La qualité des eaux pluviales

La qualité des eaux pluviales Etude scientifique et retours d expériences après 30 ans de gestion alternative des eaux pluviales a Marie-Charlotte Leroy Journée Mondiale de l Eau 22 mars 2016 mcleroy@infraservices.fr

Philosophie de projet en gestion intégrée des eaux pluviales Exemples et contre exemples Quelle pollution des eaux pluviales? Gérer quantité et qualité : exemple de la Zone commerciale de Barentin Le rôle de la biodiversité Une étude en mésocosmes contaminés

Philosophie de projet en gestion intégrée des eaux pluviales Exemples et contre exemples Quelle pollution des eaux pluviales? Gérer quantité et qualité : exemple de la Zone commerciale de Barentin Le rôle de la biodiversité Une étude en mésocosmes contaminés Au fil du temps

INFRA Services Bureau d étude maître d œuvre Voirie Réseaux Distribution (VRD) Spécialisé dans la gestion intégrée des eaux pluviales depuis 30 ans

Gestion intégrée des eaux pluviales Quèsaco? Tout d abord ce sont des principes à défendre : Limiter les ruissellements dès la source Gérer l eau au plus proche du lieu de précipitation Favoriser l infiltration et non le transit Mise en œuvre de techniques alternatives + PLURIFONCTIONALITE des ouvrages

Gestion intégrée des eaux pluviales Pourquoi? Par conviction et passion Sous la contrainte : réseaux saturés Economie de projet d aménagement Qualité paysagère et + récemment ENVIRONNEMENT et le bien être urbain

Gestion intégrée des eaux pluviales Comment? Quelques exemples

Opération historique ZAC à Bois-Guillaume, réalisée en 1994 (22 ans)

Requalification urbaine AVANT Les Mureaux

Requalification urbaine APRES Les Mureaux, Bordures arasées

Requalification urbaine APRES Les Mureaux, massif drainant

Requalification urbaine APRES Les Mureaux, canal urbain à redans

Requalification urbaine APRES Les Mureaux, noue de voirie

ZAC Centre ville densité importante Lyon, «Cœur d ilots sur dalle» Opération de plus de 100 logements / ha

Et l hiver? Zone commerciale Barentin, avant la fauche annuelle

Gestion traditionnelle Tout au réseau

En technique alternative Bassin tampon

En technique alternative simplifiée Bassin tampon

En gestion intégrée sur l ensemble du projet Terrains cessibles supplémentaires Gestion à la parcelle sur le privé Noue d infiltration sur le domaine public Bassin tampon remplacé par une parcelle

Gestion intégrée des eaux pluviales Comment? Mais surtout quelques contre exemples Les techniques alternatives aboutissent à des réalisations contrastées

Contres exemples

Gestion intégrée des eaux pluviales : contre exemples Des noues mal conçues : Absence de plantation Maintient du système classique «bordures/grilles/desserte d autoroute/pierre brise jet» = canalisation verte Les noues ne sont plus plurifonctionnelles.

Qu aurions nous pu faire?

Les idées reçues Au secours, il y a de l eau! Les ouvrages sont faits pour ça. Selon la perméabilité, le temps de vidange sera plus ou moins long C est un système biologique or il a été traumatisé pendant la phase chantier. Il faut actuellement quelques mois à deux ans pour que les espaces verts se reconstruisent Et les moustiques? Le temps de développement des larves est supérieur au temps de vidange des ouvrages

Pour que ça fonctionne : un accompagnement et un apprentissage En amont Sensibilisation sur la gestion des EP à la parcelle Rappel des obligations dans le CPAUP, CCT, DLE Réunion de présentation Aide et accompagnement : Mission de visa hydraulique sur les permis de construire Contrôle après les travaux Contrôle visuel du chemin hydraulique, position des ouvrages selon plan masse Rapport d audit Le remplissage de l ouvrage et contrôle du volume

Profil de voirie : gestion historique Voirie bipente Grilles Canalisations Bassin à l aval Réseau Eaux Pluviales Ateliers nature en ville et adaptation au changement climatique M.C. Leroy, 18-19 novembre 2015

Profil de voirie : gestion intégrée Voirie bipente Grilles Canalisations Bassin à l aval Réseau Eaux Pluviales Voirie bipente Bordures arasées Espaces verts creux Foncier supplémentaire Et la pollution? Ateliers nature en ville et adaptation au changement climatique M.C. Leroy, 18-19 novembre 2015

Projet R&D de 3 ans Partenariat Experts scientifiques : Université de Rouen INSA de Rouen Esitpa Ecole d ingénieurs en agriculture Comité de pilotage AREAS IRSTEA Expérimentation 2 sites d étude Noue de voirie instrumentée Mésocosmes Analyses eau/sol/plantes Suivi pendant 2,5 ans Financements avec le soutien de R&D

Noue de voirie expérimentale ZAC de Barentin, 2269 VL/j/sens et 27PL/j/sens en moyenne Conception : INFRA Services Réalisation de la ZAC : 2006 Ruissellement sur la voirie Collecte des eaux de ruissellement dans la noue R&D

Noue de voirie expérimentale Eau de ruissellement brute 234 prélèvements Regard de prélèvement R&D

Noue de voirie expérimentale 5 m Eau de ruissellement infiltrée dans la noue plantée 3 m Eau de ruissellement infiltrée dans la noue enherbée Herbe ou macrophytes 234 prélèvements 0,3 m Infiltration Regard de prélèvement R&D

Pollution des eaux de ruissellement mg/l 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Concentration en contaminants HT 16HAP Cd Pb Zn x 10 / 100 / 100 / 10 x 1 Mesurées (MOY, Min, Max) Concentrations en contaminants variables R&D

Pollution des eaux de ruissellement mg/l 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Concentration en contaminants HT 16HAP Cd Pb Zn x 10 / 100 / 100 / 10 x 1 Mesurées (MOY, Min, Max) ECOPLUIES (MOY, Min, Max) Max MOY Min Concentrations faibles pour le type de zone R&D

Intérêt de la gestion à la source Gestion traditionnelle Gestion à la source vitesse débit temps de contact eau/contaminants entrainement des particules et des contaminants abrasion des surfaces urbaines flux de polluants R&D

Remise en question des séparateurs à hydrocarbures mg/l 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Concentration en contaminants HT 16HAP Cd Pb Zn x 10 / 100 / 100 / 10 x 1 Mesurées (MOY, Min, Max) ECOPLUIES 1 (MOY, Min, Max) Max MOY Min R&D

Remise en question des séparateurs à hydrocarbures mg/l Concentration en hydrocarbures totaux Max : 1,32 mg/l R&D

Remise en question des séparateurs à hydrocarbures mg/l Concentration en hydrocarbures totaux 5 mg/l Concentration minimale de fonctionnement des séparateurs à hydrocarbures Max : 1,32 mg/l Séparateurs à hydrocarbures inappropriés Coût réduit R&D

Etude en mésocosmes contaminés Pollution trop faible dans la noue expérimentale : concentrations inférieures aux capacités analytiques Espèces végétales couramment plantées dans espaces verts infiltrants Résistance aux périodes d inondation et de sécheresse estivale 4 espèces végétales testées CONTAMINE TEMOIN (Non contaminé) R&D

Etude en mésocosmes contaminés Processus nombreux et complexes Approche de bilan Phytoextraction Dissipation Phytostabilisation Lessivage R&D

Etude en mésocosmes contaminés 140 prélèvements Sol Parties aériennes Végétaux Eau Parties souterraines 500 prélèvements 15-30 cm 0-15 cm 84 prélèvements R&D

Rétention des polluants dans le sol Lessivage R&D

Rétention des polluants dans le sol Part lessivée (P L ) en deux ans dans les mésocosmes contaminés (%Q TO ) Cd Pb Zn 0,2% 0,3% 0,3% Phen Pyr BaP < 0,1% < 0,1% 0,2% Lessivage Quantités lessivées très faibles 30 cm de terre végétale : RETENTION R&D

Dégradation des polluants organiques Dissipation Lessivage R&D

Dégradation des polluants organiques Evolution temporelle de la concentration en HAP Dissipation Lessivage R&D

Stabilisation et extraction des métaux par les plantes Phytostabilisation R&D

Stabilisation et extraction des métaux par les plantes Facteur de phytostabilisation Moyenne sur deux ans 6 Pb 4 Herb. 2 0 JoncBald. Iris Herb. 1 Jonc 2 Bald. 3 Iris 4 Phytostabilisation Quantités stabilisées dans les mésocosmes contaminés (mg/m²) Somme sur deux ans Pb 158,0 ±4,9 335,4 ±18,6 19,7 ±0,5 620,6 ±2,0 R&D

Stabilisation et extraction des métaux par les plantes Phytoextraction R&D

Stabilisation et extraction des métaux par les plantes Facteur de phytoextraction Moyenne sur deux ans 1,5 Pb 1 0,5 0 Phytoextraction Jonc Bald. Iris Herb. Quantités extraites (mg/m²) Somme sur deux ans Pb 55,1 ±5,1 94,2 ±2,9 7,9 ±0,1 134,3 ±0,3 Jonc 1 Herb. Bald. 2 Iris 3 4 R&D

Que faut-il retenir?

L essentiel Gestion de l eau à la source Utilisation des espaces verts (plurifonctionnalité) Vie en milieu urbain Mise en valeur de l eau comme composante du paysage urbain Bénéfice environnemental Aménagement urbain Démarche développement durable Génie écologique R&D

L essentiel La noue dégrade les polluants organiques Favoriser des systèmes vivants Besoin d eau Espace verts Plantations Les végétaux jouent un rôle de dépollution dans la noue Planter les noues Plus la plante est développée meilleure est la remédiation (densité plantation, substrat, épaisseur du substrat, climat, ) Entretien de la noue jouant sur ses capacités de rétention/remédiation (fauchage, ) R&D

L essentiel Protection de la ressource en eau Gestion des eaux à la source Limitation du ruissellement Diminution des flux de polluants Traitement des pollutions Mais aussi Biodiversité Stockage du carbone Ilôt de fraîcheur urbain Génie écologique Rétention dans le sol Dégradation microbienne Absorptionpar les plantes Impact sur le climat, l énergie, R&D

Et aujourd hui? Au fil du temps

Parc de la Senne Et aujourd hui? Perméabilité et biodiversité? Au fil du temps Amossé et al., 2015