COMPARAISON DE MESURES ALTERNATIVES POUR LA GESTION DES EAUX DE PLUIE A L ECHELLE DE LA PARCELLE FICHE INFORMATIVE OUTIL GESTION EAU DE PLUIE OGE03

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1 FICHE INFORMATIVE OUTIL GESTION EAU DE PLUIE OGE03 LE BASSIN EN EAU Un bassin en eau cnserve une lame d eau en permanence. Les eaux de pluie et de ruissellement y snt déversées au curs d épisdes pluvieux. Sn niveau est dnc variable et cette variabilité est suvent prpice à la bidiversité. Leur échelle est très variée : de la simple mare dans le jardin au véritable lac accueillant des activités nautiques. Quelque sit sa taille, le bassin en eau abrite tujurs un écsystème aquatique dnt l équilibre dépend des variatins de vlume et de la qualité des eaux dues aux apprts pluviaux. Le bassin en eau est très sensible à la qualité des eaux d alimentatin (eaux de ruissellement, ). PRINCIPES HYDRAULIQUES : Cllecte : L eau est cllectée, sit par l intermédiaire de canalisatins, rigles u nues dans le cas, par exemple, de récupératin des eaux de titure et de chaussée, sit directement après ruissellement sur les surfaces adjacentes. Un uvrage d alimentatin permet l arrivée des eaux de ruissellement vers le bassin en eau. Le bassin en eau : La fnctin essentielle du bassin en eau est de stcker à l air libre un épisde de pluie (décennal u centennal par exemple) dans les limites de sn marnage (le marnage est la différence entre les niveaux le plus haut et le plus bas des eaux). Il a un rôle d étalement, d écrêtement des eaux pluviales. L évacuatin : L eau est évacuée vers un exutire (réseau, puits) et par évapratin, évaptranspiratin. Dans le cas de berges perméables au dessus du niveau de la lame d eau minimum, l eau peut être également évacuée par infiltratin latérale dans le sl de ces berges. Ces différents mdes d évacuatin se cmbinent seln leur prpre capacité. Suvent, un rejet à l exutire est incnturnable car la surface d infiltratin dans le sl des berges est limitée. Le bassin en eau cnstitue, le plus suvent, le lieu final d une successin de mesures alternatives avant l exutire. VARIANTES DE CET OUVRAGE L imperméabilité du fnd de l uvrage peut-être naturelle si le sl existant est naturellement imperméable. Le bassin peut également être rendu imperméable par la pse d un film imperméable (gé-membrane). En présence de ce film, les plantatins de bambus (à système racinaire de rhizmes traçant) snt frtement décnseillées suite au risque de perfratin du film par les racines. La plantatin de plantes semi-aquatiques (massettes, rseaux, iris, etc.) présente, au cntraire, peu de risque de perfratin. L imperméabilisatin peut aussi être réalisée, si le sl n est pas suffisamment étanche, par la mise en œuvre d une cuche d argile (u de terre argileuse) cmpactée sur 20 à 30 cm. Cette technique est acceptée en épuratin des eaux usées par vie naturelle (bassins plantés). Néanmins, lrsque le sus-sl est pllué et afin de ne pas prendre le risque de déplacer cette pllutin, il est nécessaire de se renseigner de la pertinence de cette technique auprès des administratins cmpétentes. PAGE 1 SUR 10 LE BASSIN EN EAU 31 DECEMBRE 2010

2 Les plantes semi-aquatiques (massettes, rseaux, iris, etc.), utilisées aussi en épuratin des eaux usées plantatins, peuvent être chisies et plantées pur leur puvir remédiatif dans la dépllutin des eaux de ruissellement ptentiellement plluées (eaux de ruissellement d un parking, de viries, de titures métalliques, cntenant des matières rganiques, des hydrcarbures, des métaux lurds, etc.). Figure 1 - Bassin en eau imperméabilisé par gé-membrane sus un lit de vase. Une amenée d'eau innde le bassin par temps d rage. Les eaux peuvent éventuellement s infiltrer latéralement à travers les berges. Une évacuatin au niveau supérieur de l'imperméabilisatin permet l'évacuatin à débit régulé du vlume excédentaire. Surce : Architecture & Climat. Figure 2 - Bassin en eau avec fndatins bétnnées. Dans ce cas, l'étanchéité est apparente sur la hauteur du marnage. Surce : Architecture & Climat. Il existe plusieurs types de bassin en eau : BASSIN EN EAU DE RETENTION Le vlume de rétentin du bassin en eau dépend du marnage acceptable. L eau stckée temprairement dans ce vlume sera ensuite évacuée à débit régulé vers un exutire. BASSIN EN EAU MIXTE (RETENTION & INFILTRATION) L eau stckée temprairement dans le vlume de rétentin sera nn seulement évacuée à débit régulé vers un exutire mais aussi infiltrée dans le sl des berges perméables pur autant que celui-ci sit cnsidéré cmme «infiltrable» (vir inf-fiche Caractéristiques du terrain). PAGE 2 SUR 10 LE BASSIN EN EAU 31 DECEMBRE 2010

3 BASSIN SEC OU BASSIN EN EAU? Hrmis le particulier, qui peut avir ses prpres exigences en sus de celles de débit et de stckage impsées au mment du permis de cnstruire, le cncepteur du bassin est amené à truver des cmprmis dans le chix du vlume de stckage, de la mrphlgie, d éventuels équipements de surface et de la lcalisatin du bassin. Ces chix se fnt en fnctin des cntraintes physiques (tpgraphie, hydrgélgie, ccupatin du sl), écnmiques (emprise fncière, gestin, maintenance), techniques (niveaux de prtectin retenus cntre les accidents de chute et nyade, entretien) et envirnnementales (impacts sur le milieu récepteur, paysage et qualité de vie). L usage de surface dépend essentiellement du type d effluent et de la fréquence d utilisatin. En fnctin de ces multiples critères, n chisira entre un bassin en eau u un bassin sec, un bassin de retenue u d infiltratin, un bassin accmpagné d un uvrage de prétraitement u nn, un seul bassin u plusieurs bassins en parallèle u en série. Plus particulièrement, n chisira par exemple : un bassin en eau si le sl est imperméable, la nappe nn vulnérable (vir inf-fiche Caractéristiques du terrain) et l évapratin peu imprtante, un bassin revêtu si les eaux de ruissellement snt frtement plluées, à prximité d une autrute u à côté d un parking à très haut rulement par exemple, un bassin en eau si l n suhaite agrémenter une zne urbanisée avec un plan d eau, un bassin sec avec installatin de traitement des eaux en amnt si ces eaux nt ruisselé sur des surfaces industrielles, cmmerciales u de parkings, un bassin sec aménagé en zne de lisirs pur enfants, si le bassin n est pas sllicité trp suvent (pur des raisns d hygiène). EXEMPLES GALERIE PHOTOS Figure 3 - Bassin en eau mixte: la ligne des pierres situe le brd de la gé-membrane imperméable qui garantit une lame d eau permanente dans ce bassin. Par frte pluie, le niveau de l eau mnte et débrde du brd imperméable : l eau peut alrs s infiltrer dans le sl des berges engaznnées. Quartier du Krnsberg, Hanvre. Pht Valérie Mahaut. PAGE 3 SUR 10 LE BASSIN EN EAU 31 DECEMBRE 2010

4 Figure 4 - Bassin en eau au pied de la façade arrière d'une maisn mityenne bruxellise. Un marnage d une bnne vingtaine de centimètres est prévu en cas d rage permettant le stckage tempraire d un vlume d eau avec restitutin en différé vers l égut : un simple tuyau vertical sert à la fis de surverse en cas d rage trp imprtant mais aussi d évacuatin à débit régulé via les petits trus pratiqués au niveau des basses eaux. Phts Bernard Deprez. Figure 5 - Bassin en eau de rétentin. Ce grand étang de frme plus gémétrique permet un marnage de quelques dizaines de centimètres de haut. On le remarque à la gé-membrane qui dépasse de manière peu élégante de la surface de l eau. Quartier du Krnsberg, Hanvre. Pht Valérie Mahaut. PAGE 4 SUR 10 LE BASSIN EN EAU 31 DECEMBRE 2010

5 Figure 6 - Lac de rétentin de Luvain-la-Neuve qui reçit les eaux de pluie du réseau séparatif de la ville neuve. L'évacuatin des eaux stckées snt déversées à débit régulé dans un ruisseau affluent de la Dyle. Pht Valérie Mahaut. DIMENSIONNEMENT Le principe de dimensinnement d un bassin en eau cnsiste à déterminer, pur une pluie de prjet avec un temps de retur déterminé (vir inf-fiche Pluies de prjet), sn vlume de stckage au-dessus de la lame d eau permanente. Ce vlume se traduit par le marnage à prévir pur une surface d eau dnnée u, à l inverse, par la surface du plan d eau à prévir pur un marnage maximum acceptable. ENTRETIEN COUT L entretien d un bassin en eau se résume principalement à l entretien d un plan d eau : ramasser régulièrement les flttants, entretenir les berges, cntrôler la masse de végétatin, évacuer les végétaux mrts, cntrôler la gestin de l xygénatin de l eau afin de prévenir l eutrphisatin du bassin, cntrôler la prlifératin des grenuilles et mustiques, favriser l mbrage, limiter les arrivées de fertilisants dans le bassin, faucarder les végétaux chaque année à la fin de l autmne (avec enlèvement des végétaux), vider péridiquement le bassin (tus les dix ans envirn) pur entretenir les uvrages habituellement nyés, pur éventuellement curer le fnd du bassin (avec évacuatin des dépôts de bues de décantatin) et pur le renuvellement de la masse d eau, curer régulièrement les rifices d arrivée et d évacuatin à débit régulé u par surverse. Le bassin dit idéalement avir un usage secndaire (bassin d agrément, activités aquatiques, prmenade, bidiversité, ) pur que sn entretien sit rendu bligatire et dnc que sa pérennité sit assurée. Cet usage secndaire permet également de rentabiliser le cût des acquisitins fncières. Prix hrs taxes, cmprenant déblais, remblais, matériaux, main d œuvre, évacuatins éventuelles, raccrd des trp-pleins à une chambre de visite, mise à niveau des terres et engaznnement. Les valeurs ci-dessus résultent d estimatins pur des bassins en eau de petites dimensins, applicables à l échelle de la parcelle, de l rdre de quelques m³ d eau stckée. Ils dnnent une furchette de prix dépendant des cnditins d accès, de la situatin existante, des pssibilités de revalrisatin des terres évacuées, etc. Les purcentages (*) indiquent une myenne de la part des furnitures (gétextile, gé-membrane, enrchement) et des frais de décharge des terres. Le slde relève de la main d œuvre. PAGE 5 SUR 10 LE BASSIN EN EAU 31 DECEMBRE 2010

6 Type de bassin en eau Prix (en /m³) De À (*) Bassin en eau infiltrant simple % Bassin en eau imperméabilisé ttalement % Pur des bassins en eau de grandes dimensins, les prix baissent frtement. Surcût d envirn 30% par rapprt à un bassin sec de même surface (surce : [1]). ENVIRONNEMENT Pur plus d infrmatins sur les échelles de culeurs pur la qualificatin envirnnementale et les autres facteurs de cmparaisn, veuillez cnsulter l inf-fiche «Infrmatins générales». IMPACT SUR L ENVIRONNEMENT LARGE COB2 B& ENERGIE GRISEB En tenant cmpte d une surface du plan d eau permanent de 5 x 3 m (15 m²) et d un marnage de 30 cm, sit 4,5 m³ de stckage d eau (vir inf-fiche COB²B & énergie grise) : par m³ d'eau stckée Bassin en eau : CO2 E+ Gr 1056 MJ-Eq 31 kg CO2-Eq MATIÈRES PREMIÈRES Matériaux mis en œuvre : Gé-membrane (EPDM) : matière première synthétique issu de la pétrchimie nn renuvelable en quantité limitée Engaznnement & plantatins : matière première naturelle renuvelable Au ttal, en tenant cmpte des matières premières mises en œuvre et des quantités relatives en pids : Bassin en eau avec imperméabilisatin en EPDM (, ) RECYCLAGE Gé-membrane : Matière recyclée présente : 0 % Capacité au recyclage : 100 % Filière de revalrisatin : Eurpe des 12 Engaznnement & plantatins : Matière recyclée présente : 100 % Capacité au recyclage : 100% Filière de revalrisatin : cmpstage Au ttal, en tenant cmpte des matières mises en œuvre et des quantités relatives : Bassin en eau avec imperméabilisatin en EPDM (, ) DURÉE DE VIE Matières premières mise en œuvre : Gé-membrane EPDM : 30 ans Engaznnement & plantatins : Au ttal, en tenant cmpte de la durée la plus curte des matières mises en œuvre : Bassin en eau avec imperméabilisatin en EPDM PAGE 6 SUR 10 LE BASSIN EN EAU 31 DECEMBRE 2010

7 IMPACT SUR L ENVIRONNEMENT IMMEDIAT IMPACT SUR LA QUALITE DE L EAU Pur satisfaire à l usage secndaire du bassin en eau (bassin d agrément, activités aquatiques, prmenade, bidiversité, ), cette eau dit être d assez bnne qualité, ntamment sans flttants, ni matières rganiques excessives, irisatin par des prduits pétrliers u huileux, teneur imprtante en métaux lurds, Par cnséquent, il est imprtant de vérifier la cmpatibilité de l usage et des matériaux des surfaces de ruissellement et de la dilutin de la pllutin éventuelle dans la masse d eau permanente avec les bjectifs de qualité de l eau à garantir, quitte à prévir un prétraitement éventuel u un surdimensinnement de la masse d eau permanente (pur la dilutin de la pllutin). Lrsque le bassin est bien cnçu,, la qualité de ses eaux est excellente. La décantatin des éventuelles matières en suspensin dans les eaux calmes du bassin en eau amélire encre leur qualité. IMPACT SUR LA QUALITE DU SOL Dans le cas d un bassin en eau mixte, le risque de pllutin du sl existe à lng terme par cncentratin, sur les berges, du dépôt des pllutins présentes dans les eaux de ruissellement. Dans le cas d un bassin en eau de rétentin (cas le plus curant), il n y a pas d impact négatif sur la qualité du sl. IMPACT SUR LA NAPPE PHREATIQUE Les bassins en eau mixtes cntribuent, dans une certaine mesure, à réalimenter les nappes phréatiques mais présentent le risque de pllutin de cette même nappe si les eaux de ruissellement snt plluées et si la nappe n est pas assez prfnde. Les bassins en eau de rétentin ne cntribuent pas directement à l alimentatin de la nappe, mais ne risquent pas de la plluer. Dans les deux cas, une alimentatin en eau du bassin dit être envisagée pendant les pérides de sécheresse. Cette alimentatin peut se faire grâce à l eau d une citerne u par de l eau de distributin pur autant que sa qualité ne pse pas de prblème. Dans les deux cas en dehrs des pérides de sécheresse, il est pssible de réutiliser l eau du bassin pur un usage dmestique : arrsage, nettyer la viture, IMPACT SUR LA QUALITE DE L AIR Les plans d eau nt un impact psitif sur la qualité de l air par la diminutin des températures de l air en été (micrclimat). IMPACT SUR LA BIODIVERSITE Les bassins en eau snt bénéfiques au dévelppement de la bidiversité, d autant plus s ils snt plantés et de prfndeur variable prpice à la diversité de plantatins aquatiques. Un bassin en eau est même une ccasin de recréer un écsystème en milieu urbanisé. RISQUE DE POLLUTION ACCIDENTELLE Lrsque le risque de pllutin est trp imprtant, cmme le lng d une rute à frte fréquentatin u à prximité d un parking, le chix de bassins en eau est prhibé. En cas d accident, n fermera les rifices d arrivée et d évacuatin et n pmpera la pllutin déversée. Il faudra ensuite évacuer les eaux plluées et réhabiliter entièrement le bassin. AUTRES FACTEURS DE COMPARAISON INTEGRATION PAYSAGERE Les bassins en eau snt des lieux de prmenade, d agrément et d activités diverses, aisément intégrables dans le paysage. Pur amélirer l aspect paysager et garantir la stabilité des berges du bassin, il est recmmandé de réaliser des berges végétalisées seln un prfil embîté. Un bassin en eau peut être réalisé en milieu urbain u rural, aussi bien en ltissement que sur site industriel, et sur des parcelles publiques u privées. PAGE 7 SUR 10 LE BASSIN EN EAU 31 DECEMBRE 2010

8 PLURIFONCTIONNALITE Les bassins en eau, au-delà de leur fnctin hydraulique, peuvent accueillir des activités variées (mais néanmins plus limitées que dans le cas des bassins secs u des nues), liées à leurs dimensins : activités de lisir s ils snt de grande taille : pêche, cantage, prmenade, etc., fnctins d agrément (aspect paysager) s ils snt de petite taille. FLEXIBILITE DE PHASAGE La réalisatin d un bassin en eau imperméabilisé par une gé-membrane peut très difficilement être réalisée par phases car l extensin de l imperméabilité par gé-membrane est difficile, vire impssible. La réalisatin d un bassin en eau imperméabilisé par une cuche d argile peut être réalisée par phases. PERCEPTION DES HABITANTS & SENSIBILISATION La sensibilisatin des habitants est rendue pssible par la présence visible de l eau et de la bidiversité dans leur envirnnement. La visualisatin directe du prblème de la gestin des eaux pluviales est un peu mins perceptible que pur les nues u les bassins secs. EMPRISE FONCIERE L emprise fncière d un bassin en eau n est pas négligeable et peut s avérer cntraignante en milieu urbain. RISQUES DE DESAGREMENTS (ODEUR, MOUSTIQUES, ) Le risque de prlifératin de mustiques existe si le bassin ne présente pas une hauteur d eau suffisante et s il n y a pas de prédateur aux larves de mustiques. Le risque de nuisances lfactives existe si l entretien fait défaut (putréfactin des végétaux) et si la lame d eau n est pas suffisante. Par cnséquent, il est impératif veiller à une bnne cnceptin et réalisatin du prfil de l uvrage, ainsi qu à un entretien régulier. Pur les grands bassins dans les espaces publics, le risque de désagrément acustique existe par la présence de batraciens et d un public bruyant s amusant sur u à prximité de l eau. DANGER (CHUTE, NOYADE, ) Si le bassin est public, il est nécessaire d adapter le prfil du bassin en prévyant une zne peu prfnde en périphérie (risberme de sécurité), dublée éventuellement d une bande de plantatin des berges limitant l accès à la surface de l eau. Il est également utile de prévir une infrmatin sur le danger de l eau pur limiter les accidents. PAGE 8 SUR 10 LE BASSIN EN EAU 31 DECEMBRE 2010

9 TOPOGRAPHIE Figure 7 - Bassin en eau avec berges cnçues pur limiter les accidents : des plantatins et une zne à faible tirant d eau précèdent le bassin à grande prfndeur. Surce : Architecture & Climat. Si le terrain naturel est en pente, il est nécessaire de créer les digues nécessaires pur augmenter le vlume de stckage u de cmpartimenter le bassin en terrasses successives. RISQUES SUR LA STABILITE DES BATIMENTS Le risque dû aux techniques d infiltratin d eau dans le sl sur la stabilité de bâtiments visins n existe que dans le cas des sls pulvérulents (sables) si le débit d infiltratin est élevé. En effet, le muvement de l eau peut à myen terme déplacer les grains de sable, prvquant un entrainement des particules qui cmpactera le sl et purra prvquer d éventuels tassements de sl. La gémrphlgie du sus-sl peut également mdifier l éculement vertical d eau dans le sl et rediriger les eaux vers le bâtiment (cas d une lentille d argile imperméable par exemple). Afin d éviter ces désagréments, il est utile, dans le cas de sls sableux, de : faire un essai de sl au drit de l uvrage d infiltratin, prévir une distance suffisante entre le fnd de la surface d infiltratin et les bâtiments, éligner le plus pssible des bâtiments l arrivée d eau dans l uvrage infiltrant, ne pas infiltrer dans les remblais autur des bâtiments, prévir un fnd engaznné en terre arable (perméable mais mins que le sable) qui permet de réduire le débit d infiltratin à un taux acceptable. Bassins en eau mixtes : Bassins en eau drainants : CONSEILS DE CONCEPTION Il est cnseillé de prévir au minimum 30 cm entre le brd le plus bas du bassin et le niveau maximum d eau dans le bassin en eau [3]. La pente des berges sera duce. Il dit être pssible d effectuer le tur du bassin pur sn entretien : un accès suffisant dit être prévu entre le smmet de la berge et la clôture éventuelle u tut autre bstacle. Veiller à ce que la pente des surfaces de réclte des eaux de ruissellement sit crrectement dirigée vers le bassin en eau. PAGE 9 SUR 10 LE BASSIN EN EAU 31 DECEMBRE 2010

10 Prévir un dégrillage en amnt du bassin en eau afin de séparer les eaux de la «pllutin» de grsse taille. Seln l rigine des effluents stckés et les bjectifs de qualité de l eau, examiner la nécessité d un dispsitif de prétraitement. Veiller à cncevir et réaliser le bassin en eau de srte qu il y ait une lame d eau minimale de 1,5 m pur éviter le dévelppement et la prlifératin des plantes aquatiques [3]. La présence d arbres et arbustes dans l envirnnement immédiat du bassin en eau permet un mbrage bénéfique pur limiter la prpagatin des végétaux aquatiques indésirables mais nécessite un surcrît d entretien lrs de la chute des feuilles. Vérifier la cmpatibilité des plantatins avec la résistance aux racines de la gémembrane. Dans le cas d une imperméabilisatin par gé-membrane, signer le détail de finitin du marnage : si celui-ci est visible, il peut être inesthétique. De manière générale, tute plantatin dans u à prximité d un uvrage dit être étudié en fnctin de l imprtance de sn système racinaire ptentiel et de la place dispnible dans l éventuel vlume imperméabilisé u à l extérieur de celui-ci. Les bambus snt prhibés dans le cas d une imperméabilisatin par gé-membrane. SOURCES [1] Etude cmmanditée par l AED sur l imperméabilisatin en Régin bruxellise et les mesures envisageables en matière d urbanisme pur amélirer la situatin, UIGEAT-ULBU (Institut de Gestin de l Envirnnement et d Aménagement du Territire), décembre [2] Aménager vtre habitatin pur mieux préserver le «patrimine-eau» de la Régin, UIEBU (Inter-Envirnnement Bruxelles), [3] Etude en supprt au «Plan Pluies» pur la Régin de Bruxelles-Capitale, Annexe Cntexte urbain de chaque ville. Mesures structurelles de gestin des eaux pluviales : techniques préventives mises en œuvre, UISA St-Luc-CERAAU asbl, décembre [4] Etude en supprt au «Plan Pluies» pur le Régin de Bruxelles-Capitale, Annexe Mesures nn structurelles de gestin des eaux pluviales. Cûts et mdalités de financement de la gestin des eaux pluviales, UCEESEU (Centre d Etudes Ecnmiques et Sciales de l Envirnnement), décembre [5] Etude en supprt au «Plan Pluies» pur le Régin de Bruxelles-Capitale, Annexe Gand et Lndres, UECOLASU (Envirnmental Cnsultancy & Assistance), décembre [6] Guide pratique pur la cnstructin et la rénvatin durables de petits bâtiments, Inf-fiche EAU01 : UGérer les eaux pluviales sur la parcelleu, Bruxelles Envirnnement, ctbre [7] Guide pratique pur la cnstructin et la rénvatin durables de petits bâtiments, Inf-fiche EAU03 : URécupérer l eau de pluieu, Bruxelles Envirnnement, décembre [8] Guide pratique pur la cnstructin et la rénvatin durables de petits bâtiments, Inf-fiche TER06 : URéaliser des titures vertesu, Bruxelles Envirnnement, février [9] Guide méthdlgique pur la prise en cmpte des eaux pluviales dans les prjets d aménagement, fascicule I, Missins Inter-Services de l Eau Lire-Atlantique Maine-et-Lire Mayenne Sarthe Vendée, juin [10] Guide RELOSO (Renuveau des lgements sciaux) - Fiche Gérer lcalement les eaux pluviales sur le site, Régin Wallnne, [11] Guide de gestin des eaux de pluie et de ruissellement, Cmmunauté d agglmératin du Grand Tuluse, service Assainissement, versin janvier PAGE 10 SUR 10 LE BASSIN EN EAU 31 DECEMBRE 2010