Qf = 2 l/s retenu. Calcul du volume de l ouvrage de rétention : 1 500x0,8x45,9/ x3,6 = 48 m 3. Rappel : 1 ha = m² Une fois le volume de rétention calculé et l orifice de sortie dimensionné, il faut définir le point de rejet. Dans tous les cas, l infiltration sera le moyen de rejet privilégié. Une étude de sol est donc systématique afin de définir les capacités du sol. Si l étude de sol démontre l incapacité à infiltrer, le rejet sera redirigé vers le milieu naturel (fossés, talwegs, etc.). Si, et seulement si, l infiltration ou le rejet au milieu naturel n est pas possible, une évacuation des eaux dans les réseaux séparatifs peut être envisagée. Renseignez-vous auprès de votre mairie pour connaître le règlement précis qui s applique dans ce genre de situation. Si le volume calculé est nul ou négatif, ceci signifie que le projet ne nécessite pas d ouvrage de rétention. Cependant, si aucune prescription n existe dans votre commune pour ce cas-là, il est conseillé de réaliser une rétention de l ordre de 0,3 m 3 pour 10 m² de surface collectée.

5 AGIR NOUE DE RÉTENTION : 8-L es différents types de rétention possibles Fossé large et peu profond avec des rives en pente douce. Ouvrage à l air libre souvent engazonné pour permettre la filtration des eaux. Nécessite une place importante. Le volume calculé précédemment est un volume effectif (volume de VIDE) nécessaire à la rétention des eaux pluviales. Ainsi, si le type de rétention choisi est composé d un matériau poreux, sa porosité devra être prise en compte dans le calcul du volume de l ouvrage. Exemple : Le volume de rétention calculé précédemment est de 4 m3, il correspond au volume effectif. Le type de rétention choisi a une porosité de 0,3. Le volume de l ouvrage sera donc de 4/0,3 soit 13 m3. T ECHNIQUES ADAPTÉES POUR TOUS TYPES DE PROJETS (collectifs ou individuels) BASSIN DE RÉTENTION ENTERRÉ : TRANCHÉES : Mis en place sous une terrasse ou un espace vert. Un regard sera prévu pour pouvoir inspecter et nettoyer la retenue. Il est possible de réserver un volume destiné à la récupération des eaux de pluies (l installation d une pompe sera alors nécessaire). Adapté pour les lotissements, ZAC, voiries, parking, toitures. Assurent le stockage des eaux de ruissellements et leur filtration. Ce sont des tranchées remplies de gros galets. Ce type de rétention nécessite une faible emprise au sol et une faible profondeur. Un entretien régulier est nécessaire afin de veiller au non colmatage du système. La porosité du système devra être prise en compte pour atteindre le volume effectif de l ouvrage. BASSIN À CIEL OUVERT : En eau ou sec, ils peuvent faire l objet d un aménagement paysager (mare, fontaine, forme multiple ). Adapté pour tous volumes de rétention. TOITURE DE STOCKAGE : permet le stockage des eaux pluviales sur les toits/ terrasses plats ou légèrement inclinés. Un entretien régulier est nécessaire. Si la toiture est recouverte d une couche de petits galets, la porosité de ces derniers devra être prise en compte pour atteindre le volume effectif de l ouvrage. Région Rhône-Alpes

6 AGIR CHAUSSÉE RÉSERVOIR : CUVE DE RÉTENTION HORS SOL : Rétention des eaux de ruissellements à l intérieur de la chaussée dans les interstices des matériaux. La porosité du système devra être prise en compte pour atteindre le volume effectif de l ouvrage. idéale pour le stockage des eaux de toitures. Région Rhône-Alpes TECHNIQUES ADAPTÉES AUX PROJETS INDIVIDUELS JARDINS DE PLUIE : Lit de plantes ou de pierres situé dans un creux du terrain et conçu pour capter les eaux pluviales et permettre leur infiltration tout en assurant une filtration. Si le sol est argileux, il peut être remplacé par un mélange composé de 60 % de sable, 20 % de compost et 20 % de terre arable. Adapté pour les petits volumes de rétention. La porosité du mélange devra être prise en compte pour atteindre le volume effectif de l ouvrage. COÛT APPROXIMATIF DES DIFFÉRENTES TECHNIQUES ALTERNATIVES : Techniques BASSIN DE RÉTENTION CHAUSSÉE RÉSERVOIR Coûts Bassin enherbé 150 /m Bassin enterré 500 /m Bassin en béton non couvert 300 /m Enrobés drainants 100 /m² Enrobés imperméables 150 /m² Structure alvéolaire 400 /m3 NOUE JARDIN DE PLUIE CUVE DE RÉTENTION HORS SOL TOITURE DE STOCKAGE 50 /m3 Dépend des matériaux et végétaux choisis 100 /m3 30 /m²

7 CONTACT Syndicat de Rivières Brévenne - Turdine rue Passemard L Arbresle Tél : Fax :