Les pneumatiques comme éléments de structure des bassins de rétention Evaluation technique et environnementale d un bassin expérimental Des pneus usagés entiers de poids lourds permettent de garnir les bassins de rétention, tout en conservant un volume d eau important. La résistance de ces structures à base de pneus usagés offre la possibilité de les recouvrir et d y aménager des espaces verts. L eau stockée peut être conservée comme réserve incendie ou dirigée progressivement dans le milieu naturel sans risque d'impact pour l'environnement.
Le principe Lutte contre les inondations et optimisation de l espace Dans la lutte contre ALIAPUR les inondations et la pollution, les eaux pluviales sont souvent récupérées pour favoriser leur retour progressif dans les réseaux collecteurs ou dans le milieu naturel. En effet, les constructeurs et les aménageurs doivent légalement respecter un coefficient de limite d'imperméabilisation des sols, ou bien réduire les débits de ruissellement par des systèmes de stockage provisoire, tels que les bassins de rétention (article L.2224-10 du code général des collectivités territoriales). Les structures de stockage d eaux pluviales enterrées permettent de répondre à ces obligations Rigidité et stockage La construction de ces bassins est donc réalisée avec sans perdre d espace. En fonction de leur rigidité des matériaux répondant à un compromis pour offrir structurelle, il est possible de les recouvrir d un une rigidité de la structure, couplée à une capacité espace vert ou d une chaussée. de stockage, qui selon les matériaux traditionnellement utilisés est : Les fonctions de stockage Importante (près de 100%) pour les bassins en Irrigation ou arrosage d espaces verts béton armé ou les citernes Réserve incendie Assez importante (supérieure à 70 %) pour Evacuation progressive vers les canalisations, les structures alvéolaires en plastique rivières Faible pour les matériaux naturels granulaires Infiltration progressive vers des sols perméables (galets) Les coûts d achat et de mise en œuvre de ces matériaux sont proportionnels à cette performance. coupe(c) Vue en Vue de haut 2
Le bassin expérimental Une technique alternative, durable et économique Les sociétés SLEG (systèmes d étanchéité par géomembrane) et BRUNET TP (éco-aménagement), ont identifié les potentialités de l utilisation des pneus usagés de poids lourds comme matériaux de structure de ce type de bassins. Approche de l'expérience En juin 2005, afin d évaluer la faisabilité technique et l innocuité environnementale de cette application, ALIAPUR, en partenariat avec l'ademe, a lancé l étude d un bassin mis en œuvre par ces sociétés. Afin de disposer d informations fiables et précises sur cette application, l étude a été confiée à EEDEMS, un organisme indépendant et reconnu, spécialisé dans l évaluation environnementale des déchets matériaux, et sols pollués. L'étude a été conduite sur 12 mois, et sous 2 angles : Etude technique Evaluation des capacités de stockage Essais de pompage (utilisation en réserve incendie) Suivi des déformations de la couverture Etude environnementale Analyses régulières des eaux stockées après un contact prolongé avec les pneus usagés du bassin : Suivi des concentrations des substances en présence et des paramètres physico-chimiques Essais d écotoxicologie sur ces eaux Les étapes de construction Le bassin étudié a nécessité un volume d excavation de 300 m 3 pour un volume utile théorique de 165 m 3. 700 pneus usagés de poids lourds ont été mis en œuvre manuellement, pour un volume de stockage de 130 m 3. 3
Performances Evaluation des performances hydrauliques et des tassements Calibrage volumétrique Les essais ont permis d'évaluer la capacité de stockage d eau utile à 75 % du volume du bassin expérimental, ce qui situe les pneus usagés comme d excellents éléments de structures. Pompage des eaux Les essais réalisés par les services des pompiers confirment que ce type de bassins répond aux exigences des Services Incendie et peut donc être utilisé comme réservoir incendie. Un débit de pompage minimal requis de 60 m 3 / h a été atteint sans désamorçage de la pompe. Comportement géotechnique Sur 12 mois, les déformations enregistrées au niveau des matériaux de recouvrement restent faibles. Des tassements ont été mesurés par la société SLEG au maximum entre 1 et 2,4 cm sur 7 plots répartis sur la couverture du bassin. Ces résultats permettent d envisager un recouvrement de la structure par des espaces verts. L utilisation en surface de parking est une autre voie qui nécessite des essais de comportement des enrobés sous faibles tassements et le respect d une pente d'au moins 1 %. Dimensions du bassin expérimental Volume utile 130 m 3 sur 165 m 3 Essais de pompage : débit maxi 120 m 3 /h 7 plots de référence Essais de tassements sous charge de 40 T 4
Mise en oeuvre Principales préconisations La géométrie de l ouvrage à construire sera à déterminer en fonction des hauteurs d eau maximum et minimum (suivant les altitudes d arrivée et de rejet des canalisations). Couverture En fonction de l'utilisation de la surface supérieure, le maître d ouvrage déterminera la nature et l épaisseur de la couche de couverture du bassin : par exemple, dans le cas du bassin expérimental, les pneus usagés ont été recouverts par un complexe d étanchéité. Puis une grille de renforcement a été placée sur toute la surface pour une meilleure répartition des efforts lors de la mise en place des remblais supérieurs. Le bassin a ensuite été recouvert par une couche de sable puis par des matériaux graveleux d environ 80 cm à 1 mètre d épaisseur. Etanchéité Pour un bassin étanché dans sa totalité, les talus sont lissés au godet pour éviter tout risque vis-à-vis du complexe d étanchéité (en référence au Guide Bassin du SETRA pour la construction des bassins routiers). Le fond est lissé, nivelé et soigneusement compacté. Les membranes d étanchéité sont assemblées par doubles soudures à la machine à air chaud suivant les recommandations du Guide Bassin du SETRA. Tous les points triples sont pontés par une rustine. Grave ciment + bicouche Complexe étanchéité + géogrille de renfort Remblai Niveau d eau maxi Pneus usagés Complexe d étanchéité Choix et mise en place des pneus Les pneus usagés de poids lourds sont sélectionnés et choisis de diamètres et d épaisseurs semblables, non déchirés, propres, et exempts de terre ou de graisse. Préalablement à leur pose, un dispositif complémentaire de drainage en fond de bassin est préconisé pour relier les regards d arrivée et de départ (par un drain de diamètre 250 mm par exemple qui peut également permettre un curage ultérieur du bassin). La mise en place à plat des pneus est effectuée suivant un calepinage adapté à la géométrie du bassin. La pose se fait par couches successives placées en quinconce, pour une bonne reprise des efforts dus à la couverture. La hauteur totale de pneus est déterminée en tenant compte d un compactage de l ordre de 25 % après chargement. Drain 250mm Principe de construction du bassin réalisé par les sociétés SLEG / BRUNET TP 5
Analyse physico-chimique Des concentrations toujours inférieures aux limites légales Des analyses physico-chimiques ont été réalisées en amont et en aval du bassin, sur 3 cycles consécutifs de 4 mois chacun, comprenant un remplissage et une vidange, et simulant un contact eaux / pneus usagés prolongé. Les valeurs obtenues ont été confrontées aux valeurs limites définies par la réglementation française : arrêté sur les rejets des ICPE (Installations Classées pour la Protection de l'environnement) du 02 février 1998 et décret n 2001-1220 du 20 décembre 2001 relatif aux eaux destinées à la consommation humaine. L analyse des résultats montre que les différentes substances recherchées (métaux, hydrocarbures, ) sont toujours à des concentrations inférieures aux valeurs limites légales de référence. 43 paramètres analysés : ph conductivité ammonium nitrates cyanures totaux métaux : As, Ba, Cd, Co, Cr, Cr-VI, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Zn sulfates chlorures fluorures 16 HAP (hydrocarbures aromatiques polycycliques) hydrocarbures totaux indice phénol carbone total carbone inorganique total carbone organique total Ces paramètres ont été sélectionnés par EEDEMS, en s'appuyant sur des études bibliographiques récentes et sur le scénario d utilisation des pneus usagés, en s inspirant de la méthodologie de la norme NF EN12-920 (méthodologie pour la détermination du comportement à la lixiviation dans des conditions spécifiées). Zinc, en mg / l Sulfates, en mg / l HAP*, en µg / l * Somme des concentrations de 6 hydrocarbures aromatiques polycycliques visés par le décret "eau potabilisable" : Benzo(k)fluoranthène, Fluoranthène, Benzo(b)fluoranthène, Benzo(a)pyrène, Indeno(1,2,3-cd) pyrène, Benzo(g,h,i)pérylène. 6
Etude écotoxicologique Pourquoi une évaluation écotoxicologique? Les essais écotoxicologiques sont des compléments indispensables aux analyses physico-chimiques et à leur interprétation. En mettant des êtres vivants en contact, soit avec des matériaux testés, soit avec des eaux en contact avec les matériaux (lixiviats, percolats, ), et en observant les effets produits, il devient possible de donner un avis argumenté sur l'impact potentiel du matériau sur l'environnement. Ces essais normalisés sont des moyens d apprécier a contrario les conditions dans lesquelles il n y a pas de risque écotoxique encouru, à court comme à plus long terme. Détail d'une daphnie En effet, si les informations obtenues par analyses physico-chimiques ont pu être comparées à des valeurs limites réglementaires, elles ne sont pas directement interprétables en terme d'impact sur les êtres vivants. Par exemple, elles ne permettent pas à elles seules de mettre en évidence ou de prédire d'éventuels effets de synergie entre des composés présents à des concentrations faibles, voire inférieures aux seuils de détection. Résultats : aucun impact sur les êtres vivants Des essais normalisés permettent d'apprécier d éventuels effets aigus et chroniques (mortalité et effet sur la croissance) à court et moyen terme. Ces essais ont été menés sur des échantillons d'eau prélevés dans le bassin lors du premier cycle. Croisssance du gazon Ces essais n'ont montré aucune toxicité de l'eau du bassin de rétention à court et moyen terme : vis-à-vis d organismes vivants à reproduction rapide comme les daphnies (NF EN ISO 6341) et les vers de terre (NF EN ISO 17512-1) vis-à-vis d espèces végétales comme les algues d eau douce (NF T90-375) et des semences d orge (NF X31-201) En complément, pour reproduire l arrosage régulier d espaces verts engazonnés, des essais ont été menés à plus long terme sur des espèces végétales terrestres du type gazon Ray Grass. Ils montrent également que les eaux de rétention n ont aucun impact sur la germination et la croissance des gazons. De plus, l évaluation écotoxicologique permet de mettre en évidence d éventuels impacts dus à des éléments ou des substances non recherchés dans les analyses chimiques. Germination des graines de végétaux 7
Résultats de l étude : un bassin fiable et écologique RÉFÉRENCES Etat de l'art des utilisations des pneumatiques usagés en centres de stockage de déchets et en bassins de rétention d'eaux pluviales 2005 Auteurs EEDEMS (INSAVALOR) SLEG/EOS (synthèses disponibles sur www.aliapur.fr). Techniques alternatives en assainissement pluvial - 1994 - GRAIE, LCPC, Agences de l eau, CERTU, INSA de LYON édition Lavoisier TEC & DOC. Guide pratique pour le dimensionnement des besoins en eau - Document Technique D9 : Défense extérieure contre l incendie - 2001 - INESC - FFSA - CNPP. Etanchéité par géo membranes des ouvrages pour les eaux de ruissellement routier - Guide technique SETRA LCPC 2000. Services Techniques des Routes et Autoroutes. Laboratoire Central des Ponts et Chaussées. Arrêté du 2 février 1998 relatif aux prélèvements et à la consommation d'eau ainsi qu'aux émissions de toute nature des installations classées pour la protection de l'environnement soumises à autorisation (ICPE) (JO du 3 mars 1998). Décret n 2001-1220 du 20 décembre 2001 relatif aux eaux destinées à la consommation humaine, à l exclusion des eaux minérales. AUTEURS : Catherine CLAUZADE, Responsable R&D Aliapur Arthur de CAZENOVE, R&D Aliapur Les résultats physico-chimiques et écotoxicologiques valident selon EEDEMS le non-impact avéré sur l environnement. Ces résultats positifs permettent d envisager le retour des eaux de rétention du bassin dans le milieu naturel ou leur utilisation pour lutter contre les incendies. Fortes des résultats de l évaluation technique, les sociétés SLEG et BRUNET TP ont conçu à Bourg-en- Bresse (01) un autre bassin de ce type à grande échelle : 170 mètres de long - 4 000 m 2 d étanchéité - 10 000 pneus usagés PL. Ce bassin a été ensuite recouvert d une butte de terre paysagère. ALIAPUR est un éco-organisme créé par les principaux manufacturiers de pneumatiques pour assumer collectivement leur obligation environnementale née du décret 2002-1563 du 24 décembre 2002. ALIAPUR collecte, trie et valorise les pneus usagés en France. Nos prestataires sont répartis sur tout le territoire français et sont rigoureusement sélectionnés pour leur savoir-faire. Ces plates-formes de préparation, toutes certifiées Qualicert Valorpneu, sont spécialisées dans les Travaux Publics. Elles fournissent les quantités et la qualité de pneus usagés nécessaires aux chantiers de bassins de rétention, selon les critères de traçabilité exigés par ALIAPUR. CONTACT : SLEG, www.groupe-brunet.net/sleg/ 813, Avenue Léon Blum 01500 Ambérieu-en-Bugey - FRANCE Tél : 04 74 46 16 61 - Fax : 04 74 46 16 63 ALIAPUR, www.aliapur.fr, contact@aliapur.fr 71, cours Albert Thomas 69003 Lyon - FRANCE Tél : 0820 814 774 - Fax : 04 78 54 67 14 EEDEMS, www.eedems.com, contact@eedems.com ADEME, www.ademe.fr ALIAPUR 2008. Tous droits réservés. Crédit photos : ALIAPUR, SLEG, BRUNET, TP, DR. conception - réalisation : Crayon Bleu - Impression dans le cadre d Imprim Vert 8