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Lorsque l’on souhaite restaurer le cycle naturel de l’eau en ville, on peut mettre en place un ensemble de techniques d’aménagement et d’ouvrages qui permettent de gérer l’eau là où elle tombe en assurant in situ sa temporisation et en favorisant son infiltration et évapo(transpi)ration. Ce dernier processus vise à privilégier la végétalisation des ouvrages de manière à permettre, en outre, la lutte contre les îlots de chaleur.

La gestion intégrée des eaux pluviales, elle, non seulement respecte ces principes mais entend insérer la fonction hydraulique (gestion des eaux) dans les espaces urbains et les éléments bâtis à mettre en œuvre. Le but est de profiter de chaque espace, de le rendre multifonctionnel (loisir, mobilité, eau, paysager). Les espaces sont alors conçus et entretenus pour leurs fonctions urbaines.

On fait souvent référence au concept de Maillage Pluie dans ce contexte.

La gestion intégrée des eaux pluviales s’articule autour de 4 principes fondamentaux :

• respecter les écoulements naturels,
• stocker l’eau au plus proche du lieu de précipitation,
• favoriser l’infiltration et l’évapotranspiration (et si ce n’est pas totalement possible, que le rejet se fasse à débit régulé),
• veiller à la prise en compte des épisodes pluvieux exceptionnels ou à la répétition d’épisodes pluvieux.

Ce système présente l’avantage de restreindre considérablement les ruissellements et la vitesse de l’eau tout en permettant une mise en scène de l’eau à travers la composition du plan général du projet. Dès lors, il n’est plus question de créer des ouvrages spécialement dédiés à l’eau, mais bel et bien d’exploiter un autre ouvrage, un autre lieu, et lui créer une seconde fonction : la fonction hydraulique.     

On parle alors de plurifonctionnalité des ouvrages.

On ne crée pas de dispositif de GIEP, mais on intègre la gestion des eaux pluviales dans des aménagements déjà programmés.

Infiltration versus temporisation ?

Il est très important de ne pas opposer la temporisation des eaux pluviales à leur infiltration et à leur évapotranspiration. En effet, ces phénomènes sont complémentaires. La temporisation des eaux de ruissellement est, quant à elle, indispensable, surtout dans le cas de pluviométries importantes susceptibles de générer des problématiques d’inondation.

Le principe est alors le suivant : « Je stocke et ensuite je vide ». La différence dans le cadre de la GIEP, par rapport à la gestion « classique », est que l’on va favoriser la vidange par infiltration naturelle dans le sol et par évapotranspiration plutôt que par un rejet à débit régulé vers le réseau d’assainissement. Les eaux sont ainsi déconnectées, alors que dans le cas d’un bassin de temporisation avec rejet à débit régulé, elles sont rejetées petit à petit, mais intégralement dans l’égout.

La gestion intégrée des eaux pluviales possède de nombreux avantages :

• paysagers
• environnementaux
• économiques

Cette façon d’appréhender les eaux de pluies présente les avantages suivants :

Paysagers : Le concept de GIEP va permettre de créer des ambiances de voiries, des cheminements piétons et des stationnements beaucoup plus qualitatifs. L’eau n’est plus évacuée sous terre mais redevient une composante naturelle du paysage. Des espaces d’agrément naturels alliant hydraulique, paysage et environnement peuvent ainsi être réalisés. Quand le travail paysager mène à la perméabilisation des sols et aux plantations, la gestion de l’eau devient un véritable vecteur de Nature en ville.

Ceci favorise également une meilleure qualité de vie des habitants, et apporte de la biodiversité. C’est aussi une contribution majeure pour relever le défi du changement climatique en améliorant la résilience de la Région. En effet ce type de gestion permet de prévenir les inondations, tout en créant des îlots de fraicheur.

Environnementaux : La collecte des EP au plus proche du lieu de précipitation permet de limiter au maximum le ruissellement et donc la charge polluante. Les ouvrages de stockage permettent une dépollution naturelle par décantation, filtration mécanique du sol et phyto-épuration dans le cas d’éléments végétalisés. De plus, cela permet de désaturer le réseau d’égouttage, ce qui évite les surverses polluantes dans les cours d’eau. Le cycle naturel de l’eau est mieux respecté en favorisant l’infiltration et en assurant ainsi le rechargement des nappes d’eaux souterraines.

Economiques : L’entretien et le fonctionnement du réseau d’égouttage et d’assainissement (les stations d’épuration) ont un coût élevé lié aux volumes d’eau qui y transitent et qui y sont traités. L’eau de pluie ne nécessite a priori pas de traitement lourd ; ce sont donc des volumes inutiles à faire passer par ce réseau classique. Chaque volume d’eau pluviale traité « à la source » est dès lors une économie conséquente. En outre, aucun espace n’est spécialement dédié à la gestion des eaux pluviales ; ce qui représente une grande plus-value en terme d’emprise foncière.

Les volumes d’eau gérés en surface permettent également d’économiser le cout de l’excavation et des terrassements profonds qu’impliquent les bassins d’orage classiques.

Enfin, les économies sont présentes aussi en matière d’entretien puisque les ouvrages de stockages et d’infiltration continuent à être uniquement entretenus pour leur fonction primaire (espace vert, voirie, toiture,...).

La noue est une dépression dans le sol, un creux le plus souvent linéaire, qui accueille les eaux de ruissellement des surfaces voisines. C’est un terrassement simple et facile à mettre en œuvre qui ne nécessite pas de grande technicité pour remplir un rôle de plus en plus recherché : la gestion in situ des eaux pluviales.

La noue est le dispositif de gestion des eaux pluviales le plus couramment cité comme solution durable.

Pourquoi ?

• Il est simple à mettre en œuvre et peu couteux ;
• Son fonctionnement est facilement contrôlable, tout est apparent. Cela le rend didactique et offre une présence de l’eau dans les espaces de vie ;
• Il peut combiner les 3 fonctions utiles en gestion « in situ » :
• le stockage (volume libre utile)
• l’infiltration (sol perméable)
• l’évapotranspiration (si la noue est plantée)
• Il offre une fonction filtrante (voire épurante) de par sa couche supérieure de sol végétalisé ;
• Il permet une plus-value d’accueil de la biodiversité et peut offrir des qualités paysagères ;
• La combinaison eau/sol/plantes est un atout pour créer des ilots de fraîcheur.

Une fiche technique en donne une définition plus complète, détaille ses différents types, … sur le Guide du Bâtiment Durable.

Afin d’augmenter le volume de temporisation et favoriser ainsi l’infiltration des eaux pluviales dans un projet où la surface en espace vert est pauvre, il est possible de mettre en œuvre des massifs drainants sous voirie, cheminement piéton ou encore piste cyclable.

Un massif drainant est une structure réservoir qui permet la temporisation des eaux pluviales entre les matériaux qui le compose. Le corps de la structure est généralement composé de matériaux drainants de type graves. L’indice de vide de la structure réservoir peut alors varier de 30 à 40% pour de la grave 20/60.

Les matériaux drainants du massif doivent être obligatoirement entourés d’un géotextile anti-contaminant qui empêche les granulats de petites tailles de pénétrer dans la structure, ce qui assure une pérennité de l’ouvrage dans le temps. Des regards intermédiaires de curage doivent être installés pour l’entretien.

La collecte des eaux pluviales peut être assurée par la mise en œuvre de regards avec grilles. Ces regards sont équipés de coudes inversés afin d’éviter tout colmatage par des intrusions de flottants ou de corps volumineux dans le massif drainant.

Afin d’exploiter la capacité optimale de stockage des eaux pluviales des massifs drainants, des regards avec cheminée de surverse peuvent être mis en œuvre à l’aval de chacun des massifs drainants. Ils permettent une montée en charge progressive de chacun des ouvrages jusqu’à la surverse dans la cheminée et une restitution à débit régulé par l’orifice de vidange si l’infiltration seule ne suffit pas ou n’est pas autorisée dans le cadre d’un projet.

Les eaux pluviales peuvent également être collectées par injection directe via la mise en œuvre d’un revêtement poreux. Ceci permet d’éviter tout colmatage par des intrusions de flottants ou de corps volumineux dans l’ouvrage de gestion.

Pour plus de détails, vous pouvez vous référer au guide du bâtiment durable.  

Il est possible d’envisager la mise en place d’une temporisation des eaux pluviales avec le principe de la gestion intégrée même le long des voiries ou sur un terrain en pente. Des espaces verts situés en bordure de voirie peuvent par exemple accueillir des noues paysagères sur quelques centimètres de hauteur utile afin de gérer les épisodes pluviaux communs. La noue assure une fonction hydraulique au sein d’une bande paysagère en léger creux. Elle permet de collecter les eaux de ruissellement, de les temporiser puis de les vidanger.

Afin de s’affranchir au maximum de la pente présente sur la rue et afin de pouvoir maximiser la temporisation et la décantation des eaux pluviales sur l’ensemble du linéaire de la noue, celle-ci devra être accompagnée de redans.

Ces redans pourront être réalisés, en fonction des résultats esthétique et économique attendus, en béton, en fascine (bois), en terre végétale ou en tout autre matériau permettant de retenir les eaux.

Estimation des coûts de la mise en place de ce type d’ouvrages* :

Type de redanBétonFascineTerre végétale

Prix au ml (en euros)100-250100-20050-100

(*chacun des coûts annoncés dans ce tableau est donné à titre indicatif, est valable pour une noue type de 40 cm de hauteur utile et se base sur l’expérience de maitrise d’œuvre d’Infra services)

De la même manière que pour les noues, il est nécessaire de cloisonner les massifs drainants dans la pente si celle-ci est présente afin d’en maximiser les volumes de temporisation. Cela peut notamment se faire grâce à la mise en place de géo-membranes étanches et de regards avec cheminées de surverse.

Estimation des coûts de la mise en place de ce type d’ouvrages* :

Type de cloisonnementGéomembrane étancheRegard 80x80 avec cheminée de surverse (Ø200)

Prix (en euros)20-30 (m²)700-800 (unité)

(*chacun des coûts annoncés dans ce tableau est donné à titre indicatif et se base sur l’expérience de maitrise d’œuvre d’Infra services)

L’installation de panneaux solaires (photovoltaïques ou thermiques) sur une toiture verte n’est pas incompatible. Certains avantages peuvent même être retirés de cette combinaison : 

• intégration du lestage des panneaux solaires avec le complexe de toiture verte ;
• amélioration du rendement des panneaux solaires (photovoltaïques) ;
• protection physique des membranes d’étanchéité et des circuits solaires ;

Mais afin d’assurer la pérennité des installations, il y a lieu de s’assurer de l’intégration au moment de la conception de certains principes :

• réaliser une implantation différenciée des plantes en fonction de la variation d’exposition (plantes adaptées à un ombrage quasi permanent sous les panneaux) et en fonction de la proximité des panneaux solaires (éviter que les plantes ne créent un ombrage sur les panneaux) ;
• assurer une bonne évacuation des eaux pluviales, notamment à proximité des panneaux solaires : protection des avaloirs, gestion du ruissellement, garantir la facilité d’entretien des panneaux solaires, s’assurer du choix des matériaux (risques de corrosion, protection des conduits,…), etc.

Pour plus de détails, vous pouvez vous référer aux documents suivants :

• La compatibilité entre les panneaux solaires et la conception des toitures vertes (.pdf)
• Dossier: Réaliser des toitures vertes

Afin de connaître la conductivité hydraulique du sol et donc sa capacité d’infiltration, il est indispensable de réaliser des tests d’infiltration (ou essais de perméabilité). La connaissance de ces données permettra de  caractériser la possibilité d’infiltrer naturellement, d’estimer un temps de vidange et ajuster  le dimensionnement des ouvrages de gestion. 

Ces tests d’infiltration doivent être réalisés au plus tôt, dès le stade de l’esquisse ou de l’avant-projet lors de l’étude de caractérisation du site afin de déterminer   l’emplacement ou la manière optimale d’infiltrer les eaux pluviales. 

Un second test peut également être utile par après, soit lors de la réalisation du projet de manière à affiner le dimensionnement des ouvrages, soit pour vérifier a posteriori leur bonne mise en œuvre.

Il existe plusieurs méthodes de tests d’infiltration qui ont toutes leurs avantages et leurs inconvénients. Nous en présentons deux, conseillées en Région de Bruxelles-Capitale à des fins de normalisation et d’harmonisation : les méthodes Porchet et Matsuo (ou « essai à la fosse »).

1. L’essai Matsuo (ou « à la fosse), qui est un essai d’infiltration à charge variable au cours du temps, est souvent le plus représentatif vis-à-vis du fonctionnement des futures ouvrages d’infiltration, mais il nécessite d’avoir un accès à la parcelle pour le passage d’engin de chantier (pelle mécanique) et une quantité d’eau à disposition importante. 
2. L’essai Porchet, qui est un essai d’infiltration à charge constante, demande lui moins de matériel et peut être mis en œuvre pratiquement en toute situation. Il est ici présenté sous deux modalités, classique ou dans sa variante avec tube. 

A côté de ces deux types d’essai conseillés, de nombreuses autres méthodes existent et peuvent également convenir, pour autant qu’elles se fassent à des profondeurs proches de celles du fond des futurs ouvrages. On évitera par exemple les essais trop profonds (type Lefranc ou Nasberg), peu informatifs sur les futures conditions de vidange des ouvrages, la partie superficielle du sol étant la surface la plus efficiente pour une vidange des ouvrages de gestion via infiltration naturelle.

Enfin, il est également indispensable, lors d’aménagements comprenant des revêtements perméables, de vérifier que la perméabilité du revêtement et des couches sous-jacentes (fondation et éventuellement sous-fondation) est bonne suite à la mise en œuvre des différentes couches. Les 2 méthodes citées ci-avant (Matsuo et Porchet) ne pouvant pas convenir, il faudra dans ce cas réaliser un test via une méthode de double anneau (généralement plus couteuse).

Au-delà de la méthode, nous recommandons un minimum de 3 essais par projet. Toutefois, le nombre exact d’essais est à ajuster selon la superficie du projet et le nombre d’ouvrages de gestion envisagé, sachant que plus il y aura d’essais réalisés, plus cela permettra de maîtriser les coûts de gestion en optimisant les surfaces nécessaires à l’infiltration. 

Indépendamment de la méthode, il est également important de ne pas induire de biais méthodologique, par exemple en tassant le fond, ou en lissant les parois de la fosse d’essai.

Chacune des méthodes conseillées est décrite ci-après dans une fiche téléchargeable. Pour plus de facilité, elles sont à chaque fois accompagnées d’un tableur permettant d’encoder les données nécessaires. 

Une fiche présentant un essai adapté aux particuliers (ex. maison unifamiliale) est également disponible (fiche 1). 

Fiche 1 – Pour particulier (.pdf)
Fiche 2 – Matsuo (.pdf) ; Tableur (.xls)
Fiche 3 – Porchet classique (.pdf) ; Tableur (.xls)
Fiche 4 – Porchet tube (.pdf) ; Tableur (.xls)
Fiche 5 – Double anneau (.pdf)

Au niveau du coût, cela dépend bien évidemment du type de tests à réaliser, de leur nombre, de la manière dont ils sont réalisés, et de la difficulté logistique liée au site (eau, accès,…).

• Les plus fréquents sont les essais de type Porchet. Il est conseillé de toujours en réaliser 3 par zone ; le nombre de zones dépendant de la taille de la parcelle. Pour ce type d’essai, cela tourne entre 100 et 250 €/essai, soit entre 300 et 750 €/zone.
• Pour les essais de type Matsuo nécessitant plus de logistique (pelles,…), le montant varie entre 200 et 700 €/essai ;
• En ce qui concerne les essais double-anneau, ceux-ci se situent entre 300 et 800 € HTVA pour leur réalisation sans mission complémentaire (qui accompagne généralement ce type d’étude).

Les espaces verts creux sont l’aménagement de gestion intégrée des eaux pluviales le plus simple, le plus performant et le moins couteux au mètre cube d’eau géré. 

Ces espaces ont un usage déterminé (espace ludique, lieu de promenade, espace vert) dans lequel la fonction hydraulique est ajoutée. Leur fonction hydraulique est similaire à celle des noues et permet comme elles une infiltration de surface à travers une couche de terre comportant racines et humus, ce qui favorise l’infiltration et la filtration des eaux.

En effet pour rappel, il est toujours plus intéressant de manière générale, de gérer les eaux pluviales en surface et en espace planté, notamment pour les raisons suivantes : 

• Le sol possède un pouvoir tampon avantageux et une bonne capacité d'évapotranspiration lorsqu’il est planté.
• La perméabilité est meilleure en surface dans la plupart des cas ; les racines en constante évolution dé-colmatent le sol et rétablissent puis maintiennent une bonne capacité d’infiltration. Or de manière générale, celle-ci doit être privilégiée dans le but d’éviter de surcharger les réseaux d’eaux pluviales.
• Les espaces verts de type noues plantées ont un pouvoir supplémentaire, par rapport à une surface non plantée, pour traiter des pollutions susceptibles d’être contenues dans les eaux de ruissellement.
• La création d’un écosystème eau-sol-plantes en milieu urbain permet des opportunités de développement de la biodiversité et des continuités écologiques.
• L’intervention et l’entretien de dispositifs de surface sont plus simples.
• La gestion des eaux pluviales en surface est nettement plus économique qu’avec un système enterré (250 à 500 euros/m³ pour des dispositifs d'infiltration enterrés; 1000 à 3000 euros/m³ pour un bassin d'orage collectif sur le réseau unitaire).

Selon le choix d’y infiltrer l’eau rapidement ou de la laisser apparaitre temporairement (ce qu’on appelle le temps de vidange), ils peuvent constituer des espaces d’agrément humides à semi-humides favorables à la biodiversité et aux continuités écologiques mais aussi un moyen de lutter contre le phénomène d’îlot de chaleur urbain.

Si l’on se trouve dans le cas d’un espace vert existant, auquel on souhaite ajouter cette fonction hydraulique, il faut considérer au moins deux interventions :

• Créer le creux : travailler l’espace considéré avec de légers mouvements de terre en déblais et / ou remblai. 
• Conduire les eaux de surfaces imperméables limitrophes jusqu’au creux créé : soit ré-orienter des gouttières, soit des bordures de trottoir que l’on arase.

En ce qui concerne le type de plantations à y privilégier, le guide du bâtiment durable propose une page dédiée au choix des végétaux qui favorisent la biodiversité, en conseillant d’opter notamment pour des espèces indigènes et non-invasives. 

A noter également cette idée fausse et pourtant très répandue qu’il faudrait privilégier pour la plantation des espaces verts creux des espèces propres aux zones humides, et que tout ce qui n'aime pas avoir les pieds dans l’eau ne résisterait pas longtemps. La pluie n’est en réalité pas si abondante que ça en Belgique malgré notre réputation. Les différents aménagements conçus pour être bien drainés et encourager l'infiltration de l'eau, ils se vident parfois dès lors en quelques heures. Les espèces propres aux zones humides ne doivent donc être favorisées que lorsque nous sommes sûrs qu'il y aura de l'eau stagnante ou des conditions marécageuses.

Pour aller plus loin : 

• Midi technique de l’eau 
• Page du site GieP d’Orléans-Métropole sur les différentes techniques de surface
• Webinair ADOPTA sur les solutions fondées sur la nature